ES2312778T3 - Composicion polisocianato de baja viscosidad que posee una funcionalidad elevada, y procedimiento de preparacion. - Google Patents
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Abstract
Composición poliisocianato que tiene una funcionalidad media superior a 3, ventajosamente superior a 3,5, preferentemente superior a 4, obtenida mediante policondensación de monómeros diisocianatos o triisocianatos, que comprende: (a) de 0,5 a 30% en peso con relación al peso total de los componentes a), b) y c) de compuestos portadores de una sola función uretidinadiona que tiene un peso molecular como máximo igual a dos veces el peso molecular medio de los monómeros isocianatos que tienen el peso molecular más elevado; (b) de 0,5 a 45% en peso con relación al peso total de los componentes a), b) y c) de compuestos portadores de una sola función isocianurato y de peso molecular como máximo igual a tres veces el peso molecular medio de dichos monómeros isocianatos que tienen el peso molecular más elevado; estando la relación molar de (a)/(b) comprendida entre 0,02 y 2, ventajosamente entre 0,2 y 1,8, preferentemente inferior o igual a 1,6, (c) por lo menos 40% en peso con relación al peso total de los componentes a), b) y c) de una mezcla de compuestos poliisocianatos que presentan un peso molecular por lo menos igual a tres veces el peso molecular medio de los monómeros isocianatos que tienen el peso molecular más bajo y portadores de por lo menos dos funciones isocianatos, y comprendiendo dicha mezcla: (i) unos compuestos portadores de por lo menos dos funciones isocianuratos, excluyendo los que comprenden funciones uretidinadiona, (ii) unos compuestos portadores de por lo menos dos funciones uretidinadionas, excluyendo los que comprenden funciones isocianurato, y cuyo número de motivos monómeros es inferior a 5, (iii) unos compuestos portadores de por lo menos una función isocianurato y de por lo menos una función uretidinadiona, que presentan un peso molecular superior a tres veces el peso molecular más elevado de los compuestos isocianatos monómeros anteriores, presentando dicha mezcla una relación funciones carbonilos que pertenecen a un ciclo de uretidinadiona/funciones carbonilos que pertenecen a un ciclo isocianurato + funciones carbonilos que pertenecen a un ciclo de uretidinadiona por lo menos igual a 4%; d) de 0 a 25% en peso con relación al peso de los componentes a), b), c), d) y e) de compuestos portadores de por lo menos una función isocianato, diferentes de a), b) y c); y e) de 0 a 10% en peso con relación al peso de los componentes a), b), c), d) y e) de impurezas.
Description
Composición poliisocianato de baja viscosidad
que posee una funcionalidad elevada, y procedimiento de
preparación.
La presente invención se refiere a una
composición poliisocianato eventualmente enmascarada con una
viscosidad relativamente baja que posee una funcionalidad media
elevada de por lo menos 3 o más. La invención se refiere asimismo a
un procedimiento de preparación de una composición poliisocianato de
baja viscosidad que posee una funcionalidad media elevada en grupos
isocianatos.
Se obtienen generalmente unas composiciones
poliisocianato enmascaradas o no que poseen una funcionalidad media
superior a 2 mediante ciclotrimerización catalítica de
diisocianatos, y contienen compuestos que comprenden grupos
isocianurato.
Dichas composiciones y procedimientos para su
preparación se describen en, por ejemplo, las patentes US nº
4.324.879 y US nº 4.412.073. Aunque estas composiciones poseen
propiedades notables, tienen sin embargo una viscosidad elevada que
necesita su dilución mediante disolventes orgánicos.
Una de las soluciones preconizadas para ello es
detener la reacción de ciclotrimerización con un grado muy bajo de
trimerización para aumentar la cantidad de poliisocianatos
monoisocianuratos y reducir la cantidad de poliisocianatos
isocianuratos que poseen más de un ciclo isocianurato. Así, la
patente US nº 4.801.663, o también la solicitud de patente
WO-A-99/07765, describen un
procedimiento de ciclotrimerización de
1,6-hexametilendiisocianato (HDI) en el que la
trimerización se detiene con un porcentaje bajo de
transformación.
El inconveniente de dicho procedimiento es, sin
embargo, una disminución importante del rendimiento global de la
reacción que necesita eliminar del producto de reacción final una
cantidad importante de monómeros que no han reaccionado, lo que
tiene como efecto el aumento considerable del coste del
procedimiento.
La solicitud de patente
EP-A-0.645.411 da a conocer un
agente de reticulación de tipo poliisocianato de baja viscosidad,
que comprende motivos uretidinadionas y motivos isocianuratos,
obtenidos mediante modificación de grupos uretano de monómeros
diisocianato con un diol.
Otra solución propuesta (véase la patente US nº
5.750.629) consiste en someter los monómeros isocianatos a una
reacción de ciclodimerización antes, después o durante la etapa de
ciclotrimerización, para llegar a una composición poliisocianato
que posee compuestos isocianatos con grupos isocianuratos y
compuestos isocianatos con grupos de uretidinadionas
(1,3-diazetidina-2,4-dionas),
en particular compuestos mono-uretidinadionas.
El inconveniente de este procedimiento es, sin
embargo, una disminución de la funcionalidad media en grupos NCO
del producto de reacción debido a una proporción más o menos elevada
de compuestos de uretidinadionas.
Otra solución preconizada en la patente US nº
4.810.820 consiste en añadir a la mezcla de reacción un alcohol
antes, después o durante la reacción de trimerización, para obtener
una mezcla poliisocianato que comprende grupos isocianuratos y
grupos de alofanatos. Sin embargo, como anteriormente, el
inconveniente de este método reside en una disminución de la
funcionalidad de la composición poliisocianato final, en particular
debido a la presencia de alofanatos "reales", compuestos
constituidos por dos cadenas de monómeros isocianatos y por una
función alofanatos, cuya funcionalidad es de 2 en el caso de
diisocianatos o de polialofanatos.
Así, un objetivo de la presente invención es
suministrar una composición poliisocianato, eventualmente
enmascarada, con una viscosidad reducida que posee una
funcionalidad elevada de por lo menos 3, preferentemente superior a
3, en el caso en el que se obtiene mediante policondensación de
diisocianatos, y una funcionalidad más elevada todavía en el caso de
triisocianatos.
Otro objetivo de la presente invención es
suministrar una composición poliisocianato, eventualmente
enmascarada, con una viscosidad reducida, que posee un contenido
relativamente bajo de poliisocianatos
mono-uretidinadiona, y cuyo porcentaje de
transformación de los monómeros de partida es superior a 35%.
Otro objetivo de la presente invención es
suministrar una composición poliisocianato, eventualmente
enmascarada, con una viscosidad reducida que posee un contenido
reducido de poliisocianatos que comprende grupos isocianuratos, en
particular de compuestos de mono-isocianuratos,
siendo éste ventajosamente no superior a 45%, preferentemente no
superior a 40% en peso, con relación al peso de los isocianatos de
la composición poliisocianato.
