ES2640312T3 - Sistema de embalaje pegado para alimentos - Google Patents

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ES2640312T3 ES13733250.8T ES13733250T ES2640312T3 ES 2640312 T3 ES2640312 T3 ES 2640312T3 ES 13733250 T ES13733250 T ES 13733250T ES 2640312 T3 ES2640312 T3 ES 2640312T3
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Christof VAN SLUIJS
Ivette Garcia Castro
Cedric Du Fresne Von Hohenesche
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Abstract

Sistema de embalaje pegado, compuestos al menos de las capas (i) sustrato 1, seleccionado del grupo compuesto por lámina de aluminio, lámina de aluminio recubierta y polietileno, (ii) al menos una capa adhesiva que contiene (A) del 5 al 95 % en peso de al menos una dispersión acuosa de poliuretano y (B) del 5 al 95 % en peso de al menos un copolímero de etileno que contienen grupos ácidos (v) sustrato 2, seleccionado del grupo compuesto por lámina de aluminio, lámina de aluminio recubierta y polietileno, en cuyo caso el copolímero de etileno que contienen grupos ácidos se compone al menos de los monómeros etileno y ácido (met)acrílico y presenta un peso molecular de al menos 45.000 g/mol (medido mediante GPC como derivado completamente esterificado con metilo) y en donde la capa adhesiva (ii) está compuesta de tal manera que presenta un punto de fusión de al menos 40 °C y de menos de 90 °C.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de embalaje pegado para alimentos
La presente invencion se refiere a un nuevo sistema de embalaje pegado para alimentos, principalmente para productos lacteos.
Para el embalaje de productos alimenticios con frecuencia se pegan entre sf diferentes materiales con el fin de combinar positivamente sus propiedades respectivas, unas con otras, por ejemplo un efecto barrera frente al oxfgeno, la grasa o el vapor de agua. Esto aplica exactamente para unir diferentes componentes de un embalaje, por ejemplo la tapa, el fondo y la pared que tienen que pegarse entre sf y en este caso tienen que incluir tanto la impermeabilidad y el efecto de barrera requerido como tambien tienen que ser capaces de adherirse entre sf, sin que el contenido del embalaje se vea perjudicado por la pegadura.
Por la publicacion WO 2007/044999 A1 se conoce el uso de una mezcla de una dispersion de un copolfmero de etileno y acido acnlico o acido metacnlico con una dispersion alifatica de poliuretano para pegar sustratos polimericos con el fin de sellar en caliente los sustratos polimericos.
La dispersion alifatica de poliuretano actua en este caso como mejorador de adhesion del recubrimiento sobre el sustrato, en cuyo caso en calidad de sustratos pueden emplearse materiales polimericos aunque tambien metalicos.
El copolfmero aqu descrito de etileno y acido acnlico o acido metacnlico presenta un peso molecular medio en numero de 2000 a 50000, en cuyo caso la dispersion en agua se obtiene mediante neutralizacion con alcali o amoniaco.
Las desventajas del objeto de la publicacion WO 2007/044999 A1 son las altas temperaturas de 75 a 140 °C requeridas para el sellamiento en caliente. Ademas, existe una necesidad de recubrimientos para un sellamiento en caliente con una resistencia mejorada de sellado.
El objetivo de la presente invencion consistio en proporcionar sistemas de embalaje cuyos recubrimientos de sellado en caliente se funden a baja temperatura y presentan una alta resistencia de sellado.
El objetivo se logro mediante sistemas de embalaje pegado, compuestos al menos de las capas
(i) sustrato 1, seleccionado del grupo compuesto por una lamina de aluminio, una lamina de aluminio recubierta y polietileno,
(ii) al menos una capa de adhesivo que contiene
(A) 5 a 95 % en peso de al menos una dispersion acuosa de poliuretano y
(B) 5 a 95 % en peso de al menos un copolfmero de etileno que contienen grupos de acido
(v) sustrato 2, seleccionado del grupo compuesto por lamina de aluminio, lamina de aluminio recubierta y polietileno;
el copolfmero de etileno que contiene grupos acidos esta compuesto al menos de los monomeros etileno y acido (met) acnlico y presenta un peso molecular promedio en peso Mw de al menos 45.000 g/mol (medido mediante GPC como un derivado completamente esterificado con metilo) y la capa adhesiva (ii) esta compuesta de tal manera que presenta un punto de fusion de al menos 40 °C y menos de 90 °C.
El sistema de embalaje segun la invencion es adecuado particularmente para embalar productos alimenticios tal como queso, embutidos de carne o margarina, de modo particularmente preferido productos lacteos, principalmente queso o queso fundido.
La capa adhesiva en el sistema de embalaje segun la invencion muestra entre otras una buena adherencia a los sustratos, principalmente aluminio, una buena resistencia de sellado a baja temperatura de fusion y presion baja asf como un efecto anticorrosivo sobre aluminio.
Los sistemas de embalaje segun la invencion estan compuestos al menos de las capas antes mencionadas (i), (ii) y (v) y pueden contener opcionalmente otras capas entre estas, principalmente una capa protectora (iii) y/u otra capa de sustrato (iv).
La capa (i) es el sustrato 1, que se selecciona del grupo compuesto por lamina de aluminio, lamina de aluminio recubierta y polietileno, preferiblemente se selecciona del grupo compuesto por lamina de aluminio y lamina de aluminio recubierta; particularmente preferible es una lamina de aluminio.
El grosor de esta capa de sustrato no es esencial segun la invencion y por lo regular es de 4 a 20 pm, preferiblemente de 6 a 15 pm y de modo particularmente preferido de 8 a 15 pm.
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En el caso de aluminio como sustrato, la superficie puede tratarse con soluciones habituales de decapado o mordientes, aunque preferiblemente con soluciones de electrolito para recubrimiento galvanico que pueden contener, por ejemplo, HBF4, Na2CO3, Na3PO4, H2SO4 y/o H3PO4 asf como carbonatos, hidrocarbonatos, fosfatos, hidrofosfatos o dihidrofosfatos de sodio o de potasio.
El aluminio recubierto puede proporcionarse con capas de plastico y/o de barniz.
En el caso de laminas de polietileno, el grosor de la capa de las laminas es por lo regular de 5 a 25 pm, preferiblemente de 10 a 20 pm y de modo particularmente preferido de 10 a 15 pm.
Sobre el sustrato 1 se aplica al menos una capa adhesiva (ii), en cuyo caso el sustrato 1 puede proveerse opcionalmente ademas con una capa de fondo (de imprimacion). Sin embargo, debido a la alta adherencia de la capa adhesiva (ii) segun la invencion puede prescindirse preferiblemente de esta capa de imprimacion, de modo que la capa adhesiva (ii) puede aplicarse directamente sobre el sustrato 1.
La capa adhesiva (ii) contiene 5 a 95 % en peso, preferiblemente 10 a 70 % en peso y de modo particularmente preferido 15 a 40 % en peso de al menos una dispersion acuosa de poliuretano (A) y 5 a 95 % en peso, preferiblemente 30 a 90 % en peso y de modo particularmente preferido 60 a 85 % en peso de al menos un copoffmero (B) de etileno que contienen grupos acidos, y la capa adhesiva (ii) esta compuesta de tal manera que presenta un punto de fusion (medido de acuerdo con ASTM D3418 - 82, seccion 10.1 como Tm (melting peak temperature o temperatura de pico de fusion) a una velocidad de calentamiento de 20 °C/min) preferiblemente de al menos 40 °C y preferiblemente de al menos 45 °C y de menos de 90 °C, preferiblemente de menos de 80 °C, de modo particularmente preferido de menos de 75 °C y de modo muy particularmente preferido de menos de 70 °C.
En el caso de un sellamiento en caliente en este intervalo de temperaturas, por una parte se presenta una carga termica minima en el producto alimenticio que se encuentra en el embalaje, por otra parte se asegura que el pegado de los sustratos no se desprende en caso de una temperatura elevada por un tiempo breve.
Las dispersiones acuosas de poliuretano (A) preferidas pueden prepararse
(I) preparando un poliuretano mediante conversion de
a) isocianatos polifuncionales con 4 a 30 atomos de C,
b) dioles, de los cuales
b1) 10 a 100 % molar, respecto de la cantidad total de los dioles (b), presentan un peso molecular de 500 a 5000, y b2) 0 a 90 % molar, respecto de la cantidad total de los dioles (b), presentan un peso molecular de 60 a 500 g/mol,
c) dado el caso otros compuestos polifuncionales diferentes de los dioles (b) que tienen grupos reactivos, los cuales son grupos hidroxilo alcoholicos o grupos amino primarios o secundarios
y
d) monomeros diferentes de los monomeros (a), (b) y (c) con al menos un grupo isocianato o al menos un grupo reactivo frente a los grupos isocianato, los cuales portan ademas al menos un grupo hidrofflico o un grupo potencialmente hidrofflico, por lo cual se produce la capacidad de dispersion en el agua de los poliuretanos,
para obtener un poliuretano, y
(II) dispersando a continuacion el poliuretano en agua.
Como monomeros en (a) se toman en consideracion los poliisocianatos empleados en la qmmica de poliuretanos, por ejemplo di- y poliisocianatos alifaticos, aromaticos y cicloalifaticos, en cuyo caso los residuos de hidrocarburo alifatico presentan por ejemplo 4 a 12 atomos de carbono y los residuos de hidrocarburo cicloalifatico o aromatico presentan 6 a 15 atomos de carbono o los residuos de hidrocarburo aralifatico presentan por ejemplo 7 a 15 atomos de carbono, con una funcionalidad de NCO de al menos 1,8, preferiblemente de 1,8 a 5 y de modo particularmente preferido de 2 a 4, asf como sus isocianuratos, biuretas, alofanatos y uretdionas.