Estos objetivos se alcanzan gracias a la
presente invención que tiene por objeto una composición
poliisocianato que tiene una funcionalidad media elevada, obtenida
mediante policondensación de monómeros diisocianatos o
triisocianatos, que comprende:
- (a)
- de 0,5 a 30% en peso con relación al peso total de los componentes a), b) y c) de compuestos portadores de una sola función uretidinadiona que tiene un peso molecular como máximo igual a dos veces el peso molecular medio de los monómeros isocianatos que tienen el peso molecular más elevado;
- (b)
- de 0,5 a 45% en peso con relación al peso total de los componentes a), b) y c) de compuestos portadores de una sola función isocianurato y de peso molecular como máximo igual a tres veces el peso molecular medio de dichos monómeros isocianatos que tienen el peso molecular más elevado; estando la relación molar de (a)/(b) comprendida entre 0,02 y 2, ventajosamente entre 0,2 y 1,8, preferentemente inferior o igual a 1,6,
- (c)
- por lo menos 40% en peso con relación al peso total de los componentes a), b) y c) de una mezcla de compuestos poliisocianatos que presentan un peso molecular por lo menos igual a tres veces el peso molecular medio de los monómeros isocianatos que tienen el peso molecular más bajo y portadores de por lo menos dos funciones isocianatos, y
- comprendiendo dicha mezcla:
- (i)
- unos compuestos portadores de por lo menos dos funciones isocianuratos, excluyendo los que comprenden funciones uretidinadionas,
- (ii)
- unos compuestos portadores de por lo menos dos funciones uretidinadionas, excluyendo los que comprenden funciones isocianurato, y cuyo número de motivos monómeros es inferior a 5,
- (iii)
- unos compuestos portadores de por lo menos una función isocianurato y de por lo menos una función uretidinadiona, que presenta un peso molecular superior a tres veces el peso molecular más elevado de los compuestos isocianatos monómeros anteriores,
presentando dicha mezcla una relación funciones
carbonilos que pertenecen a un ciclo de uretidinadiona/funciones
carbonilos que pertenecen a un ciclo isocianurato + funciones
carbonilos que pertenecen a un ciclo de uretidinadiona por lo menos
igual a 4%;
- d)
- de 0 a 25% en peso con relación al peso de los componentes a), b), c), d) y e) de compuestos portadores de por lo menos una función isocianato, diferentes de a), b) y c), y
- e)
- de 0 a 10% en peso con relación al peso de los componentes a), b), c), d) y e) de impurezas.
Mediante la expresión "funcionalidad media
elevada" se entiende una funcionalidad superior a 3,
ventajosamente superior a 3,5, preferentemente superior a 4.
Se debe entender que no existe ningún
recubrimiento entre las categorías a) a e) definidas anteriormente,
y ningún recubrimiento entre las categorías (i), (ii) y (iii)
definidas anteriormente debajo de c). Esto significa que cada uno
de los componentes de la composición poliisocianato pertenece a una
y solo una de las categorías definidas en a), b), c)(i), c)(ii),
c)(iii), d) y e). Dicho de otra manera, cada componente de la
composición poliisocianato según la presente invención se
contabiliza sólo una vez en los cálculos de los porcentajes de
diversas categorías de componentes que forman dicha composición
poliisocianato.
La expresión "peso molecular medio de los
monómeros isocianatos que tienen el peso molecular el más elevado
(o el más pequeño)" significa que cuando está presente un solo
monómero, dicho "peso molecular medio" es igual al de dicho
monómero, cuando están presentes dos monómeros distintos, dicho
"peso molecular medio" es igual al del monómero que tiene el
peso molecular más elevado (o el más pequeño respectivamente), y que
cuando están presentes tres monómeros distintos, o más, dicho
"peso molecular medio" es igual al peso molecular medio de dos
monómeros isocianatos que tienen el peso molecular más elevado (o el
más pequeño respectivamente). Como regla general, no se usan más de
tres monómeros distintos en el ámbito de la presente invención.
Mediante la expresión "viscosidad reducida"
en el sentido de la presente invención, se entiende que la
viscosidad, medida a 25ºC, expresada en mPa.s, está reducida de por
lo menos 10%, ventajosamente de por lo menos 12%, preferentemente
de por lo menos 20%, con relación a una composición poliisocianato
conocida obtenida mediante ciclotrimerización de monómeros de
partida idénticos y que presentan la misma funcionalidad.
De manera general, la composición poliisocianato
según la presente invención presente una viscosidad comprendida
entre aproximadamente 1.000 mPa.s y aproximadamente 50.000 mPa.s,
para un índice de transformación superior a 35%, preferentemente
superior a 40%. Por ejemplo, en el caso en el que el monómero de
partida es HDI, la viscosidad de una composición según la invención
es generalmente inferior a 25.000 mPa.s, ventajosamente inferior a
20.000 mPa.s para un índice de transformación de 37% de las
funciones isocianatos, medido mediante determinación de la
dibutilamina.
El componente a) comprende los "compuestos
mono-uretidinadionas" que son el producto de una
condensación de dos moléculas de monómeros isocianatos, asimismo
denominadas "dímeros reales" y representan ventajosamente de 1
a 30% en peso con relación al peso de los componentes a) + b) +
c).
El componente b) comprende los "compuestos
mono-isocianuratos" que son el producto de una
condensación de tres moléculas de monómeros isocianatos, asimismo
denominadas "trímeros reales", y representa de 5 a 40% en peso
con relación al peso de los componentes a) + b) + c).
En la mezcla de compuestos c), los compuestos
(i) e (iii) tienen en común el hecho de que están comprendidos en
la categoría de los "pesados" portadores de funciones
isocianurato. La categoría (b) comprende los compuestos portadores
de una sola función isocianurato. En la presente invención, se
prefiere además las composiciones poliisocianatos cuya relación en
peso [c)(i) + c)(iii)]/b)] sea superior a 2, ventajosamente superior
a 3, preferentemente superior a 4. En efecto, se ha descubierto de
manera sorprendente que los valores del índice definido
anteriormente son suficientes para obtener las funcionalidades
elevadas en el sentido de la presente invención.
La mezcla de compuestos c) comprende
ventajosamente:
- -
- unos compuestos poliisocianatos que presentan dos ciclos de uretidinadionas enlazados mediante una cadena hidrocarbonada o más;
- -
- unos compuestos poliisocianatos que presentan dos ciclos isocianuratos enlazados mediante una cadena hidrocarbonada o más.
Los compuestos que comprenden por lo menos un
ciclo de uretidinadiona y por lo menos un ciclo isocianurato que
pertenece a la mezcla c), comprenden ventajosamente un grupo
seleccionado de entre las fórmulas (I) a (V) siguientes, y sus
mezclas,
en las que A y A', idénticos o
diferentes, representan los restos de un compuesto de monómero
isocianato después de la retirada de dos funciones
isocianatos.
Ventajosamente, A y A' idénticos representan una
cadena hidrocarbonada divalente que comprende unos átomos de carbono
y de hidrógeno exclusivamente.