Los diisocianatos son preferiblemente isocianatos con 4 a 20 atomos de C. Ejemplos de diisocianatos habituales son diisocianatos alifaticos tales como diisocianato de tetrametileno, diisocianato de hexametileno (1,6- diisocianatohexano), diisocianato de octametileno, diisocianato de decametileno, diisocianato de dodecametileno, diisocianato de tetradecametileno, derivados del diisocianato de lisina, diisocianato de tetrametilxilileno, diisocianato de trimetilhexano o diisocianato de tetrametilhexano, diisocianatos cicloalifaticos tales como 1,4-, 1,3- o 1,2- diisocianatociclohexano, los trans/trans-, cis/cis- y cis/trans-isomeros del 4,4'- o 2,4'-di(isocianatociclohexil)-metano, 1-isocianato-3,3,5- trimetil-5-(isocianatometil)ciclohexan(isoforondiisocianato), 2,2-bis-(4-isocianatociclohexil)- propano, 1,3- o 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano o 2,4-, o 2,6-diisocianato-1-metilciclohexano asf como diisocianatos aromaticos tales como diisocianato de 2,4- o 2,6-tolueno y sus mezclas de isomeros, diisocianato de
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m- o p-xilileno, 2,4'- o 4,4'-diisocianatodifenilmetano y sus mezclas de isomeros, diisocianato de 1,3- o 1,4-fenileno, diisocianato de 1-clor-2,4-fenileno, diisocianato de 1,5-naftileno, 4,4'-diisocianato de difenileno, 4,4'-diisocianato-3,3'- dimetildifenilo, 4,4'-diisocianato de 3-metildifenilmetano, 1,4-diisocianatobenceno o 4,4'-diisocianato de difenileter.
Tambien pueden presentarse mezclas de los diisocianatos mencionados.
Diisocianatos alifaticos y cicloalifaticos preferidos son diisocianato de isoforona, diisocianato de hexametileno, diisocianato de meta-tetrametilxilileno (m-TMXDI) y 1,1-metilenbis-[4-isocianato]-ciclohexano (H12MDI).
Diisocianatos aromaticos preferidos son diisocianatos de 2,4- o 2,6-tolueno y sus mezclas de isomeros y 2,2'-, 2,4'- y 4,4'-metilendi(fenilisocianato) y sus mezclas de isomeros.
Como poliisocianatos se toman en consideracion poliisocianatos que presentan grupos de isocianurato, diisocianatos de uretdiona, poliisocianatos que presentan grupos biureta, poliisocianatos que presentan grupos uretano o alofanato, poliisocianatos que contienen grupos de oxadiazintriona, poliisocianatos modificados con uretonimina de diisocianatos de alquileno de C4-C20, rectilmeos o ramificados, diisocianatos cicloalifaticos con 6 a 20 atomos de C en total o diisocianatos aromaticos con 8 a 20 atomos de C en total o sus mezclas.
Los di- y poliisocianatos que pueden emplearse tienen preferiblemente un contenido de grupos isocianato (calculado como NCO, peso molecular = 42) de 10 a 60 % en peso respecto de (la mezcla de) el di- y el poliisocianato, preferiblemente 15 a 60 % en peso y de modo particularmente preferido de 20 a 55 % en peso.
Como componente a) se prefieren di- y poliisocianatos aromaticos o alifaticos, por ejemplo los diisocianatos aromaticos o alifaticos mencionados previamente o sus mezclas.
Ademas se prefieren
1) poliisocianatos que presentan grupos de isocianurato de diisocianatos aromaticos, alifaticos y/o cicloalifaticos. Particularmente se prefieren en este caso los isocianato-isocianuratos alifaticos y/o cicloalifaticos correspondientes y principalmente aquellos a base de diisocianato de hexametileno y diisocianato de isoforona. Los isocianuratos presentes en este caso son principalmente tris-isocianatoalquilo- o tris-isocianatocicloalquilo-isocianuratos, los cuales representan tnmeros dclicos de los isocianatos o mezclas con sus homologos superiores que presentan mas de un anillo de isocianurato. Los isocianato-isocianuratos tienen en general un contenido de NCO de 10 a 30 % en peso, principalmente 15 a 25 % en peso y una funcionalidad media de NCO de 3 a 4,5.
2) diisocianatos de uretdiona con grupos isocianato enlazados de modo aromatico, alifatico y/o ciclo alifatico, preferiblemente enlazados de modo alifatico y/o cicloalifaticos y principalmente los derivados de diisocianato de hexametileno o diisocianato de isoforona. Los diisocianatos de uretdiona pueden emplearse en las preparaciones como componente unico o en mezcla con otros poliisocianatos, principalmente los mencionados en 1).
3) poliisocianatos que presentan grupos de biureta con grupos de isocianato enlazados de modo aromatico, ciclo alifatico o alifatico, preferiblemente de modo ciclo alifatico o alifatico, principalmente tris(6-isocianatohexil)biureta o sus mezclas con sus homologos superiores. Estos poliisocianatos que presentan grupos biureta tienen en general un contenido de NCO de 18 a 22 % en peso y una funcionalidad media de NCO de 3 a 4,5.
4) poliisocianatos que presentan grupos uretano y/o alofanato con grupos isocianato enlazados de modo aromatico, alifatico o cicloalifatico, preferiblemente de modo alifatico o cicloalifatico, tal como pueden obtenerse mediante reaccion de cantidades excesivas de diisocianato de hexametileno o de diisocianato de isoforona con alcoholes polihndricos tales como, por ejemplo, trimetilolpropano, neopentilglicol, pentaeritritol, 1,4-butandiol, 1,6-hexandiol, 1,3-propandiol, etilenglicol, dietilenglicol, glicerina, 1,2-dihidroxipropano o sus mezclas. Estos poliisocianatos que presentan grupos uretano y/o alofanato tienen en general un contenido de NCO de 12 a 20 % en peso y una funcionalidad media de NCO de 2,5 a 3.
5) poliisocianatos que contienen grupos de oxadiazintriona, derivados preferiblemente de diisocianato de hexametileno o diisocianato de isoforona. Tales poliisocianatos que contienen grupos de oxadiazintriona pueden prepararse a partir de diisocianato y dioxido de carbono.
6) poliisocianatos modificados con uretonimina.
Los poliisocianatos 1) a 6) pueden emplearse en mezcla, opcionalmente tambien en mezcla con diisocianatos.
Como mezclas de estos isocianatos son importantes particularmente las mezclas de los respectivos isomeros estructurales de diisocianato de tolueno y diisocianato de difenilmetano; la mezcla de 20% molar de 2,4-diisocianato de tolueno y 80 % molar de 2,6-diisocianato de tolueno es principalmente adecuada. Ademas, las mezclas de isocianatos aromaticos tales como 2,4-diisocianato de tolueno y/o 2,6-diisocianato de tolueno con isocianatos alifaticos o cicloalifaticos como diisocianato de hexametileno o IPDI son particularmente ventajosas, en cuyo caso la proporcion de mezcla preferida de los isocianatos alifaticos a los aromaticos es de 4 : 1 a 1 : 4.
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Como compuestos (a) tambien pueden emplearse isocianatos que ademas de los grupos isocianato libres tienen otros grupos isocianato tapados, por ejemplo grupos uretdiona o uretano.
Opcionalmente, tambien pueden usarse conjuntamente tales isocianatos que portan solo un grupo isocianato. En general, fracciones de los mismos de maximo 10% molar respecto de la cantidad molar total de los monomeros. Los monoisocianatos tienen habitualmente otros grupos funcionales como grupos olefrnico dos o grupos carbonilo y sirven para introducir grupos funcionales en el poliuretano que hacen posible la dispersion o la reticulacion o la subsiguiente conversion analoga a la polimerica del poliuretano. En consideracion se toman para esto monomeros tales como isopropenil-a,a-dimetilbencilisocianato (TMI).
Como dioles (b) se toman en consideracion de manera preponderante los dioles (b1) de alto peso molecular que tienen un peso molecular de aproximadamente 500 a 5000, de preferencia aproximadamente de 1000 a 3000 g/mol.
Los dioles (b1) son principalmente poliesterpolioles que se conocen, por ejemplo, de la Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie, 4a edicion, volumen 19, paginas 62 a 65. Preferiblemente se emplean poliester-polioles que se obtienen mediante conversion de alcoholes bfblicos con acidos carboxflicos dibasicos. En lugar de los acidos policarboxflicos libres tambien pueden usarse los antudridos correspondientes de acido policarbox^lico por los esteres correspondientes de acido policarboxflico de alcoholes inferiores o sus mezclas para la preparacion de los poliester-polioles. Los acidos policarboxflicos pueden ser alifaticos, cicloalifaticos, aralifaticos, aromaticos o heterodclicos y, dado el caso, estar sustituidos por atomos de halogeno, por ejemplo, y/o ser insaturados. Como ejemplos de estos pueden mencionarse: acido suberico, acido azelaico, acido ftalico, acido isoftalico, antudrido de acido ftalico, antudrido de acido tetrahidroftalico, antudrido de acido hexahidroftalico, anhfdridos de acido tetra- cloroftalico, anhfdrido de acido endometilentetrahidroftalico, antudrido de acido glutarico, acido maleico, anhfdrido de acido maleico, acido fumarico, acidos grasos dimericos. Se prefieren acidos dicarboxflicos de la formula general HOOC-(CH2)y-COOH, en la cual y es un numero de 1 a 20, preferiblemente un numero par de 2 a 20, por ejemplo acido succmico, acido adfpico, acido dodecanodicarboxflico y acido sebacico.
Como alcoholes politudricos se toman en consideracion etilenglicol, propan-1,2-diol, propan-1,3-diol, butan-1,3-diol, buten-1,4-diol, butin-1,4-diol, pentan-1,5-diol, neopentilglicol, bis-(hidroximetil)-ciclohexanos tales como 1,4-bis- (hidroximetil)ciclohexano, 2-metil-propan-1,3-diol, tambien dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, polietilenglicol, dipropilenglicol, polipropilenglicol, dibutilenglicol y polibutilenglicoles. Se prefieren neopentilglicol asf como alcoholes de la formula general HO-(CH2)x-OH, en la cual x es un numero de 1 a 20, preferiblemente un numero par de 2 a 20. Son ejemplos de estos etilenglicol, butan-1,4-diol, hexan-1,6-diol, octan-1,8-diol y dodecan-1,12-diol.
Ademas, tambien se toman en consideracion policarbonatos-dioles, tales como pueden obtenerse, por ejemplo, mediante reaccion de fosgeno con un exceso de los alcoholes de bajo peso molecular mencionados como componentes estructurales para los poliester-polioles.
Tambien son adecuados poliester-dioles a base de lactona, los cuales son homopolfmeros o polfmeros mixtos de lactonas, preferiblemente productos de adicion de lactonas con grupos terminales hidroxilo a moleculas difuncionales iniciadoras adecuadas. Como lactonas se toman en consideracion preferiblemente aquellas derivadas de los acidos hidroxicarboxflicos de la formula general HO-(CH2)z-COOH, en la cual z es un numero de 1 a 20, preferiblemente un numero impar de 3 a 19, por ejemplo £-caprolactona, p-propiolactona, Y-butirolactona y/o metil-£- caprolactona asf como sus mezclas. Componentes iniciadores adecuados son, por ejemplo, los alcoholes bfblicos de bajo peso molecular mencionados previamente como componentes estructurales de los poliester-polioles. Los polfmeros correspondientes de la £-caprolactona se prefieren particularmente. Tambien pueden emplearse poliester- polioles o polieter-dioles inferiores como iniciadores para la preparacion de los polfmeros de lactonas. En lugar de los polfmeros de lactonas, tambien pueden emplearse los policondensados correspondientes, qmmicamente equivalentes de los acidos hidroxicarboxflicos correspondientes a las lactonas.
Ademas, como monomeros (b1) pueden tomarse en consideracion polieterdioles. Estos pueden obtenerse principalmente mediante polimerizacion de oxido de etileno, oxido de propileno, oxido de butileno, tetrahidrofurano, oxido de estireno o epiclorhidrina consigo mismos, por ejemplo en presencia de BF3 o mediante adicion de estos compuestos opcionalmente en mezcla o sucesivamente, a componentes iniciadores con atomos de hidrogeno reactivos tales como alcoholes o aminas, por ejemplo agua, etilenglicol, propan-1,2-diol, propan-1,3-diol, 2,2-bis(4- hidroxidifenil)-propano o anilina. Como polieter-dioles se prefieren polietilenglicol, polipropilenglicol o politetrahidrofurano con un peso molecular de 500 a 5000; preferiblemente de 1000 a 4500; de modo particularmente preferido de 2000 a 4000 g/mol, y de modo muy particularmente preferido de 3500 a 4500 g/mol.
Los poliesterdioles y polieterdioles tambien pueden emplearse como mezcla en proporcion de 0,1 : 1 a 1 : 9.
Monomeros preferidos (b1) son poliesterdioles.
Como dioles (b), ademas de los dioles (b1), tambien pueden emplearse dioles (b2) con un peso molecular de aproximadamente de 50 a 500, de preferencia de 60 a 200 g/mol.
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Como monomeros (b2) se emplean ante todo los componentes estructurales de los alcanodioles de cadena corta mencionados para la preparacion de poliester-polioles, en cuyo caso se prefieren los dioles no ramificados con 2 a 12 atomos de C y un numero par de atomos de C.
La fraccion de los dioles (b1), respecto de la cantidad total de los dioles (b), es preferiblemente de 10 a 100 % molar y la fraccion de los monomeros (b2), respecto de la cantidad total de los dioles (b) es preferiblemente de 0 a 90 % molar. De modo particularmente preferido, la proporcion de los dioles (b1) a los monomeros (b2) es preferiblemente de 0,2 : 1 a 5 : 1, de modo particularmente preferido de 0,5 : 1 a 2 : 1.
Los monomeros (c), que son diferentes de los dioles (b), sirven en terminos generales para la reticulacion o el alargamiento de cadena. En terminos generales son alcoholes no aromaticos mas que dihffdricos, aminas con 2 o mas grupos amino primarios y/o secundarios, asf como compuestos que tienen uno o mas grupos amino primarios y/o secundarios ademas de uno o varios grupos hidroxilo alcoholicos.
Alcoholes con una funcionalidad superior a 2, que pueden servir para ajustar un determinado grado de ramificacion o de reticulacion son, por ejemplo, trimetilolbutano, trimetilolpropano, trimetiloletano, pentaeritritol, glicerina, alcoholes de azucar como, por ejemplo, sorbitol, manitol, diglicerol, treitol, eritritol, adonitol (ribitol), arabitol (lixitol), xilitol, dulcitol (galactitol), maltitol o isomalt, o azucares.
Tambien se toman en consideracion monoalcoholes que ademas del grupo hidroxilo tienen otro grupo reactivo frente a los isocianatos, tales como monoalcoholes con uno o varios grupos amino primarios y/o secundarios, por ejemplo monoetanolamina.
Poliaminas con 2 o mas grupos amino primarios y/o secundarios se emplean ante todo cuando debe tener lugar el alargamiento de cadena o la reticulacion en presencia de agua, ya que las aminas por lo regular reaccionan con isocianatos mas rapido que los alcoholes o el agua. Esto se requiere con frecuencia cuando se desean dispersiones acuosas de poliuretanos reticulados o poliuretanos con alto peso molecular. En tales casos, se procede de tal manera que se preparan prepoffmeros con grupos isocianato, se dispersan rapidamente en agua y a continuacion se alarga la cadena de estos o se reffculan adicionando compuestos con varios grupos amino reactivos frente a los isocianatos.
Las aminas adecuadas para este proposito son aminas generalmente polifuncionales del intervalo de pesos moleculares de 32 a 500 g/mol, de preferencia de 60 a 300 g/mol, que contienen al menos dos grupos amino primarios, dos secundarios o uno primario y uno secundario. Ejemplos de estos son diaminas tales como diaminoetano, diaminopropanos, diaminobutanos, diaminohexanos, piperazina, 2,5-dimetilpiperazina, amino-3- aminometil-3,5,5-trimetil-ciclohexano (isoforondiamina, IPDA), 4,4'-diaminodiciclohexilmetano, 1,4- diaminociclohexano, aminoetiletanolamina, hidrazina, hidrazinhidrato o triaminas tales como dietilentriamina o 1,8- diamino-4-aminometiloctano.
Las aminas tambien pueden emplearse en forma bloqueada, por ejemplo en forma de las correspondientes cetiminas (vease, por ejemplo, la publicacion CA-1 129 128), cetazinas (cf., por ejemplo, la publicacion US-A 4 269 748) o sales de amina (vease la publicacion US-A 4 292 226). Tambien oxazolidinas, tal como se usan por ejemplo en la publicacion US-A 4 192 937, representan poliaminas bloqueadas que pueden usarse. Al usar poliaminas bloqueadas de este tipo, esta se mezclan en terminos generales con los prepoffmeros en ausencia de agua y esta mezcla a continuacion se mezcla con el agua de dispersion o una parte del agua de dispersion de modo que se liberan de modo hidrofftico las poliaminas correspondientes.
Se prefieren mezclas de di- y triaminas, particularmente se prefieren mezclas de isoforondiamina y dietilentriamina.
Los poliuretanos preferiblemente no contienen poliamina o 1 a 10, de modo particularmente preferido 4 a 8 % molar, respecto de la cantidad total de los componentes (b) y (c) de una poliamina con al menos 2 grupos amino que son reactivos frente a isocianatos en calidad de monomeros (c).
Para la terminacion de cadena, en cantidades inferiores, es decir preferiblemente en cantidades de menos de 10% molar respecto de los componentes (b) y (c), tambien pueden emplearse monoalcoholes. Su funcion es, en terminos generales, similar a la de los monoisocianatos, es decir que sirven principalmente para la funcionalizacion del poliuretano. Ejemplos son metanol, etanol, iso-propanol, n-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, ter-butanol, eter monometffico de etilenglicol, eter monoetffico de etilenglicol, eter monometffico de 1,3-propandiol, n-hexanol, n- heptanol, n-octanol, n-decanol, n-dodecanol (alcohol laurffico) y 2-etilhexanol.
Con el fin de lograr dispersabilidad de los poliuretanos en agua, los poliuretanos se componen, ademas de los componentes (a), (b) y (c), de los monomeros (d) diferentes de los componentes (a), (b) y (c), los cuales tienen al menos un grupo isocianato o al menos un grupo reactivo frente a los grupos isocianato y ademas tienen al menos un grupo hidrofffico o un grupo que puede convertirse en grupos hidrofflicos. En el siguiente texto el termino "grupos hidrofflicos o grupos potencialmente hidrofflicos" es abreviado a "grupos (potencialmente) hidrofflicos". Los grupos (potencialmente) hidrofflicos reaccionan con isocianatos esencialmente mas lento que los grupos funcionales de los monomeros que sirven para la estructura de la cadena principal del poffmero. Los grupos (potencialmente) hidrofflicos pueden ser grupos hidrofflicos no ionicos o preferiblemente ionicos o pueden ser grupos potencialmente
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hidrofflicos ionicos y de modo particularmente preferido grupos hidrofflicos cationicos o grupos potencialmente hidrofflicos cationicos; de manera muy particularmente preferida pueden ser grupos hidrofflicos cationicos.
La fraccion de los componentes con grupos (potencialmente) hidrofflicos en la cantidad total de los componentes (a), (b), (c) y (d) se proporciona en terminos generales de tal manera que la cantidad molar de los grupos (potencialmente) hidrofflicos, respecto de la cantidad en peso de todos los monomeros (a) a (b), sea de 30 a 1000, preferiblemente de 50 a 500 y de modo particularmente preferido de 80 a 300 mmol/kg.
Como grupos hidrofflicos no ionicos se toman en consideracion, por ejemplo, polietilenglicoles o polipropilenglicoles mezclados obscuros, principalmente eteres de polietilenglicol preferiblemente de 5 a 100, de preferencia de 10 a 80 unidades de repeticion de oxido de etileno y/o de oxido de propileno. El contenido de unidades de oxido de polietileno es, en terminos generales, de 0 a 10, preferiblemente 0 a 6% en peso respecto de la cantidad en peso de todos los monomeros (a) a (d).
Monomeros preferidos con grupos hidrofflicos no ionicos son el polietilenglicol y los diisocianatos que tienen un residuo de polietilenglicol eterificado terminal. Los diisocianatos de este tipo, asf como los procedimientos para su preparacion, se indican en las publicaciones de patentes US 3 905 929 y US 3 920 598.
Los grupos hidrofflicos ionicos son ante todo grupos anionicos tales como el grupos sulfonato, el grupo carboxilato y el grupo fosfato en forma de sus sales de metal alcalino o de amonio asf como grupos cationicos como grupos de amonio, principalmente grupos amino terciarios protonizados o grupos amonio cuaternarios.
Como monomeros con grupos potencialmente anionicos se consideran habitualmente acidos mono- y dihidroxicarboxflicos alifaticos, cicloalifaticos, aralifaticos o aromaticos los cuales tienen al menos un grupo hidroxilo alcoholico o un grupo amino primario o secundario.
Tales compuestos se representan por ejemplo mediante la formula general
RG-R4-DG
en la cual
RG significa al menos un grupo reactivo frente a un isocianato,
DG significa al menos un grupo activo para dispersion y
R4 significa un residuo alifatico, cicloalifaticos o aromatico que contiene 1 a 20 atomos de carbono.