Se prefiere que los compuestos que corresponden
a la categoría c) representen por lo menos 45%, ventajosamente por
lo menos 50% en peso del peso de los componentes a) + b) + c). En
efecto, se debe recordar en este caso que cuanto más importante es
el peso de compuestos clasificados en c), más aumenta el número de
funciones isocianato (es decir la funcionalidad), con la condición
de que el número de compuestos clasificados en c)(ii) sea
minoritario con relación a los demás compuestos clasificados en c).
Para obtener la funcionalidad más elevada, es preferible que la
cantidad de compuestos c)(ii) sea inferior a 30% en peso con
relación a la totalidad de los compuestos clasificados en c),
preferentemente inferior a 20%, todavía más preferentemente inferior
a 15%.
El aumento de la funcionalidad se obtiene lo más
frecuentemente, como en el caso de la presente invención,
aumentando el índice de transformación. Sin embargo, y como se
desprende de la técnica anterior, esto conduce generalmente a un
aumento muy sensible de la viscosidad. Este fenómeno se observa
menos con las composiciones de la presente invención.
Además, es útil recordar en la presente memoria
que la formación de un compuesto denominado "pesado" con un
motivo isocianurato aumenta la funcionalidad media de la composición
de 1. En toda la presente descripción, la funcionalidad se expresa
en peso, como es de uso en este campo, es decir que se pondera la
función de cada elemento con el porcentaje de su porción en
peso.
Como ya se ha mencionado anteriormente, las
composiciones de la presente invención poseen una funcionalidad
elevada, es decir una funcionalidad media superior a 3,
ventajosamente superior a 3,5, preferentemente superior a 4, sin
presentar no obstante una viscosidad tan grande como la descrita en
la técnica anterior para composiciones poliisocianatos que tienen
dicha funcionalidad.
Según un modo de realización ventajoso de la
invención, el componente d) representa como máximo 10% en peso del
peso total de los componentes a) + b) + c) + d) + e), y representa
como máximo 5% en peso del peso de los componentes a) + b) + c) + d)
+ e).
Según un modo de realización ventajoso de la
invención, el componente e) representa de 0,05% a 10%, generalmente
de 0,1% a 8%, en particular como máximo 5% en peso con relación al
peso total de los componentes a) + b) + c) + d) + e).
Evidentemente, los constituyentes de e) son inertes frente a las
funciones isocianatos presentes en a), b), c) o d).
El componente e) consiste, de manera general, en
compuestos no portadores de funciones isocianatos libres, y en
particular consiste en restos de catalizadores de policondensación
y/o en subproductos de policondensación de los monómeros
isocianatos de partida y/o en disolvente(s).
El componente d) comprende dicho o dichos
monómero(s) isocianato(s) de partida que representan
de 0,05% a 20%, más generalmente de 0,1% a 10%, ventajosamente como
máximo 2%, preferentemente como máximo 1% en peso del peso total de
los componentes a) + b) + c) + d) + e).
La composición d) comprende asimismo unos
compuestos isocianatos ventajosamente monómeros, eventualmente
añadidos después de la reacción de policondensación de los
monómeros diisocianatos, tales como unos isocianatos o
triisocianatos de bajo peso molecular (como máximo 500), por
ejemplo una lisina de triisocianato.
La invención tiene asimismo por objeto una
composición tal como se ha definido anteriormente que comprende
además una cantidad de cómo máximo 200%, ventajosamente como máximo
100%, preferentemente como máximo 50% en peso con relación a los
componentes a), b), c), d) y e) de un disolvente orgánico o de una
mezcla de disolventes orgánicos.
El disolvente o la mezcla de disolventes
orgánicos es generalmente líquido a temperatura ambiente, no
comprende ninguna función isocianato, y no comprende ninguna
función susceptible de reaccionar con la función isocianato, tiene
un punto de ebullición de cómo máximo 300ºC, ventajosamente 250ºC,
preferentemente como máximo 200ºC, y es miscible con los
componentes a), b), c), d) y e). Se informa asimismo que el punto de
fusión de dicho solvente (por "disolvente" se entiende
asimismo las mezclas de disolventes) sea como máximo igual a la
temperatura ambiente, ventajosamente a 0ºC; en el caso de las
mezclas, los puntos de fusión no son precisos (con la excepción por
supuesto de los eutécticos) y, en este caso, los valores anteriores
se refieren al punto de fusión final.
La invención tiene asimismo por objeto una
composición poliisocianato tal como se ha definido anteriormente
que comprende de 1 a 100%, ventajosamente de 10 a 100% de los grupos
NCO presentes en la composición que ha reaccionado con un compuesto
de hidrógeno móvil. Ciertos de los compuestos de hidrógeno móvil se
denominan "agentes enmascaradores" en la medida en la que
pueden conducir a la restauración de la función isocianato mediante
un proceso térmico o físico-químico. Generalmente,
estos agentes enmascaradores restauran la función isocianato entre
50 y 200ºC durante un tiempo comprendido entre 5 minutos y una
hora.
De manera preferida, los compuestos
poliisocianato de la composición de la invención son el producto de
condensación de dos, tres o más de tres, moléculas isocianatos,
portadores de dos o tres funciones isocianatos, denominados en la
presente descripción mediante diisocianatos o triisocianatos
monómeros.
Puede tratarse de monómeros isocianato con
esqueleto hidrocarbonado exclusivamente de naturaleza alifática,
lineal, ramificados o cíclicos, o isocianatos aromáticos.
\newpage
Se puede citar, en particular como monómero
alifático lineal, el hexametilendiisocianato (HDI). Se pueden citar
asimismo los monómeros alifáticos cuyo esqueleto hidrocarbonado está
ramificado, pero cuyas funciones isocianatos están soportadas por
átomos de carbono primario, por ejemplo el
2-metilpentano de diisocianato. Asimismo se pueden
citar los monómeros de los que por lo menos una función isocianato
está en posición cicloalifática, secundaria, terciaria o
neopentílica.
Se trata en particular de los monómeros en los
que la función isocianato está portada por un átomo de carbono
cicloalifático, secundario, terciario o neopentílico, en particular
los isocianatos cicloalifáticos. Estos monómeros son tales que por
lo menos una ventajosamente de las dos funciones isocianatos es
distante del ciclo más próximo de como máximo un carbono y,
preferentemente, está enlazada directamente a éste. Además, estos
monómeros cicloalifáticos presentan ventajosamente por lo menos una,
preferentemente dos, funciones isocianatos seleccionadas de entre
las funciones isocianatos secundaria, terciaria o neopentílica.
Se pueden citar a título de ejemplo, los
siguientes monómeros:
- -
- los compuestos que corresponden a la hidrogenación del o de los núcleos aromáticos portadores de las funciones isocianatos de monómeros isocianatos aromáticos, y en particular del TDI (toluendiisocianato) y de los diisocianatobifenilos, el compuesto conocido con la sigla H12MDI (4,4' bis-(isocianatociclohexil)metano), los diversos BIC [Bis(isocianatometilciclohexano)] y los ciclohexildiisocianatos eventualmente sustituidos;
- y sobretodo
- -
- el norbornano diisocianato, frecuentemente denominado mediante su sigla NBDI;
- -
- el isoforondiisocianato, o IPDI, o más precisamente 3-isocianatometil-3,5,5-trimetilciclohexilisocianato.
\vskip1.000000\baselineskip
- Como monómeros aromáticos, se pueden citar los:
- -
- 2,4- ó 2,6-toluendiisocianato (TDI);
- -
- 2,6-(4,4'-difenilmetano)diisocianato (MDI);
- -
- 1,5-naftalen diisocianato (NDI);
- -
- Para-fenilen diisocianato (PPDI).
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Se prefieren los monómeros isocianatos
alifáticos incluidos cicloalifáticos, siendo los preferidos los
alifáticos que comprenden cadenas de polimetileno. Mediante la
expresión "monómero isocianato alifático" se entienden
monómeros en los que por lo menos una función isocianato está
relacionada con un átomo de carbono de hibridación sp^{3},
ventajosamente dos funciones isocianatos, preferentemente todas las
funciones isocianatos están relacionadas con átomos de carbono de
hibridación sp^{3}.
Los monómeros isocianatos de partida de bajo
peso molecular tales como se han definido anteriormente tiene
generalmente un contenido en grupos isocianatos de por lo menos 12%,
preferentemente de por lo menos 15%, más preferentemente de por lo
menos 20%, expresado en peso de NCO con relación al peso total
isocianato.
Los monómeros de partida pueden asimismo ser
productos de oligomerización isocianatos de bajo peso molecular
tales como se han definido anteriormente, siendo estos productos de
oligomerización portadores de funciones isocianatos enmascaradas o
no.
El grupo enmascarador es el resultado de la
reacción de un compuesto que tiene por lo menos un átomo de
hidrógeno reactivo con la función isocianato de los poliisocianatos
tales como se han definido anteriormente,
El agente enmascarador, que puede ser una mezcla
de agentes enmascaradores, es tal que la reacción de enmascarado
pueda escribirse:
Is-N=C=O +
AM-H \hskip0,2cm \rightarrow \hskip0,2cm
Is-NH-CO(AM)
en la que AM-H
representa el agente
enmascarador;
en la que AM- representa el grupo
enmascarador;
en la que Is es el resto portador de la función
isocianato considerada.
Dicho agente enmascarador presenta por lo menos
una función que porta un hidrógeno móvil, o más exactamente un
agente reactivo, función para la que se puede definir un pKa que
corresponde o bien a la ionización de un ácido, incluido el
hidrógeno de las funciones, fenoles y alcoholes, o bien al ácido
asociado con una base, en general nitrogenada. El pKa de la función
que presenta hidrógenos es por lo menos igual a 4, ventajosamente a
5, preferentemente a 6 y es como máximo igual a 14, ventajosamente a
13, preferentemente a 12, y de manera más preferida a 10, excepto
para las lactamas cuyo pKa es superior a estos valores y que
constituyen sin embargo agentes enmascaradores aceptables aunque no
preferidos para la invención.
Ventajosamente, el agente enmascarador comprende
un solo hidrógeno móvil.
A título de ejemplos no limitativos de agentes
de enmascarado según la invención, se pueden citar los derivados de
la hidroxilamina tales como la hidroxisuccinimida y las oximas tales
como la metiletilcetoxima o el piruvato oxima de metilo, los
derivados de los fenoles o similares, los derivados de las amidas
tales como las imidas y las lactamas, así como los malonatos o
cetoésteres y los hidroxamatos.
Asimismo, se pueden citar los grupos
heterocíclicos nitrogenados que comprenden de 2 a 9 átomos de
carbono y, además del átomo de nitrógeno, de 1 a 3 otros átomos
seleccionados de entre el nitrógeno, el oxígeno y el azufre. Estos
grupos se seleccionan, por ejemplo, de entre los grupos pirolilo,
2H-pirrolilo, imidazolilo, pirimidinilo,
piridazinilo, pirazinilo, pirimidinilo, piridazinilo, indolizinilo,
iso-indolilo, indolilo, indozililo, purinilo,
quinolizinilo, isoquinolilo, pirazolidinilo, imidazolidinilo y
triazolilo. Se prefieren en particular los heterociclos que
comprenden de 2 a 4 átomos de carbono y de 1 a 3 átomos de
nitrógeno, tales como los grupos pirazolilo, imidazolilo y
triazolilo, siendo estos grupos eventualmente sustituidos con uno a
tres sustituyentes seleccionados de entre NH_{2},
NH(alquilo C_{1}-C_{6}), N-(dialquilo
C_{1}-C_{6}), OH, SH, CF_{3}, alquilo
C_{1}-C_{6}, cicloalquilo
C_{3}-C_{6}, arilo
C_{5}-C_{12}, en particular fenilo, aralquilo
C_{6}-C_{18} que tiene de 5 a 12 átomos de
carbono en el grupo arilo, en particular bencilo o alcarilo
C_{6}-C_{18} que tiene de 5 a 12 átomos de
carbono en el grupo arilo.
Los grupos particularmente preferidos son
1,2,3-triazolilo o 1,2,4-triazolilo,
o 3,5-dimetil-pirazolilo.
Para la determinación de los pKa, se podrá hacer
referencia a "The determination of ionization constants, a
laboratory manual, A. Albert of E.P. Serjeant; Chapman y Hall Ltd,
London".
Para la lista de agentes enmascaradores, se
podrá hacer referencia a Z. Wicks (Prog. Org. Chem., (1975),
3, 73 y Prog. Org. Chem., (1989), 9, 7) y
Petersen (Justus Liebigs, Annalen der Chemie, 562,
205, (1949).
El disolvente orgánico se selecciona
ventajosamente de entre:
- -
- los hidrocarburos aromáticos, en particular el tolueno, el xileno, el Solvesso®;
- -
- los ésteres, como el acetato de n-butilo, el adipato de dimetilo, el glutarato de metilo, o sus mezclas;
- -
- los ésteres de éteres como el acetato de metoxipropilo;
- -
- los éteres como el éter de butilglicol;
- -
- las cetonas, como la cetona de metilisobutilo;
- -
- los disolventes fluorados como el trifluorometilbenceno;
\vskip1.000000\baselineskip
La composición poliisocianato según la invención
se puede obtener mediante un procedimiento que comprende las
siguientes etapas:
- i)
- se prepara un medio de reacción de partida que comprende el (los) monómero(s) isocianato(s) de partida, y eventualmente otros monómeros reactivos con la función isocianato;
- ii)
- se hace reaccionar el medio de reacción de partida en presencia de un catalizador de dimerización, eventualmente calentando el medio de reacción a una temperatura de por lo menos 40ºC;
- iii)
- se hace reaccionar el producto de reacción de la etapa ii) que contiene monómeros que no han reaccionado con un catalizador de (ciclo)trimerización, en las condiciones de (ciclo)trimerización;
- iv)
- se eliminan del producto de reacción de la etapa iii) los monómeros de partida que no han reaccionado;
estando dicho procedimiento caracterizado porque
se efectúa la etapa iii) hasta un índice de transformación de por
lo menos 35%, ventajosamente de por lo menos 40% de los monómeros
isocianatos presentes en el medio de reacción inicial.