Ejemplos de RG son -OH, -SH, -NH2 o -NHR5, donde R5 puede ser metilo, etilo, iso-propilo, n-propilo, n-butilo, iso- butilo, sec-butilo, ter-butilo, ciclopentilo o ciclohexilo.
Componentes de este tipo son preferiblemente, por ejemplo, acido mercaptoacetico, acido mercaptopropionico, acido tiolactico, acido mercaptosuccmico, glicina, acido iminodiacetico, sarcosina, alanina, p-alanina, leucina, isoleucina, acido aminobutmco, acido hidroxiacetico, acido hidroxipivalico, acido lactico, acido hidroxisuccmico, acido hidroxidecanoico, acido dimetilolpropionico, acido dimetilolbutmco, acido etilendiamintriacetico, acido hidroxidodecanoico, acido hidroxihexadecanoico, acido 12-hidroxiestearico, acido aminonaftalincarboxflico, acido hidroxetansulfonico, acido hidroxipropansulfonico, acido mercaptoetanosulfonico, acido mercaptopropanosulfonico, acido aminometanosulfonico, taurina, acido aminopropanosulfonico asf como sus sales de metales alcalinos, alcalino-terreos o de amonio y de modo particularmente preferido son los acidos monohidroxicarboxflicos y monohidroxisulfonicos asf como acidos monoaminocarboxflicos y monoaminosulfonicos.
Muy particularmente se prefieren acidos dihidroxialquilocarboxflicos, ante todo con 3 a 10 atomos de carbono, tal como tambien se describen en la publicacion US-A 3 412 054. Principalmente se prefieren compuestos de la formula general
HO-R1-CR3(COOH)-R2-OH
en la cual R1 y R2 representan una unidad de alcanodiilo de C1 a C4 y R3 representa una unidad de alquilo de C1 a C4. Ante todo se prefieren acido dimetilolbutmco y particularmente acido dimetilolpropionico (DMPA).
Tambien son adecuados los correspondientes acidos dihidroxisulfonicos y acidos dihidroxifosfonicos tales como el acido 2,3-dihidroxipropanofosfonico asf como los acidos correspondientes en los cuales al menos un grupo hidroxilo se reemplaza por un grupo amino, por ejemplo aquellos de la formula
H2N-R1-CR3(COOH)-R2-NH2
en la cual R1, R2 y R3 pueden tener los mismos significados mencionados antes.
De otra manera son adecuados compuestos de dihidroxilo con un peso molecular por encima de 500 a 10000 g/mol, con al menos 2 grupos carboxilato, los cuales son conocidos por la publicacion DE-A 4 140 486. Pueden obtenerse
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mediante reaccion de compuestos de dihidroxilo con dianhffdridos de acido tetracarbox^lico, tales como dianhffdrido de acido piromefftico o dianhffdrido de acido ciclopentantetracarbox^lico en proporcion molar de 2 : 1 a 1,05 : 1 en una reaccion de poliadicion. Como compuestos de dihidroxilo son adecuados en calidad de extensores de cadena principalmente los monomeros (b2) citados asf como los dioles (b1).
Grupos potencialmente hidrofflicos ionicos son, ante todo, aquellos que pueden transformarse mediante reacciones sencillas de neutralizacion, hidrolisis o cuaternizacion en los grupos hidrofflicos ionicos antes mencionados, es decir por ejemplo grupos acidos, grupos de anhffdrido o grupos de amino terciarios. Los monomeros ionicos (d) o los monomeros potencialmente ionicos (d) se describen detalladamente, por ejemplo, en la Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie, 4a edicion, volumen 19, paginas 311-313 y, por ejemplo, en la publicacion DE-A 1 495 745.
Como monomeros (d) potencialmente cationicos son de importancia particularmente practica los monomeros con grupos amino terciarios, por ejemplo: tris-(hidroxialquil)-aminas, N,N'-bis(hidroxialquil)-alquilaminas, N- hidroxialquildialquilaminas, tris-(aminoalquil)-aminas, N,N'-bis(aminoalquil)-alquilaminas, N-aminoalquil- dialquilaminas, y los residuos de alquilo y las unidades de alcanodiilo de estas aminas terciarias pueden estar compuestas independientemente entre sf de 2 a 6 atomos de carbono. Tambien se toman en consideracion los polieteres que tienen atomos de nitrogeno terciarios preferiblemente con dos grupos hidroxilo terminales tales como, por ejemplo, los que pueden obtenerse de una manera habitual mediante alcoxilacion de dos aminas que tienen atomos de hidrogeno enlazados al nitrogeno de lamina, por ejemplo metilamina, anilina, o N,N'-dimetilhidrazina. Poliesteres de este tipo tienen en terminos generales un peso molecular que se encuentra entre 500 y 6000 g/mol.
Estas aminas terciarias se convierten en las sales de amonio con acidos, preferiblemente acidos minerales fuertes tales como acido fosforico, acido sulfurico o acidos halohffdricos, acidos organicos fuertes como, por ejemplo, acido formico, acido acetico o acido lactico o mediante reaccion con productos de cuaternizacion adecuados como haluros de alquilo de C1 a Ca, por ejemplo bromuros o cloruros o sulfatos de dialquilo de C1 a C6 o carbonatos de dialquilo de C1 a Ca. En calidad de monomeros (d) con grupos amino que son reactivos frente a isocianatos se toman en consideracion acidos aminocarboxflicos como lisina, p-alanina, los productos de adicion mencionados en la publicacion DE-A2034479 de diaminas alifaticas diprimarias a acidos carboxflicos a,p-insaturados como el acido N- (2-aminoetil)-2-amino-etano carboxflico asf como los acidos correspondientes N-aminoalquil-carboxflicos, en cuyo caso las unidades de alcanodiilo se componen de 2 a 6 atomos de carbono.
Si se emplean monomeros con grupos potencialmente ionicos, su transformacion en la forma ionica puede efectuarse antes, durante, aunque preferiblemente despues de la poliadicion de isocianato ya que los monomeros ionicos en la mezcla de reaccion con frecuencia se disuelven solo con dificultad. De modo particularmente preferido los grupos carboxilato se encuentran presentes en forma de sus sales con un ion de metal alcalino o un ion de amonio como contraion.
En el campo de la qrnmica de poliuretanos se conoce generalmente como puede ajustarse el peso molecular de los poliuretanos seleccionando las fracciones de los monomeros reactivos entre sf, asf como la media aritmetica de la cantidad de grupos funcionales reactivos por molecula.
Normalmente los componentes (a), (b), (c) y (d), asf como sus cantidades molares respectivas, se seleccionan de tal manera que la proporcion de la cantidad molar de los grupos isocianato a la suma de la cantidad molar de los grupos hidroxilo y de la cantidad molar de los grupos funcionales que pueden reaccionar con isocianatos en una reaccion de adicion es de 0,5 : 1 a 2 : 1, preferiblemente de 0,8 : 1 a 1,5, de modo particularmente preferido de 0,9 : 1 a 1,2 : 1. De modo muy particularmente preferido, la proporcion de los grupos isocianatos a los grupos que son reactivos frente isocianato se encuentra tan cerca como sea posible de 1 : 1.
Ademas de los componentes (a), (b), (c) y (d) se emplean monomeros solamente con un grupo reactivo en general en cantidades de hasta 15 % molar, preferiblemente de hasta 8 % molar, respecto de la cantidad total de los componentes (a), (b), (c) y (d).
La poliadicion de los componentes (a) a (d) se efectua en terminos generales a temperaturas de reaccion de 20 a 180 °C, preferiblemente de 50 a 150 °C a presion normal.
Los tiempos de reaccion requeridos pueden extenderse por algunos minutos hasta algunas horas. En el campo de la qrnmica de poliuretanos se conoce como el tiempo de reaccion puede verse influido por una cantidad de parametros como la temperatura, la concentracion de los monomeros, la reactividad de los monomeros.
Para acelerar la reaccion de los diisocianatos pueden usarse conjuntamente los catalizadores habituales. Para esto se toman en consideracion en principio todos los catalizadores usados habitualmente en la qrnmica de poliuretanos.
Estos son, por ejemplo, aminas organicas, principalmente aminas terciarias alifaticas, cicloalifaticas o aromaticas y/u compuestos metalicos organicos acidos de Lewis. Como compuestos metalicos organicos acidos de Lewis se toman en consideracion, por ejemplo, compuestos de estano como, por ejemplo, sales de estano (II) de acidos carboxflicos organicos, por ejemplo acetato de estano (II), octoato de estano (II), etilhexoato de estano (II) y laurato de estano (II) y las sales de dialquiloestano (IV) de acidos carboxflicos organicos, por ejemplo diacetato de dimetilestano, diacetato de dibutilestano, dibutirato de dibutilestano, bis(2-etilhexanoato) de dibutilestano, dilaurato de dibutilestano, maleato
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de dibutilestano, dilaurato de dioctilestano y diacetato de dioctilestano. Son posibles complejos metalicos tales como acetonatos de acetilo de hierro, titanio, aluminio, zirconio, manganeso, mquel y cobalto. Otros catalizadores metalicos son descritos por Blank et al. en Progress en Organic Coatings, 1999, Vol. 35, paginas 19-29.
Compuestos metalicos organicos acidos de Lewis son diacetato de dimetilestano, dibutirato de dibutilestano, bis(2- etilhexanoato) de dibutilestano, dilaurato de dibutilestano, dilaurato de diocitilestano, acetilacetonato de zirconio y 2,2,6,6-tetrametil-3,5-heptandionato de zirconio.
Tambien pueden emplearse catalizadores de bismuto, zinc y cobalto asf como sales de cesio en calidad de catalizadores. Como sales de bismuto, zinc y cesio pueden tomarse en consideracion en este caso tales compuestos en los cuales se emplean los siguientes aniones: F-, Cl-, ClO-, CO3', CO4", Br, I-, IO3', CN-, OCN-, NO2", NO3", HCO3", CO32-, S2-, SH-, HSO3-, SO32-, HSO4-, SO42-, S2O22-, S2O42-, S2O52-, S2O62-, S2O72-, S2O82-, H2PO2-, H2PO4-, HPO42-,
PO43-, P2O74-, (OCnH2n+i)-, (CnH2n-iO2)-, (CnH2n-3O2)- y (Cn+iH2n-2O4)2-, en cuyo caso n representa los numeros de 1 a 20.
En este caso se prefieren carboxilatos de bismuto, zinc y cesio en los cuales el anion obedece a las formulas (CnH2n- 1O2)- y (Cn+iH2n-2O4)2- con n igual a 1 a 20. Sales de cesio particularmente preferidas tienen como aniones monocarboxilatos de la formula general (CnH2n-1O2)-, en la cual n representa los numeros 1 a 20. En este caso pueden mencionarse principalmente formiato, acetato, propionato, hexanoato y 2-etilhexanoato.