\newpage
El índice de monómeros residuales se mide
mediante dosificación después de la separación de la mezcla
poliisocianato sobre una columna separativa de tipo cromatografía
de filtración sobre gel en un disolvente tal como el diclorometano
(CH_{2}Cl_{2}) o tetrahidrofurano (THF). El método de detección
es el infrarrojo midiendo la banda NCO a 2.250 cm^{-1}, después
del contraste con un monómero de concentración conocida.
Como variante, la composición poliisocianato
según la invención se puede obtener asimismo mediante un
procedimiento que comprende las siguientes etapas:
- i)
- se prepara un medio de reacción de partida que comprende el (los) monómero(s) isocianato(s) de partida, y eventualmente otros monómeros reactivos con la función isocianato;
- ii)
- se hace reaccionar los monómeros de partida con un catalizador de (ciclo)trimerización en las condiciones de (ciclo)trimerización;
- iii)
- se hace reaccionar el medio de reacción de la etapa ii) en presencia de un catalizador de dimerización, calentando eventualmente el medio de reacción a una temperatura de por lo menos 40ºC;
- iv)
- se eliminan del producto de reacción de la etapa iii) los monómeros de partida que no han reaccionado;
estando dicho procedimiento caracterizado porque
se efectúa la etapa iii) hasta un índice de transformación de por
lo menos 35%, ventajosamente de por lo menos 40% de los monómeros
isocianatos presentes en el medio de reacción inicial.
La reacción se puede efectuar en ausencia o en
presencia de un disolvente. Se prefiere realizarlo generalmente en
ausencia de disolvente.
Se puede asimismo, según el procedimiento de la
invención, preparar la composición poliisocianato de manera
continua, trasegando los monómeros de partida que no han reaccionado
y reciclándolos hacia la etapa de policondensación.
Los compuestos a), b) y c) según la invención se
pueden obtener a partir de un solo monómero o de una mezcla de
diferentes monómeros.
La reacción de formación de los compuestos de
uretidinadionas se puede realizar por vía catalítica exclusivamente,
en ausencia de calentamiento. Esta dimerización catalítica en
ausencia de calentamiento es uno de los modos ventajosos según la
presente invención. Estos catalizadores específicos son los que se
conocen por el experto en la materia para dar unas uretidinadionas
a partir de funciones isocianatos y es con poco o ningún otro tipo
de condensación (en particular formación isocianurato). A
continuación se proporcionan algunos ejemplos paradigmáticos de
dichos catalizadores específicos de la dimerización.
Así, los catalizadores específicos de la
dimerización son los conocidos por el experto en la materia para
formar grupos de uretidinadionas a partir de funciones isocianatos,
y se seleccionan de entre los compuestos de tipo
tris-(N,N-dialquil)fosfotriamida,
N,N-dialquilaminopiridina o también de tipo
trialquilfosfina. Un ejemplo muy particularmente preferido de
catalizadores de dimerización para la obtención de las composiciones
según la invención se representa mediante los catalizadores de tipo
trialquilfosfina.
Según una variante, puede ser ventajoso calentar
el medio de reacción durante la reacción de formación de los
compuestos de uretidinadionas por vía catalítica. La reacción de
dimerización se efectúa entonces por vía catalítica y térmica. Se
debe observar que con ciertos catalizadores, tales como las
trialquilfosfinas, el aumento de la temperatura favorece la
reacción de trimerización.
Ciertos catalizadores, tales como los de tipo
tris-(N,N-dialquil)fosfotriamida y
N,N-dialquilaminopiridina, conducen muy
mayoritariamente a la formación específica de dímeros. Cuando se
usan dichos catalizadores denominados de dimerización, puede ser
ventajoso añadir un catalizador de trimerización de manera que se
realicen conjuntamente las reacciones de dimerización y de
trimerización.
Además, ciertos catalizadores permiten al mismo
tiempo las reacciones de dimerización y de trimerización. Un
ejemplo de estos catalizadores se representa mediante los de tipo
trialquilfosfina.
La originalidad del procedimiento catalítico de
dimerización en la presente invención reside en que aunque las
reacciones de dimerización catalíticas se conocen por sí mismas,
esta dimerización catalítica se conduce hasta obtener unos índices
de transformación de las especies de monómeros y/o de oligómeros de
partida superiores a 35%, ventajosamente superiores a 40%, incluso
superiores a estos límites.
Esta formación de ciclos de uretidinadionas se
realiza en particular en presencia de compuestos de tipo
trialquilfosfina,
tris-(N,N-dialquil)fosfotriamida,
N,N,N',N'-tetra-alquilguanidinas.
\newpage
El catalizador de ciclotrimerización puede ser
cualquier catalizador conocido para ello. Se pueden citar las
aminas terciarias tales como la trietilamina, las bases de Mannich
tales como el
tris-(N,N-dimetilaminometil)fenol, los
hidróxidos o sales de ácidos orgánicos débiles o los fluoruros de
tetra-alquilamonios tales como los tetrametil-,
tetraetil- y tetrabutil-amonios, los hidróxidos y
sales de ácidos orgánicos débiles de
hidroxi-alquilamonios tales como el carboxilato de
N,N,N-trimetil-N-hidroxietil-amonio
o el hidróxido de
N,N,N-trimetil-N-hidroxipropilamonio;
las sales de metales alcalinos, alcalino-térreos,
de estaño, de zinc o de otros metales de ácidos carboxílicos, tales
como el ácido acético propiónico, octanoico o benzoico, o los
carbonatos de estos metales; los alcoholatos o fenatos de metales
alcalinos, alcalino-térreos, estaño, zinc u otros
metales; las alquilfosfinas terciarias tales como las descritas en
la patente US nº 3.211.703, los compuestos de metales pesados tales
como el acetilacetonato de hierro descritos en la patente US nº
3.135.111, las aminas sililadas y hexametildisilazano descritas en
el documento EP 89297; o los alcoholatos de tierras raras descritos
en el documento FR 99 16 687.
Al final de la reacción de ciclotrimerización,
se desactiva el catalizador de ciclotrimerización mediante
cualquier medio conocido, en particular mediante adición de un
veneno de catalizador o también mediante absorción sobre una columna
de alúmina.
En el caso en que se efectúa la etapa de
ciclodimerización catalítica después de la reacción de
ciclotrimerización, convendrá asegurarse de que el catalizador de
trimerización está efectivamente desactivado.
De manera general, cuando un catalizador de
dimerización y/o de trimerización se usa en los procedimientos
tales como los que se acaban de describir, se debe entender que las
composiciones poliisocianatos según la presente invención pueden
contener además trazas de estos catalizadores o de sus derivados que
proceden de su descomposición.
Cuando se desea obtener una composición
poliisocianato enmascarada tal como se ha definido anteriormente,
se hace reaccionar las funciones isocianatos presentes en el medio
de reacción con el agente enmascarador antes, durante o después de
las etapas descritas anteriormente.
Sin embargo, se prefiere realizar la reacción de
enmascarado después de la reacción de policondensación y después de
la eliminación de los isocianatos monómeros que no han
reaccionado.
Uno de los numerosos intereses de las
composiciones poliisocianatos según la invención es que pueden
servir de base para la preparación de polímeros y/o de reticulados,
y ser usadas en particular como uno de los constituyentes
principales de revestimientos de cualquier tipo, tales como barnices
y pinturas. En dichos usos, las cualidades de dureza de los
polímeros reticulables forman parte de las que se buscan en el plano
técnico y funcional.
El procedimiento de preparación de polímeros
comprende las siguientes etapas:
- -
- poner una composición poliisocianato según la invención en presencia de un agente co-reactivo que contiene unos derivados que presentan unos hidrógenos reactivos en forma de alcohol, de fenol, de tiol, de ciertas aminas incluidas las anilinas; estos derivados pueden tener esqueletos hidrocarbonatos alifáticos, alicíclicos o aromáticos, preferentemente alcoilos, incluyendo cicloalcoilos y aralcoilos, arilos, lineales o ramificados, sustituidos o no sustituidos (estos agentes co-reactivos, generalmente polioles son conocidos por sí mismos) y forman después de la reacción con los poliisocianatos una red; y
- -
- calentar el medio de reacción así constituido a una temperatura que permite la reticulación de los componentes.
\vskip1.000000\baselineskip
Ventajosamente, la temperatura es como máximo
igual a aproximadamente 300ºC, preferentemente por lo menos igual a
60ºC, más preferentemente por lo menos igual a 80ºC, y
preferentemente como máximo igual a 250ºC y más preferentemente
todavía a 200ºC y ello para un tiempo inferior o igual a 15 horas,
preferentemente a 10 horas, y más preferentemente todavía a 8
horas. El experto en la materia sabe que cuanto más elevada es la
temperatura, menos tiempo se necesita para realizar la reticulación
por cocción. Así, una cocción a 300ºC necesita sólo algunas decenas
de segundos incluso algunos minutos, mientras que una temperatura de
60ºC necesita un tiempo que se expresa en horas.
Se puede prever incluir un disolvente orgánico
en el medio de reacción de reticulación. Asimismo se puede prever
una suspensión en agua.
Este disolvente es opcional y, preferentemente
poco polar, es decir cuya constante dieléctrica no es muy superior
o es igual a 4 o más preferentemente a 5.
De acuerdo con la invención, los disolventes
poco polares preferidos son los muy conocidos por el experto en la
materia, y en particular los aromáticos tal como el benceno, las
cetonas tales como la ciclohexanona, la metiletilcetona y la
acetona; los ésteres de alcohol(es) ligeros y en particular
los ésteres adípicos; los coques de petróleo del tipo de los
vendidos con la marca Solvesso®.
Generalmente, el disolvente es idéntico al
disolvente de la composición poliisocianato anterior.
Los derivados que entran en la composición del
agente co-reactivo son, generalmente, di-, oligo- o
polifuncionales, pueden ser monómeros o procedentes de di-, oligo-
o poli-merización, y se usan para la preparación de
poliuretanos eventualmente reticulados, se seleccionarán según las
funcionalidades esperadas para el polímero en la aplicación final, y
según su reactividad.
En particular, cuando se desea obtener
composiciones "bi-componente" (es decir que
contienen simultáneamente los dos agentes reactivos: la composición
poliisocianato en este caso por lo menos parcialmente enmascarada
según la invención y el compuesto con hidrógeno reactivo) estables,
se prefiere evitar el uso de los derivados que presentan hidrógenos
reactivos que catalizan la liberación del isocianato enmascarado.
Así, entre las aminas, se prefieren usar sólo las que no catalizan
la descomposición o la transamidación de las funciones isocianatos
enmascaradas según la presente invención. Generalmente, estos
agentes co-reactivos son bien conocidos por el
experto en la materia.
La invención se refiere por lo tanto, asimismo,
a composiciones de pinturas que comprenden por adición sucesiva o
simultánea:
- -
- un poliisocianato enmascarado según la invención;
- -
- un agente co-reactivo con hidrógeno reactivo tal como se ha descrito anteriormente;
- -
- eventuales catalizadores conocidos por sí mismos (en particular aquéllos a base de estaño para las oximas);
- -
- eventualmente por lo menos un pigmento, tal como un bióxido de titanio;
- -
- eventualmente una fase acuosa;
- -
- eventualmente un agente tensoactivo para mantener en emulsión o en suspensión los componentes constitutivos de la mezcla;
- -
- eventualmente un disolvente orgánico;
- -
- eventualmente un agente deshidratante.
\vskip1.000000\baselineskip
Los catalizadores son ventajosamente latentes,
en particular los que han sido objeto de patente y de solicitud de
patente publicada a nombre del solicitante o de sus predecesores en
derecho (sociedad que comprende en su nombre
"Rhône-Poulenc").
La invención se refiere asimismo a las pinturas
y barnices obtenidos mediante el uso de estas composiciones, según
el procedimiento anterior.
Los ejemplos siguientes ilustran la
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
HMDZ: hexametildisilazano;
HDl: hexametilendiisocianato;
AcO-n-butilo:
Acetato de n-butilo;
Función NCO: Función isocianato;
MEKO: Butanona o Metiletilcetoxima
DMP: 3,5-dimetilpirazol;
Poli NCO: Poliisocianato.
\vskip1.000000\baselineskip
Las cantidades de los diferentes componentes
presentados en la presente descripción, ejemplos y reivindicaciones
se expresan en porcentaje en peso, salvo que se indique lo
contrario.
El significado de los términos vernáculos
usuales se recuerda a continuación:
- \bullet
- Bis-dímero: oligómero que procede de la condensación de tres monómeros y que presenta dos motivos uretidinadiona;
- \bullet
- Tris-dímero: tetrámero con tres motivos uretidinadiona;
- \bullet
- Bis-trímero: pentámero con dos motivos isocianurato;
- \bullet
- Trímero-dímero: tetrámero con un motivo isocianurato y con un motivo uretidinadiona;
- \bullet
- Trímero-dímero-trímero: hexámero con dos motivos isocianurato y un motivo uretidinadiona;
- \bullet
- Los "pesados" corresponden a los oligómeros que tienen un peso molecular igual o superior a 7 veces el peso de los monómeros.
\vskip1.000000\baselineskip
Se recuerda que según la técnica usual en la
materia, los diferentes componentes de la fracción oligomérica se
identifican mediante análisis estructural infrarrojo, sus
reparticiones y sus funcionalidades se proporcionan y se
cuantifican usando las bandas características de los compuestos
poliisocianatos, es decir las bandas de las funciones isocianatos,
las bandas alquilos, las bandas CO del isocianurato y las bandas de
la uretidinadiona. Se obtiene así la repartición oligomérica
ponderal que corresponde a cada síntesis ejemplificada.
Para cada oligómero y para cada fracción
oligomérica corresponde una funcionalidad medida (mediante el
contenido en función NCO), que, en el caso de los oligómeros puros
se puede comparar con la teórica (así, el dímero de HDl tiene una
funcionalidad de 2).