En su mayona las dispersiones se preparan de acuerdo con uno de los siguientes procedimientos:
segun el "procedimiento de acetona" en un disolvente miscible con agua que hierve a presion normal por debajo de 100 °C, preferiblemente acetona, se prepara un poliuretano a partir de los componentes (a) a (d). Se adiciona luego tanta agua hasta que se forme una dispersion en la cual el agua representa la fase continua.
El "procedimiento de mezcla de prepolfmero" se diferencia del procedimiento de acetona en que no se prepara un poliuretano completamente reaccionado, sino primero se prepara un prepolfmero que tiene grupos isocianato. Los componentes (a) a (d) se seleccionan en este caso de tal manera que la proporcion segun la definicion de los grupos isocianato a los grupos que son reactivos frente al isocianato es de mas de 1,0 a 3, preferiblemente de 1,05 a 1,5. A continuacion, mediante reaccion de los grupos isocianato con aminas que tienen mas de 2 grupos amino que son reactivos frente a isocianato, son reticulados o se alarga su cadena con aminas que tienen 2 grupos amino que son reactivos frente a isocianato. Un alargamiento de cadena tambien tiene lugar sino se adiciona una amina. En este caso se hidrolizan grupos isocianato en gro los cuales son consumidos por la reaccion con grupos isocianato restantes en los prepolfmeros, con alargamiento de cadena.
Habitualmente, si en la preparacion del poliuretano se ha usado conjuntamente un disolvente, la mayor parte del disolvente se retira de la dispersion, por ejemplo mediante destilacion a presion reducida. Las dispersiones tienen preferiblemente un contenido de disolvente de menos de 10 % en peso y se encuentran de manera particularmente preferida libres de disolventes.
Las dispersiones tienen en terminos generales un contenido de solidos de 10 a 75, preferiblemente de 20 a 65 % en peso de una viscosidad de 10 a 500 m Pas (medida a una temperatura de 20 °C y una viscosidad de cizallamiento de 250 s-1).
Al menos una dispersion acuosa de poliuretano (A) son dispersiones de poliuretano que contienen al menos una unidad estructural aromatica que contiene al menos una estructura aromatica, es decir, al menos un diisocianato o poliisocianato aromatico y/o al menos un poliol aromatico como componente estructural. Esto puede lograrse reemplazando al menos un di- o poliisocianato (a) aromatico, preferiblemente diisocianato de 2,4- o 2,6-tolueno y sus mezclas de isomeros y/o 2,2'-, 2,4'- y 4,4'-di(fenilisocianato) de metileno y sus mezclas de isomeros, y/o al menos un diol (b1), que contiene al menos un componente estructural aromatico.
En este caso, en calidad de dioles (b1) se prefieren preferiblemente poliesteres en los cuales al menos un acido dicarboxflico aromatico se emplea como componente estructural, preferiblemente (antudrido de) acido ftalico, (antudrido de) acido isoftalico o acido tereftalico.
En una forma particularmente preferida de realizacion, el poliuretano de la dispersion de poliuretano (A) esta compuesto de al menos un di- o poliisocianato (a) aromatico y al menos un poliester que esta compuesto de acidos dicarboxflicos alifaticos o cicloalifaticos y acidos dicarboxflicos alifaticos o cicloalifaticos.
El copolfmero de etileno (B) que contienen grupos acidos esta compuesto al menos de los monomeros etileno y acido (met)acnlico y presenta un peso molecular medio de peso de al menos 45.000 g/mol, preferiblemente de al menos 50.000 g/mol, de modo particularmente preferido de al menos 55.000 g/mol, de modo muy particularmente preferido de al menos 60.000, principalmente de al menos 65.000 y especialmente de al menos 70.000 g/mol (determinado mediante cromatograffa de permeacion en gel con poliestireno como estandar y tetrahidrofurano como agentes de elucion). El peso molecular promedio de peso Mw por lo regular no es de mas de 120.000 g/mol, preferiblemente no es de mas de 110.000 y de modo particularmente preferido no mas de 100.000 g/mol.
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El peso molecular promedio de peso Mw del copoKmero de etileno que contienen grupos acidos acido determinado mediante GPC en el derivado completamente esterificado con metilo.
Para la metilacion completa han sido mezcladas 10 partes en peso del copolfmero de etileno que contienen grupos acidos con 80 partes en peso de metanol y acido para-toluenosulfonico y la mezcla acido calentada 24 horas a presion normal bajo reflujo. A continuacion se destila el metanol excesivo y se emplea el copolfmero de etileno derivatizado en la medicion de GPC.
Gracias a este peso molecular relativamente alto es posible elevar la resistencia de sellado (cohesive strength o fuerza de cohesion) de la capa adhesiva (ii), de modo que los sustratos pegados no se suelten tan facil unos de otros.
En una forma de realizacion preferida, los copolfmeros de etileno que contienen grupos acidos presentan un mdice de flujo (Melt Flow Index, MFI) segun el ensayo de acuerdo con ASTM D1238 a 190 °C y 2,16 kg de 200 a 300 g/10 min, de modo particularmente preferido de 240 a 290 g/10 min. En este caso se presionan un polfmero fundido a una temperatura establecida y una fuerza (de peso) definida a traves de un plastometro de extrusion. El material fundido capturado despues de la respectiva duracion en el tiempo se pesa y la cantidad se convierte en gramos que pasanan fluyendo en el transcurso de 10 minutos.
En otra forma preferida de realizacion, los copolfmeros de etileno que contienen grupos acidos presentan un punto de fusion de mas de 35 °C, de modo particularmente preferido de mas de 40 y de modo muy particularmente preferido de al menos 45 °C.
El contenido de acido (met)acnlico g), que en este documento significa acido metacnlico o acido acnlico, en el copolfmero de etileno (B) se encuentra preferiblemente entre 10 y 40 % en peso y de modo particularmente preferido entre 15 y 30 % en peso y puede determinarse determinando el mdice acido, preferiblemente de modo potenciometrico de acuerdo con DIN EN ISO 3682. En una forma de realizacion particularmente preferida, el contenido de acido acnlico es de 15 a 30 % en peso. En otra forma particularmente preferida de realizacion, el contenido de acido metacnlico es de 22 a 28 % en peso.
Este contenido especial de acido (met)acnlico conduce por una parte a una adherencia elevada de la capa adhesiva (ii) en sustratos metalicos y produce sobre estos, por otra parte, un efecto anticorrosivo.
Las ceras de poliolefinas (B) contienen como componentes f) estructurales copolimerizados formales al menos una olefina sin otros grupos funcionales,
g) acido metacnlico y/o acido acnlico,
h) opcionalmente al menos un monomero diferente de f) y g), que tiene al menos un grupo funcional respectivamente en forma copolimerizada.
Los monomeros f) son por lo menos una olefina sin otros grupos funcionales, preferiblemente una olefina exactamente con un enlace doble, de modo particularmente preferido una a-olefina, de modo muy particularmente preferido etileno.
Las olefinas f) son preferiblemente hidrocarburos puros sin otros heteroatomos.
Ejemplos de olefinas son etileno, propileno, 1-buteno, 2-buteno, iso-buteno, 1-penteno, 2-penteno, 1-hexeno, 1- octeno, poliisobutenos con un peso molecular promedio en numero Mn de 100 a 1000 Dalton, ciclopenteno, ciclohexeno, butadieno, isopreno y estireno.
Ejemplos de a-olefinas son aquellas de la formula (I)
R6-CH=CH2,
en la cual R6 significa hidrogeno o, dado el caso, alquilo de C1-C18 opcionalmente interrumpido por uno o varios atomos de oxfgeno y/o de azufre y/o uno o varios grupos imino sustituidos o no sustituidos, preferiblemente hidrogeno o alquilo de C1 a C4, de modo particularmente preferido hidrogeno.
a-Olefinas preferidas son etileno, propileno, 1-buteno, iso-buteno, 1-penteno, 1-hexeno y 1-octeno, preferiblemente etileno, propileno, iso-buteno, de modo particularmente preferido etileno o propileno, de modo muy particularmente preferido etileno.
El monomero g) es acido metacnlico o acido acnlico.
El monomero h) es opcionalmente al menos un monomero diferente de f) y g), que tiene al menos un grupo funcional.
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Aqu grupos funcionales son aquellos grupos de atomos que contienen atomos diferentes de carbono o de hidrogeno. Ejemplos de estos son grupos hidroxilo, amino no sustituido, mono- o trisustituido, mercapto, eter, acido sulfonico, acido fosforico, acido fosfonico, carboxamida, carboxilato, sulfonato, fosfato, fosfonato o nitrilo se prefieren grupos hidroxilo, amino, eter y carboxilato; particularmente se prefieren grupos de eter y carboxilato.
Como monomeros h) pueden mencionarse, por ejemplo, (met)acrilatos de alquilo de C1-C20, (met)acrilatos de oxido de alquileno-alquilo de C1-C20, esteres de vinilo de acidos carbox^licos que contienen hasta 20 atomos de C, nitrilos etilenicamente insaturados, eteres de vinilo de alcoholes que contienen 1 a 10 atomos de C.
Como esteres alquilicos de acido (met)acnlico se prefieren aquellos con un residuo de alquilo de C1-C10, preferiblemente metacrilato de metilo, acrilato de metilo, acrilato de n-butilo, acrilato de etilo, acrilato de 2-etilhexilo y acrilato de 2-propilheptilo.
Los (met)acrilatos de oxido de alquileno-alquilo de C1-C20 son compuestos de la formula
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en la cual
R7 se selecciona del grupo compuesto por hidrogeno y metilo, preferiblemente hidrogeno R8 es alquilo de C1-C20,
y es un numero entero positivo de 1 a 50, preferiblemente de 1 a 40, de modo particularmente preferido de 2 a 30, de modo muy particularmente preferido de 3 a 25 y principalmente de 4 a 20, y
cada Yi para i = 1 hasta y se selecciona independientemente entre si del grupo compuesto por -CH2-CH2-O-, -CH2- CH(CH3)-O-, -CH(CHa)-CH2-O-, -CH2-C(CH3)2-O-, -C(CH3)2-CH2-O-, -CH2-CHVin-O-, -CHVin-CH2-O-, -CH2-CHPh-O- , y -CHPh-CH2-O-, preferiblemente del grupo -CH2-CH2-O-, -CH2-CH(CH3)-O-, y -CH(CH3)-CH2-O-, y de modo particularmente preferido -CH2-CH2-O-, donde Ph representa fenilo y Vin representa vinilo.