Se recuerda que en este campo, la funcionalidad
se obtiene de la siguiente manera: se multiplica el porcentaje
ponderal de cada oligómero de la composición por su funcionalidad
propia, y después se suman las funcionalidades aportadas por cada
oligómero. El total representa la funcionalidad media de la
composición oligomérica. En el caso de la presente invención, las
composiciones finales se someten a una separación sobre un conjunto
de columnas de permeación de gel vendidas por la compañía Polymer
Laboratorios con la marca PL Gel type mixte E.
El titulo NCO se mide, habitualmente, según la
norma AFNOR NF T 52-132 de septiembre de 1988 (a
veces designada como método con dibutilamina).
La viscosidad se mide, habitualmente, según la
norma NF EN ISO 3219 de noviembre de 1994 (Método de determinación
de la viscosidad mediante el método del cilindro rotativo).
Los ejemplos 1 y 2 siguientes son
representativos poliisocianatos de baja viscosidad y con alta
funcionalidad que utilizan la tributilfosfina como catalizador.
\vskip1.000000\baselineskip
En un reactor de tres bocas equipado con una
agitación mecánica, un refrigerante y una ampolla de carga, se
añaden, bajo nitrógeno, 310 g de HDl. Se desgasifica el medio de
reacción mediante formación de burbuja del nitrógeno durante 1
hora, después se añaden 1,18 g de
tri-n-butilfosfina bajo nitrógeno.
El medio de reacción se calienta a aproximadamente 60ºC durante 10
horas.
Cuando el índice de transformación de las
funciones NCO medido según el método con dibutilamina es de 39,6%
(lo que corresponde a un índice de transformación teórico en HDl de
79,2%), se detiene la reacción mediante la adición de un
equivalente molar de tosilato de metilo con relación al catalizador
introducido. Este índice de transformación de 39,6% corresponde a
un índice de transformación en HDl de 63,1% medido sobre la mezcla
de reacción antes de la eliminación del monómero HDl según la
técnica de cromatografía por permeación sobre gel. Se deja el medio
de reacción bajo agitación durante 2 horas a 80ºC.
El producto se purifica mediante destilación del
monómero HDl no transformado, al vacío de 0,4 mbares, a 160ºC, en
un aparato de película delgada, con un caudal de aproximadamente 200
g/hora. Esta operación se realiza una segunda vez para dar 162 g de
producto de oligomerización del HDl, es decir un rendimiento
recuperado de 52%.
Las características del producto son las
siguientes:
Índice de transformación: 63%
Título NCO de la mezcla de reacción después
de la destilación: 18,7%
Viscosidad de la mezcla de reacción a
25ºC: 1043 mPa.s
Funcionalidad: del orden de 3,5.
\newpage
La composición de la mezcla obtenida, después de
la eliminación del monómero HDl, se representa en la tabla
siguiente.
- \bullet
- La proporción entre dímero real y la suma (dímero + trímero real) es de 0,61.
- \bullet
- La proporción C=O dímero/C=O (Dímero + Trímero) medida sobre la repartición global es de 43%.
- \bullet
- Los compuestos pesados están constituidos por cadenas tales como se han definido en la invención, es decir cadenas de secuencia trímero-dímero, trímero-trímero-dímero, trímero-dímero-trímero, etc.
- \bullet
- La relación entre los compuestos [(trímero dímero) + (tris dímero) + (bis trímero) + (trímero-dímero-trímero) + pesados] y los compuestos trímeros, es decir la relación [(c)(i) + c)(iii)/b)] es del orden de 3,5.
\vskip1.000000\baselineskip
Se procede como en el ejemplo anterior, salvo
que la cantidad de
tri-n-butilfosfina es de 2,25 g y el
índice de transformación en HDl medido después de la cromatografía
de permeación sobre gel es de 85,6%.
La funcionalidad es del orden de 5.
La repartición de las especies antes de la
destilación del monómero es la siguiente:
- \bullet
- Los compuestos pesados están constituidos por cadenas tales como se han definido en la invención, es decir cadenas de secuencia trímero-dímero, trímero-trímero-dímero, trímero-dímero-trímero, etc.
- \bullet
- La relación entre los compuestos [(trímero dímero) + (tris dímero) + (bis trímero) + (trímero-dímero-trímero) + pesados] y los compuestos trímero, es decir la relación [(c)(i) + c)(iii)/b)] es del orden de 10.
\newpage
- \bullet
- La repartición entre las funciones dímero y trímero es la siguiente:
Claims (25)
1. Composición poliisocianato que tiene una
funcionalidad media superior a 3, ventajosamente superior a 3,5,
preferentemente superior a 4, obtenida mediante policondensación de
monómeros diisocianatos o triisocianatos, que comprende:
- (a)
- de 0,5 a 30% en peso con relación al peso total de los componentes a), b) y c) de compuestos portadores de una sola función uretidinadiona que tiene un peso molecular como máximo igual a dos veces el peso molecular medio de los monómeros isocianatos que tienen el peso molecular más elevado;
- (b)
- de 0,5 a 45% en peso con relación al peso total de los componentes a), b) y c) de compuestos portadores de una sola función isocianurato y de peso molecular como máximo igual a tres veces el peso molecular medio de dichos monómeros isocianatos que tienen el peso molecular más elevado;
estando la relación molar de (a)/(b) comprendida
entre 0,02 y 2, ventajosamente entre 0,2 y 1,8, preferentemente
inferior o igual a 1,6,
- (c)
- por lo menos 40% en peso con relación al peso total de los componentes a), b) y c) de una mezcla de compuestos poliisocianatos que presentan un peso molecular por lo menos igual a tres veces el peso molecular medio de los monómeros isocianatos que tienen el peso molecular más bajo y portadores de por lo menos dos funciones isocianatos, y
- comprendiendo dicha mezcla:
- (i)
- unos compuestos portadores de por lo menos dos funciones isocianuratos, excluyendo los que comprenden funciones uretidinadiona,
- (ii)
- unos compuestos portadores de por lo menos dos funciones uretidinadionas, excluyendo los que comprenden funciones isocianurato, y cuyo número de motivos monómeros es inferior a 5,
- (iii)
- unos compuestos portadores de por lo menos una función isocianurato y de por lo menos una función uretidinadiona, que presentan un peso molecular superior a tres veces el peso molecular más elevado de los compuestos isocianatos monómeros anteriores,
presentando dicha mezcla una relación funciones
carbonilos que pertenecen a un ciclo de uretidinadiona/funciones
carbonilos que pertenecen a un ciclo isocianurato + funciones
carbonilos que pertenecen a un ciclo de uretidinadiona por lo menos
igual a 4%;
- d)
- de 0 a 25% en peso con relación al peso de los componentes a), b), c), d) y e) de compuestos portadores de por lo menos una función isocianato, diferentes de a), b) y c); y
- e)
- de 0 a 10% en peso con relación al peso de los componentes a), b), c), d) y e) de impurezas.
2. Composición poliisocianato según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende de 1 a 30%
en peso del componente (a) con relación al peso total de los
componentes a) + b) + c).
3. Composición poliisocianato según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende de 5 a 40%
en peso del componente (b) con relación al peso total de los
componentes a) + b) + c).
4. Composición poliisocianato según la
reivindicación 1, caracterizada porque el componente c)
representa por lo menos 45%, ventajosamente por lo menos 50% en
peso con relación al peso total de los componentes a) + b) + c).