Principalmente tambien son adecuadas mezclas de los esteres alquilicos de acido (met)acrilico.
Esteres vimlicos de acidos carboxflicos con 1 a 20 atomos de C son preferiblemente laurato de vinilo, estearato de vinilo, propionato de vinilo y acetato de vinilo.
Ejemplos de nitrilos son acrilonitrilo y metacrilonitrilo.
Esteres vimlicos adecuados son, por ejemplo, eter dimetilico de vinilo, eter isobutilico de vinilo, eter hexflico de vinilo, y eter octflico de vinilo.
Tambien pueden emplearse N-vinilformamida, N-vinilpirrolidona asf como N-vinilcaprolactama.
En las anteriores definiciones, alquileno de C2-C20 opcionalmente sustituido por arilo, alquilo, ariloxi, alquiloxi, heteroatomos y/o heterociclos, por ejemplo 1,1 -etileno, 1,2-etileno, 1,1-propileno, 1,2-propileno, 1,3-propileno, 1,1- butileno, 1,2-butileno, 1,3-butileno, 1,4-butileno, 1,6-hexileno, 2-metil-1,3-propileno, 2-etil-1,3-propileno, 2,2-dimetil- 1,3-propileno, 2,2-di-metil-1,4-butileno,
alquileno de C1-C20 opcionalmente sustituido por arilo, alquilo, ariloxi, alquiloxi, heteroatomos y/o heterociclos, comprende adicionalmente metileno, cicloalquileno de C5-C12 opcionalmente sustituido por arilo, alquilo, ariloxi, alquiloxi, heteroatomos y/o heterociclos, por ejemplo ciclopropileno, ciclopentileno, ciclohexileno, ciclooctileno, ciclododecileno, alquileno de C2-C20 opcionalmente sustituido por arilo, alquilo, ariloxi, alquiloxi, heteroatomos y/o heterociclos, sustituido por uno o varios atomos de oxfgeno y/o de azufre uno o varios grupos imino sustituidos o no sustituidos y/o alquileno de C2-C20 interrumpido por uno o varios atomos de oxfgeno y/o azufre y/o uno o varios grupos imino, sustituidos o no sustituidos y/o por uno o varios grupos cicloalquilo, -(CO)-, -O(CO)O-, -(NH)(CO)O-, - O(Co)(NH)-, -O(CO)- o -(CO)O, por ejemplo 3-oxa-1,5-pentileno, 3,6-dioxa-1,8-octileno, 3,6,9-trioxa-1,11- undecileno, 4-oxa-1,7-heptileno, 4,8-dioxa-1,11-undecileno, 4,8,12-trioxa-1,15-pentadecileno, 5-oxa-1,9-nonileno, 5,10-dioxa-1,14-tetradecileno, 3-oxa-2,5-dimetil-1,5-pentileno, 3,6-dioxa-2,5,8-trimetil-1,8-octileno, 3-oxa-1,4-dimetil- 1,5-pentileno y 3,6-dioxa-1,4,7-trimetil-1,8-octileno, arileno de C6-C12 sustituido opcionalmente por arilo, alquilo, ariloxi, alquiloxi, heteroatomos y/o heterociclos, por ejemplo 1,2-, 1,3- o 1,4-fenileno, 4,4'-bifenileno, tolueno o xilileno y alquilo de C1-C20 o alquilo de C2-C20 opcionalmente sustituido por uno o varios atomos de oxfgeno y/o azufre y/o uno o varios grupos imino sustituidos o no sustituidos, por ejemplo metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, sec-
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butilo, ter-butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, 2-etilhexilo, 2,4,4-trimetilpentilo, decilo, dodecilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo, 1,1-dimetilpropilo, 1,1-dimetilbutilo, 1,1,3,3-tetrametilbutilo, bencilo, 1 -feniletilo, 2-feniletilo, a,a-dimetilbencilo, benzihidrilo, p-tolilmetilo, 1-(p-bu-tilfenil)-etilo, p-clorobencilo, 2,4-diclorobencilo, p-metoxibencilo, m-etoxibencilo, 2-cianoetilo, 2-cianopropilo, 2-metoxicarbonetilo, 2-etoxicarboniletilo, 2-butoxicarbonilpropilo, 1,2-di- (metoxicarbonil)-etilo, 2-metoxietilo, 2-etoxietilo, 2-butoxietilo, dietoximetilo, dietoxietilo, 1,3-dioxolan-2-ilo, 1,3- dioxan-2-ilo, 2-metil-1,3-dioxo-lan-2-ilo, 4-metil-1,3-di-oxolan-2-ilo, 2-isopropoxietilo, 2-butoxipropilo, 2-octiloxi-etilo, clorometilo, 2-cloroetilo, triclorometilo, trifluorometilo, 1,1 -dimetil-2-cloro-etilo, 2-metoxiisopropilo, 2-etoxietilo, butiltiometilo, 2-dodeciltioetilo, 2-feniltioetilo, 2,2,2-trifluoretilo, 2-fenoxietilo, 2-fenoxipropilo, 3-fenoxipropilo, 4- fenoxibutilo, 6-fenoxihexilo, 2-metoxietilo, 2-metoxipropilo, 3-metoxipropilo, 4-metoxibutilo, 6-metoxihexilo, 2- etoxietilo, 2-etoxipropilo, 3-etoxipropilo, 4-etoxibutilo o 6-etoxihexilo, y preferiblemente metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, ter-butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, 2-etilhexilo, 2,4,4-trimetil-pentilo, decilo, dodecilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo, eicosilo, 1,1-dimetilpropilo, 1,1 -di-metilbutilo, 1,1,3,3-tetrametilbutilo, bencilo, 1 -feniletilo, 2-feniletilo, a,a-dimetilbencilo, bencihidrilo, p-tolilmetilo, 1 -(p-butilfenil)-etilo, p-clorobencilo, 2,4- diclorobencilo, 2-cianoetilo, 2-cianopropilo, clorometilo, 2-cloroetilo, triclorometilo, trifluorometilo, 1,1 -dimetil-2- cloroetilo y 2,2,2-trifluoroetilo.
Ejemplos de R6 son hidrogeno, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, sec-butilo, ter-butilo, n-pentilo, n-hexilo, n- octilo, n-decilo y n-dodecilo. Se prefieren hidrogeno, metilo, etilo, n-propilo, n-butilo, n-pentilo y n-hexilo, particularmente se prefieren metilo, etilo, n-butilo y n-hexilo, muy particularmente se prefiere metilo.
Las ceras de poliolefinas (B) que contienen grupos acidos por lo regular estan compuestas tal como sigue (en % en peso):
f) 40 a 90, bevorzugt 50 a 85, de modo particularmente preferido 70 a 85 % en peso,
g) entre 10 y 40 % en peso y de modo particularmente preferido entre 15 y 30 % en peso
h) 0 a 25, preferiblemente 0 a 15, de modo particularmente preferido 0 a 10, de modo muy particularmente preferido 0 a 5 y principalmente 0 % en peso,
con la condicion de que la suma siempre de como resultado 100% en peso.
La preparacion de la cera de poliolefinas se efectua por lo regular tal como sigue:
La preparacion de las ceras de olefinas puede efectuarse en autoclaves alta presion con agitacion o en reactores tubulares de alta presion. La preparacion se prefiere en autoclaves a alta presion con agitacion. Las autoclaves con agitacion aplicadas para el procedimiento de preparacion son conocidas per se, una descripcion se encuentra en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5a edicion, palabras clave: Waxes, volumen A 28, pagina 146 y siguientes, editorial Chemie Weinheim, Basilea, Cambridge, Nueva York, Tokio, 1996.
En estas la proporcion de longitud: diametro se encuentra en el intervalo de 5 : 1 a 30 : 1, preferiblemente de 10 : 1a 20 : 1. Los reactores tubulares de alta presion que pueden aplicarse igualmente se encuentran tambien en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5a edicion, palabras clave: Waxes, volumen A 28, pagina 146 y siguientes, editorial Chemie Weinheim, Basilea, Cambridge, Nueva York, Tokio, 1996.
Condiciones de presion adecuadas para la polimerizacion son de 500 a 4.000 bares, preferiblemente de 1.500 a 2.500 bares. Las temperaturas de reaccion se encuentran en el intervalo de 170 a 300 °C, preferiblemente en el intervalo de 200 a 280 °C.
El procedimiento puede realizarse en presencia de un regulador. Como regulador se usa, por ejemplo, hidrogeno o un aldehfdo alifatico o una cetona alifatica.
Ejemplos son formaldehndo, acetaldehfdo, propionaldehfdo, n-butiraldehfdo, iso-butiraldehfdo, n-valeraldehndo, iso- valeraldehndo, acetona, etilmetilcetona, dietilcetona, iso-butilmetilcetona, ciclohexanona, ciclopentanona o ciclododecanona.
El uso de propionaldehfdo o etilmetilcetona como regulador es muy particularmente preferido.
Otros reguladores muy bien adecuados son compuestos alquiloaromaticos, por ejemplo tolueno, etilobenceno o uno o varios isomeros del xileno.
Otros reguladores bien adecuados son hidrocarburos alifaticos no ramificados tales como, por ejemplo, propano. Reguladores particularmente buenos son hidrocarburos alifaticos ramificados con atomos de H terciarios, por ejemplo isobutano, isopentano, iso-octano o isododecano (2,2,4,6,6-pentametilheptano). Muy particularmente adecuado es el isododecano.
La cantidad de regulador usado corresponde a las cantidades usuales para el procedimiento de polimerizacion a alta presion.
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Como iniciadores para la polimerizacion por radicales libres pueden emplearse los iniciadores de radicales habituales tales como, por ejemplo, peroxidos organicos, ox^geno o compuestos azoicos. Tambien son adecuadas las mezclas de varios iniciadores de radicales libres.