5. Composición poliisocianato según la
reivindicación 1, caracterizada porque la relación en peso
[c)(i) + c)(iii)]/b) es superior a 2, ventajosamente superior a 3,
preferentemente superior a 4.
6. Composición poliisocianato según la
reivindicación 1, caracterizada porque la cantidad de
compuestos c) (ii) es inferior a 30% en peso con relación a la
totalidad de los compuestos clasificados en c), preferentemente
inferior a 20%, más preferentemente inferior a 15%.
7. Composición poliisocianato según la
reivindicación 1, caracterizada porque el componente d)
representa como máximo 10% en peso con relación al peso total de
los componentes a) + b) + c) + d) + e).
8. Composición poliisocianato según la
reivindicación 1, caracterizada porque el componente e)
representa de 0,05% a 10%, generalmente de 0,1% a 8%, en particular
como máximo 5% en peso con relación al peso total de los componentes
a) + b) + c) + d) + e).
\newpage
9. Composición poliisocianato según la
reivindicación 1, caracterizada porque el componente e)
consiste en restos de catalizador de policondensación y/o en
subproductos de policondensación de los monómeros isocianatos de
partida y/o en disolvente(s).
10. Composición poliisocianato según la
reivindicación 1, caracterizada porque el componente d)
comprende dicho o dichos monómero(s) isocianato(s)
residuales.
11. Composición poliisocianato según la
reivindicación 10, caracterizada porque dicho o dichos
monómero(s) isocianato(s) representan de 0,05% a 20%,
más generalmente de 0,1% a 10%, ventajosamente como máximo 2%,
preferentemente como máximo 1% en peso de los componentes a) + b) +
c) + d) + e).
12. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende
además una cantidad de cómo máximo 200%, ventajosamente como máximo
100% en peso de a) + b) + c) + d) + e), preferentemente como máximo
50% de un disolvente orgánico o mezcla de disolventes orgánicos
líquida a temperatura ambiente, que no comprende ninguna función
isocianato, que no comprende ninguna función susceptible de
reaccionar con la función isocianato, que tiene un punto de
ebullición de cómo máximo 200ºC, y que es miscible con los
componentes a), b), c), d) y e).
13. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque los compuestos
que comprenden por lo menos un ciclo de uretidinadiona y por lo
menos un ciclo isocianurato comprenden un grupo seleccionado de
entre las fórmulas (I) a (V) siguientes, y sus mezclas:
en las que A y A', idénticos o
diferentes, representan los restos de un compuesto isocianato
monómero después de la retirada de dos funciones
isocianatos.
14. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende
de 1 a 100%, ventajosamente de 10 a 100% de los grupos NCO
presentes en la composición enmascarada con la ayuda de un agente
enmascarador.
15. Composición según la reivindicación 14,
caracterizada porque el agente enmascarador es un agente
enmascarador monofuncional seleccionado de entre los derivados de
la hidroxilamina, las oximas, los derivados de los fenoles, los
derivados de las amidas, los malonatos, los cetoéteres, los
hidroxamatos y los compuestos heterocíclicos nitrogenados.
16. Composición según la reivindicación 15,
caracterizada porque el agente enmascarador es la
metiletilcetoxima o la piruvato oxima de metilo.
17. Composición según la reivindicación 14,
caracterizada porque el agente enmascarador se selecciona de
entre los grupos pirolilo, 2H-pirrolilo,
imidazolilo, pirimidinilo, piridazinilo, pirazinilo, pirimidinilo,
piridazinilo, indolizinilo, isoindolilo, indolilo, indozolilo,
purinilo, quinolizinilo, isoquinolilo, pirazolidinilo,
imidazolidinilo y triazolilo.
18. Procedimiento de preparación de una
composición poliisocianato según una de las reivindicaciones 1 a 17,
que comprende las etapas siguientes:
- i)
- preparar un medio de reacción de partida que comprende el (los) isocianato(s) monómero(s) de partida, y eventualmente otros monómeros reactivos con la función isocianato;
- ii)
- hacer reaccionar el medio de reacción de partida en presencia de un catalizador de dimerización, eventualmente calentando el medio de reacción a una temperatura de por lo menos 40ºC;
- iii)
- hacer reaccionar el producto de reacción de la etapa ii) que contiene monómeros que no han reaccionado con un catalizador de (ciclo)trimerización, en las condiciones de (ciclo)trimerización;
- iv)
- eliminar del producto de reacción de la etapa iii) los monómeros de partida que no han reaccionado;
- v)
- eventualmente, hacer reaccionar el medio de reacción con un agente enmascarador, antes, durante o después de las etapas i) a iv);
estando dicho procedimiento caracterizado
porque se efectúa la etapa iii) hasta un índice de transformación
de por lo menos 35%, ventajosamente de por lo menos 40% de los
monómeros isocianatos presentes en el medio de reacción inicial.
19. Procedimiento de preparación de una
composición poliisocianato según cualquiera de las reivindicaciones
1 a 18, que comprende las siguientes etapas:
- i)
- preparar un medio de reacción de partida que comprende el (los) isocianato(s) monómero(s) de partida, y eventualmente otros monómeros reactivos con la función isocianato;
- ii)
- hacer reaccionar los monómeros de partida con un catalizador de (ciclo)trimerización en las condiciones de (ciclo)trimerización;
- iii)
- hacer reaccionar el medio de reacción de la etapa ii) en presencia de un catalizador de dimerización, calentando eventualmente el medio de reacción a una temperatura de por lo menos 40ºC;
- iv)
- eliminar del producto de reacción de la etapa iii) los monómeros de partida que han reaccionado;
- v)
- eventualmente, hacer reaccionar el medio de reacción con un agente enmascarador antes, durante o después de las etapas i) a iv);
estando dicho procedimiento caracterizado
porque se efectúa la etapa iii) hasta un índice de transformación
de por lo menos 35%, ventajosamente de por lo menos 40% de los
monómeros isocianatos presentes en el medio de reacción inicial.
20. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 18 ó 19, caracterizado porque el catalizador
de dimerización se selecciona de entre los compuestos de tipo
tris-(N,N-dialquil)fosfotriamida,
N,N-dialquilaminopiridina o también de tipo
trialquilfosfina.
21. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 20, caracterizado porque el catalizador
de dimerización se selecciona de entre los compuestos de tipo
trialquilfosfina.
22. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 21, caracterizado porque el catalizador
de trimerización se selecciona de entre los compuestos de tipo
trialquilfosfina.
23. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 17, para la realización de un revestimiento,
caracterizado porque comprende además por adición sucesiva o
simultánea un co-reactivo con hidrógeno
reactivo.
\newpage
24. Uso de las composiciones según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 17, para la preparación de un
revestimiento, en particular una pintura.
25. Procedimiento de preparación de polímeros,
caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
- -
- poner una composición poliisocianato tal como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 en presencia de un co-reactivo que contiene derivados que presentan unos hidrógenos reactivos; y
- -
- calentar el medio de reacción así constituido a una temperatura que permite la reticulación de los componentes.
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