Como iniciadores de radicales libres se usa uno o varios peroxidos seleccionados de las sustancias comercialmente disponibles peroxido de didecanoilo, 2,5-di(2-etil-hexanoilperoxi)hexano de 2,5-dimetilo, hexanoato de ter- amiloperoxi-2-etilo, peroxipivalato de ter-amilo, peroxido de dibenzoilo, hexanoato de ter-butilperoxi-2-etilo, acetato de ter-butilperoxidietilo, isobutirato de ter-butilperoxidietilo, 1,4-di(ter-butilperoxicarbo)-ciclohexano como mezclas de isomeros, perisononanoato de ter-butilo, 1,1-di-(ter-butilperoxi)-3,3,5-trimetilciclohexano, 1,1 -di-(ter-butilperoxi)- ciclohexano, peroxido de metil-isobutilcetona, carbonato de ter-butil-peroxiisopropilo, 2,2-di-ter-butilperoxibutano o peroxiacetato de ter-butilo; peroxibenzoato de ter-butilo, peroxido de di-ter-amilo, peroxido de dicumilo, los isomeros di-(ter-butilperoxiisopropil)bencenos, 2,5-dimetil-2,5-diter-butilperoxihexano, peroxido de ter-butilcumilo, 2,5-dimetil- 2,5-di(ter-butilperoxi)-hex-3-ina, peroxido de di-ter-butilo, monohidroperoxido de 1,3-diisopropilo, hidroperoxido de cumeno o hidroperoxido de ter-butilo; o peroxidos de cetona, dimericos o trimericos.
Los peroxidos de cetona, dimericos o trimericos, asf como los procedimientos para su preparacion, se conocen por la publicacion EP-A 0 813 550.
Como peroxidos son adecuados particularmente peroxido de di-ter-butilo, peroxipivalato de ter-butilo, peroxipivalato de ter-amilo, peroxiisononanoato de ter-butilo o peroxido de dibenzoilo o mezclas de los mismos. Como compuesto azoico pueden mencionarse, por ejemplo, azobisisobutironitrilo ("AIBN"). Los iniciadores de radicales libres se dosifican en cantidades habituales para las polimerizaciones.
El procedimiento de preparacion se realiza preferiblemente en presencia de disolventes, en cuyo caso aceites minerales y otros disolventes estan presentes en pequenas fracciones en el procedimiento y han sido usados, por ejemplo, para estabilizar el o los iniciadores de radicales libres. Otros disolventes son, por ejemplo, disolventes aromaticos. Hidrocarburos aromaticos particularmente preferidos son tolueno, isomeros de xileno asf como etilbenceno.
Se prefieren hidrocarburos aromaticos, hidrocarburos (ciclo)alifaticos, esteres alqmlicos de acido alcanoico, esteres alqmlicos alcoxilados de acido alcanoico y sus mezclas.
Particularmente se prefieren bencenos y naftalinas mono- o polialquilados, esteres alqmlicos de acido alcanoico y esteres alqmlicos alcoxilados de acido alcanoico asf como sus mezclas.
Como mezclas de hidrocarburos aromaticos se prefieren aquellos que comprenden de manera preponderante hidrocarburos aromaticos de C7 a C14 y pueden comprender un intervalo de ebullicion de llo a 300 °C; particularmente se prefieren tolueno, o-, m- o p-xileno, isomeros de trimetilbenceno, isomeros de tetrametilbenceno, etilbenceno, cumeno, tetrahidronaftalina y mezclas que contienen a estos.
Ejemplos de estos son las marcas Solvesso® de la comparMa ExxonMobil Chemical, particularmente Solvesso® 100 (CAS No. 64742-95-6, de manera preponderante compuestos aromaticos de Cg y C10, intervalo de ebullicion de aproximadamente 154 - 178 °C), 150 (intervalo de ebullicion de aproximadamente 182 - 207 °C) y 200 (CAS-No. 64742-94-5), asf como las marcas Shellsol® de la comparMa Shell. Mezclas de hidrocarburos de parafinas, ciclo parafinas y aromaticos tambien pueden encontrarse comercialmente bajo las denominaciones Kristallol (por ejemplo Kristallol 30, intervalo de ebullicion de aproximadamente 158 - 198 °C o Kristallol 60: CAS-No. 64742-82-1), carburante de ensayo (por ejemplo tambien CAS-No. 64742-82-1) o nafta disolvente (ligera: intervalo de ebullicion de aproximadamente 155 - 180 °C, pesada: intervalo de ebullicion de aproximadamente 225 - 300 °C). El contenido de compuestos aromaticos de tales mezclas de hidrocarburos por lo regular es de mas de 90 % en peso, preferiblemente de mas de 95, de modo particularmente preferido mas de 98 y de modo muy particularmente preferido de mas de 99 % en peso. Tambien puede ser practico emplear mezclas de hidrocarburos con un contenido particularmente reducido de naftalina.
Los monomeros se dosifican habitualmente de manera conjunta o por separado. La proporcion de cantidad durante la dosificacion no corresponde habitualmente de manera exacta a la proporcion de las unidades estructurales monomericas en las aceras de poliolefinas porque algunos monomeros se incorporan de modo mas facil y mas rapido a la cera de poliolefinas que las olefinas, especialmente el etileno.
Las ceras de poliolefinas pueden dispersarse de manera excelente; principalmente pueden emulsionarse de modo particularmente bien en estado fundido. Por lo regular, las ceras de poliolefinas se emplean como dispersiones con un contenido de solidos de 10 a 50 % en peso, preferiblemente de 15 a 40 % en peso y de modo particularmente preferido de 20 a 30 % en peso.
Los grupos acidos en las ceras de poliolefina (B) se neutralizan preferiblemente al menos de modo parcial. Para la neutralizacion pueden hacerse reaccionar los grupos acidos de modo parcial o total con bases, por ejemplo oxidos, hidroxidos, hidrocarbonatos o carbonatos de metales alcalinos o alcalino-terreos, o aminas, preferiblemente amomaco de modo que sus atomos de hidrogeno acidos se reemplacen al menos parcialmente por iones de metal
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alcalino, iones de metal alcalinoterreo o cationes protonizados de aminas, preferiblemente por aniones de sodio, potasio o amonio, de modo particularmente preferido por iones de amonio (NH4+).
La purificacion (2) de los copoUmeros de etileno obtenidos de esta manera de la etapa (1) es opcional y puede efectuarse opcionalmente lavando los copoKmeros con solventes y filtrando o centrifugando a continuacion.
Para retirar monomeros no reaccionados tambien puede ser practico una destilacion al vado o destilacion por arrastre. Por ejemplo, para este proposito en un primer paso la cantidad principal de los monomeros se separa por destilacion y el resto de los monomeros se separan a continuacion mediante destilacion por arrastre con un gas inerte en las condiciones de reaccion, preferiblemente un gas que contiene oxfgeno, de modo particularmente preferido aire o mezclas de aire-nitrogeno o sino tambien con dioxido de carbono o vapor de agua.
Por lo regular no se requiere una purificacion y preferiblemente no se realiza.
Copolfmeros de etileno (B) preferidos de este tipo se encuentran disponibles comercialmente bajo el nombre comercial Poligen@ de la BASF SE, Ludwigshafen, Alemania, como dispersiones o bajo el nombre comercial Luwax® de la BASF SE, Ludwigshafen, Alemania, asf como tambien Primacor® de la DOW en sustancia; entre estos particularmente se prefieren las marcas Poligen® CE y Luwax® EAS y Poligen® CE12 y Primacor® 5980 i son muy particularmente preferidas.
La capa adhesiva (ii) puede contener opcionalmente, ademas de la dispersion de poliuretano (A) y el copolfmero de etileno que contienen grupos acidos (B), otros componentes, por ejemplo auxiliares para acabado satinado, aditivos antibloqueo o resinas adhesivas; la capa adhesiva (ii) se componen preferiblemente, no obstante, de la dispersion acuosa de poliuretano (A) y el copolfmero de etileno (B) que contienen grupos acidos.
La capa adhesiva se aplica como dispersion acuosa en una cantidad tal que despues de retirar el agua por lo regular permanece una capa adhesiva de 1 a 10 g/m2, preferiblemente de 1 a 8, de modo particularmente preferido de 2 a 5 g/m2
Si el sistema de embalaje debe contener otra capa (iii) opcional, entonces esta capa (iii) son dispersiones de estireno-(met)acrilato. Esta capa puede servir para proteger la capa adhesiva (ii) aplicada, aunque tambien es posible aplicar una capa de este tipo en lugar de la capa adhesiva (ii) sobre el lado externo del sustrato 1 o 2, donde la capa (iii) actua como imprimacion para una capa de impresion que aun debe aplicarse.
La otra capa de sustrato (iv) opcional puede ser preferiblemente polipropileno orientado (OPP). Una capa de este tipo puede servir, por ejemplo, para separar unos de otros diferentes componentes de embalaje pegados entre sf y, de esta manera, servir para abrir el embalaje. Tambien es posible usar como capa de sustrato (iv) un sustrato con propiedades de barrera, si esto se deseare.
La capa (v) es el sustrato 2, seleccionada del grupo compuesto por lamina de aluminio, lamina de aluminio recubierta y polietileno.
Para estos sustratos se aplica lo dicho anteriormente con respecto al sustrato 1. El sustrato 1 y el sustrato 2 son preferiblemente iguales, preferiblemente ambos son laminas de aluminio.
El recubrimiento de los sustratos se efectua de acuerdo con procedimientos habituales que son conocidos por el experto en la materia, en cuyo caso la capa adhesiva (ii) acuosa se aplica sobre el sustrato que va recubrirse con el grosor deseado y los componentes volatiles opcionalmente contenidos de la capa adhesiva, opcionalmente se retiran mediante calentamiento. En caso de desearse, esta operacion puede repetirse una o varias veces. La aplicacion sobre el sustrato puede efectuarse de manera conocida, por ejemplo mediante aspersion, aplicacion con espatula, rascador, cepillo o rodillo, mediante recubrimiento con rodillos, regando, laminando o por inyeccion. Los sustratos se pegan por lo regular mediante calentamiento de al menos la capa adhesiva (ii) a una temperatura entre 45 y 75 °C, aplicando ligeramente una presion y enfriando a continuacion.
A continuacion la invencion se describe mas detalladamente por medio de ejemplos.
En esta publicacion, las indicaciones usadas de ppm y porcentaje son porcentaje y ppm en peso, sino se indica algo diferente.
Ejemplos
Ejemplo comparativo 1
En una autoclave a alta presion fue preparado un copolfmero que contiene grupos acidos a partir de etileno y acido metacnlico, tal como se describe en M. Buback et al., Chem. Ing. Tech. 1994, 66, 510: el etileno y el acido metacnlico se copolimerizaron continuamente. Para este proposito se alimento continuamente etileno (12,0 kg/h) a la presion de reaccion de 1700 bar a la autoclave de alta presion. El acido metacnlico (1,3 L/h) fue comprimido primero a una presion intermedia de 260 bares y a continuacion se alimento a la autoclave de alta presion con ayuda de otro compresor a la presion de reaccion de 1700 bares conjuntamente con etileno. Por separado fue alimentado
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opcionalmente el propionaldelmdo primero a una presion intermedia de 260 bar y a continuacion, con ayuda de otro compresor a la presion de reaccion de 1700 bares fue alimentado a la autoclave de alta presion conjuntamente con etileno y acido metacnlico, de tal modo que la viscosidad del material fundido, medida a 120 °C, fue de aproximadamente 800 mPas (lo que corresponde a Mw = 4000 g/mol). La temperatura de reaccion fue de aproximadamente 220 °C. Se obtuvo copoKmeros de etileno con 29% en peso de acido metacnlico.
El copolfmero obtenido de esta manera fue neutralizado en agua con amomaco (1:1 mol/mol respecto de la cantidad de acido) y fue agitada a 97 °C hasta que se formo una emulsion homogenea. La emulsion tiene un contenido polimerico de 20%.
Ejemplo 2
Se preparo un copolfmero que contiene grupos acidos a partir de etileno y acido metacnlico tal como en el ejemplo comparativo 1, con la diferencia de que fue dosificado tanto propionaldelmdo que se obtuvo una viscosidad del material fundido de 30 000 mPas, medida a 120 °C. Esta corresponde a un Mw de aproximadamente 50 000 g/mol.
El copolfmero obtenido de esta manera fue neutralizado en agua con amomaco (1:1 mol/mol respecto de la cantidad de acido) y fue agitada a 97 °C hasta que se formo una emulsion homogenea emulsion tema un contenido de polfmero de 20%.
Ejemplo de aplicacion 3
Los copolfmeros que contienen grupos acidos del ejemplo comparativo 1 y del ejemplo 2 y los copolfmeros que contienen grupos acidos habituales en el comercio que se indican en la tabla fueron mezclados en una proporcion de peso de 80:20 con una dispersion de poliuretano habitual en el comercio NEOREZ® R600, compuesta a partir de componentes (ciclo)alifaticos, de la comparMa DSM Neoresins, Waalwijk, Pafses Bajos.
Esta mezcla fue secada sobre una lamina de aluminio con un grosor de 12 pm, se seco durante 2 minutos a 100 °C de modo que se obtuvo un espesor de capa seca de 2,5 g/m2. Las tiras de aluminio recubiertas fueron selladas con capas de barniz unas con otras durante 30 segundos a 30 °C con una presion aplicada de 0,8 N/cm2. La resistencia de costura del sellado de las tiras de 15 mm de ancho se determino en un medidor de fuerza de traccion a 150 mm/min. La fuerza mas alta medida se toma como la resistencia de costura de sellado (seal strength) (N/15 mm). La medicion de la resistencia de costura de sellado mantiene una error de medicion de aproximadamente 10%.
Las mediciones fueron repetidas despues de almacenar las tiras de aluminio recubiertas y selladas durante x dfas.
Resistencia de costura de sellado [N/15 mm] despues de x dias
Copolfmero
0 1 7 14 21 28
Poligen WE3
4,2 4,0 4,1 3,9 4,1 4,0
Poligen CE12
4,1 4,2 4,0 3,9 3,9 4,0
Copolfmero
0 1 7 14 21 28
Ejemplo comparativo 1
3,0 2,8 2,6 2,5 2,6 2,5
Ejemplo 2
3,4 3,3 3,1 3,0 3,2 3,0
Poligen WE3 y Poligen CE12 son emulsiones comerciales de copolfmeros que contienen grupos acidos, que tienen un peso molecular Mw respectivamente de alrededor de 90000.
Se ve que con el copolfmero del ejemplo 2, con el peso molecular incrementado, se obtiene una resistencia de costura de sellado elevada si se compara con el copolfmero del ejemplo comparativo 1 que tiene un peso molecular bajo.
Ejemplo de aplicacion 4
El copolfmero que contiene grupos acidos Poligen CE12 se mezclo en una proporcion en peso de 80:20
a) con la dispersion de poliuretano, habitual en el comercio, NEOREZ® R600 de la comparMa DSM Neoresins, Waalwijk, Pafses Bajos,
b) con la dispersion de poliuretano, habitual en el comercio, LUFEN® D200A de la comparMa BASF SE, Ludwigshafen, Alemania,
c) con la dispersion de poliuretano, habitual en el comercio, ASTACIN® Finish PT de la comparMa BASF SE, Ludwigshafen, Alemania.
5 LUFEN® D200A es una dispersion de poliuretano que contiene isocianatos aromaticos y poliesteres alifaticos como componentes estructurales.
ASTACIN® Finish PT es una dispersion de poliuretano a base de un poliuretano alifatico.
La medicion de la resistencia de costura de sellado se efectuo tal como se describe en el ejemplo de aplicacion 3.
Resistencia de costura de sellado [N/15 mm] despues de x dias
0 1 7 14 21 28
a) Neorez® R600
4,1 4,2 4,0 3,9 3,9 4,0
b)Luphen® D200A
3,7 3,7 3,9 3,7 3,8 3,9
c) Astacin® Finish PT
4,0 3,9 3,7 4,0 3,9 3,8
10
Ambos recubrimientos muestran una alta resistencia de la costura de sellado. Se ve que la composicion de recubrimiento que contiene la dispersion de poliuretano con unidades estructurales aromaticas no solamente conserva su resistencia de costura de sellado durante el almacenamiento sino que incluso la incrementa, mientras que la composicion de recubrimiento que comprende dispersiones de poliuretano alifatico da lugar a una alta 15 resistencia de costura de sellado pero esta se reduce ligeramente durante el almacenamiento.
Ejemplo de aplicacion 5 (comparativo)
Se repitio el ejemplo de aplicacion 3 con Poligen CE12 como copolfmero que contiene grupos acidos y se mezclaron las cantidades indicadas en la tabla de la dispersion de poliuretano Neorez® R600, es decir que se aplico en a) el copolfmero puro que contiene grupos acidos. A continuacion se sello el recubrimiento tal como en el ejemplo de 20 aplicacion 3 y se ensayo.
Las mediciones fueron repetidas despues de almacenar durante varios dias._______________________
Resistencia de costura de sellado [N/15 mm] despues de x dias
Dispersion de poliuretano
0 1 7 14 21 28
a) 0 %
4,1 3,1 1,2 1,1 1,1 1,1
Dispersion de poliuretano
0 1 7 14 21 28
b) 10 %
3,8 3,7 3,1 3,2 3,1 2,9
c) 20 %
4,1 4,2 4,0 3,9 3,9 4,0
Se ve que la resistencia de costura de sellado sin mezclar una dispersion de poliuretano despues de valores inicialmente buenos despues de varios dfas de almacenamiento colapsa a solo aproximadamente un cuarto del valor 25 inicial. Mezclando una dispersion de poliuretano en las cantidades indicadas en b) y c), tambien se mantiene a un alto nivel la resistencia de costura de sellado durante el almacenamiento.

Claims (11)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Sistema de embalaje pegado, compuestos al menos de las capas
    (i) sustrato 1, seleccionado del grupo compuesto por lamina de aluminio, lamina de aluminio recubierta y polietileno,
    (ii) al menos una capa adhesiva que contiene
    (A) del 5 al 95 % en peso de al menos una dispersion acuosa de poliuretano y
    (B) del 5 al 95 % en peso de al menos un copolfmero de etileno que contienen grupos acidos
    (v) sustrato 2, seleccionado del grupo compuesto por lamina de aluminio, lamina de aluminio recubierta y polietileno,
    en cuyo caso el copolfmero de etileno que contienen grupos acidos se compone al menos de los monomeros etileno
    y acido (met)acnlico y presenta un peso molecular de al menos 45.000 g/mol (medido mediante GPC como derivado completamente esterificado con metilo) y
    en donde la capa adhesiva (ii) esta compuesta de tal manera que presenta un punto de fusion de al menos 40 °C y de menos de 90 °C.
  2. 2. Sistema de embalaje de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque los sustratos 1 y 2 son aluminio.
  3. 3. Sistema de embalaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la dispersion de poliuretano (A) se prepara mediante
    (I) la preparacion de un poliuretano mediante reaccion de
    a) isocianatos polifuncionales con 4 a 30 atomos de C,
    b) dioles, de los cuales
    b1) del 10 al 100 % molar, respecto de la cantidad total de los dioles (b), presentan un peso molecular de 500 a 5000, y
    b2) del 0 al 90 % molar, respecto de la cantidad total de los dioles (b), presentan un peso molecular de 60 a 500 g/mol,
    c) dado el caso otros compuestos polifuncionales, diferentes de los dioles (b), con grupos reactivos que son grupos hidroxilo alcoholicos o grupos amino primarios o secundarios y
    d) monomeros, diferentes de los monomeros (a), (b) y (c), con al menos un grupo isocianato o al menos un grupo reactivo frente a los grupos isocianato, que llevan ademas al menos un grupo hidrofflico o un grupo potencialmente hidrofflico, por lo cual se produce la dispersabilidad en el agua de los poliuretanos, para obtener un poliuretano
    (II) la dispersion subsiguiente del poliuretano en agua.
  4. 4. Sistema de embalaje de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado porque el isocianato a) es aromatico.
  5. 5. Sistema de embalaje de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado porque el isocianato a) es alifatico.
  6. 6. Sistema de embalaje de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado porque el diol b1) es un poliesterdiol.
  7. 7. Sistema de embalaje de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado porque el diol b1) se selecciona del grupo
    compuesto por polietilenglicol, polipropilenglicol o politetrahidrofurano con un peso molecular de 500 a 5000.
  8. 8. Sistemas de embalaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizados porque la cera de poliolefinas que contiene grupos acidos (B) esta compuesta tal como sigue:
    f) del 40 a 90 % en peso de al menos una olefina sin otros grupos funcionales,
    g) entre el 10 y el 40 % en peso de acido metacnlico y/o acido acnlico
    h) del 0 al 25 % en peso de al menos un monomero diferente de f) y g), que lleva al menos un grupo funcional, con la condicion de que la suma siempre de como resultado el 100 % en peso.
  9. 9. Sistemas de embalaje de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizados porque los grupos acidos en la cera de poliolefinas (B) estan neutralizados al menos parcialmente con amomaco.
  10. 10. Uso de sistemas de embalaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores para empaquetar productos alimenticios.
  11. 11. Uso de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado porque el producto alimenticio se selecciona del grupo compuesto por queso, embutido y margarina.
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