ES2924304T3 - Adhesivo de poliuretano bajo en VOC - Google Patents

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Abstract

Se proporciona un adhesivo de poliuretano de dos componentes con bajo VOC. El adhesivo de poliuretano tiene un lado A que incluye un isocianato y un plastificante no reactivo, y un lado B que incluye un poliéster poliol alifático, un poliol no poliéster y un catalizador de uretano. El lado A y el lado B se hacen reaccionar en una proporción de volumen de 1:1 y se formulan con un índice NCO/OH dentro del rango de 0,90 a 1,10. El adhesivo de poliuretano no contiene disolventes y es especialmente adecuado para adherir una membrana polimérica a un sustrato. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Adhesivo de poliuretano bajo en VOC
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Antecedentes de la invención
La presente tecnología se refiere a un adhesivo de poliuretano bajo en VOC libre de solventes, y más específicamente, a un adhesivo de poliuretano de dos partes. El adhesivo de poliuretano es particularmente útil para adherir membranas poliméricas para tejados a sustratos para tejado.
La membrana para tejados es un tipo de sistema de tejados que se usa a menudo en tejados planos o de baja pendiente para evitar fugas y mover el agua del tejado. El sistema típicamente comprende una membrana polimérica que se sujeta al sustrato de la cubierta del tejado con sujetadores mecánicos, calor, o adhesivos. Las membranas poliméricas para tejado pueden prepararse a partir de diferentes materiales poliméricos, tales como caucho de monómero de etileno propileno dieno (EPDM), olefina termoplástica (TPO), y cloruro de polivinilo (PVC). Las membranas para tejado se preparan habitualmente en láminas anchas que se unen entre sí en las costuras para formar una membrana continua que es impermeable al agua.
Se ha usado una variedad de adhesivos diferentes para adherir la membrana para tejado al sustrato del tejado. Muchos de estos adhesivos contienen una gran cantidad de solventes, tales como tolueno, xileno, u otros hidrocarburos aromáticos, que son indeseables desde un punto de vista medioambiental. Además, se han propuesto regulaciones más estrictas que limitan los compuestos orgánicos volátiles (VOC), por lo que es importante limitar o eliminar solventes de las composiciones adhesivas para tejados.
Otras composiciones adhesivas que se han usado para adherir membranas para tejado contienen varios promotores de la adhesión, por ejemplo, los que contienen halógenos, tales como ceras cloradas, parafinas cloradas, o poliolefinas cloradas, o aquellos que contienen silanos. Formular una composición adhesiva que no requiere un promotor de la adhesión para obtener propiedades adhesivas aceptables proporciona ciertas ventajas, tales como menor coste, y facilidad de preparación. Además, una composición adhesiva que no requiere promotores de la adhesión halogenados es más respetuosa con el medio ambiente.
Aunque se han desarrollado adhesivos libres de solventes y a base de agua, todavía existe la necesidad de un adhesivo libre de solventes, bajo en VOC que pueda aplicarse fácilmente mediante el uso de equipos de mezcla o pulverización estándar, puede proporcionar velocidades de curado controlables y puede proporcionar una buena resistencia de unión sin la necesidad de promotores de la adhesión.
Resumen de la invención
En un aspecto, esta divulgación proporciona un adhesivo de poliuretano de dos componentes, no espumante, bajo en VOC, que comprende un producto de reacción de (a) un “lado B” que comprende de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 20 % en peso de poliol no poliéster, de aproximadamente 80 % en peso a aproximadamente 95 % en peso de poliol de poliéster alifático que tiene un número de hidroxilo dentro del intervalo de 150 a 300 mg de KOH/g y una funcionalidad de hidroxilo promedio de aproximadamente 1,8 a aproximadamente 2,2, y menos de 1 % en peso de catalizador, en base al peso de los componentes del lado B; y (b) un “ lado A” que comp rende de aproximadamente 80 % en peso a aproximadamente 92 % en peso de al menos un poliisocianato, y de aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 20 % en peso de un plastificante no reactivo; en donde el “lado B” y el “ lado A” reaccionan a una relación de volumen de aproximadamente 1:1, y el adhesivo se formula en un índice NCO/OH dentro del intervalo de 0,90 a 1,10.
En otro aspecto, esta divulgación proporciona un método para preparar un adhesivo de poliuretano de dos componentes, no espumante, bajo en VOC mediante la combinación, bajo condiciones de reacción adecuadas, un “lado A” que comprende un isocianato polimérico y un plastificante no reactivo, y un “ lado B” que comprende un poliol de poliéster alifático que tiene un número de hidroxilo dentro del intervalo de 150 a 300 mg de KOH/g y una funcionalidad de hidroxilo promedio de aproximadamente 1,8 a aproximadamente 2,2, y etilenglicol, en presencia de un catalizador de uretano, en donde el adhesivo de poliuretano se formula en una relación de NCO a grupos OH de 0,90 a 1,10, y el “lado A” y el “lado B” reaccionan a una relación en volumen de aproximadamente 1:1.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
La composición adhesiva de la presente tecnología es una composición de poliuretano en dos partes que combina una porción que contiene isocianato o “ lado A” con una porción reactiva a isocianato o un “lado B” en el punto de aplicación. Ventajosamente, las dos porciones pueden combinarse fácilmente mediante el uso, por ejemplo, de un equipo de mezcla o pulverización convencional para preparar el adhesivo de poliuretano.
El “ lado B” reactivo con isocianato comprende un poliol de poliéster alifático, un poliol no poliéster y un catalizador de uretano. Por “poliol no poliéster” se entiende un poliol que no tiene una fracción de éster. El poliol de poliéster alifático es el producto de la reacción de un ácido dicarboxílico alifático, o un anhídrido o su derivado de lactona, que reacciona con un exceso de material que contiene hidroxilo. Los ácidos dicarboxílicos alifáticos adecuados para su uso en la presente descripción incluyen ácido succínico, ácido fumárico, ácido maleico, ácido adípico, ácido oxálico, ácido glutárico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácidos diméricos, y sus mezclas. Los materiales que contienen hidroxilo adecuados comprenden etilenglicol, propilenglicol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 2-metil-1,3-propanodiol, neopentilglicol, dietilenglicol, dipropilenglicol, trietilenglicol, 1,3-propano glicol, pentaeritritol, glicerol, diglicerol, trimetilol propano, ciclohexanodiol, sorbitol, azúcares tal como la sacarosa, y otros polioles de bajo peso molecular, tal como polietilenglicoles que tiene un peso molecular de aproximadamente 400 g/mol o menos, y combinaciones de cualquiera de los materiales que contienen hidroxilo anteriores. En algunas realizaciones, el poliol de poliéster alifático se deriva del ácido adípico que reacciona con dietilenglicol.
El poliol de poliéster alifático contiene una cantidad de ácido dicarboxílico alifático o su derivado, con relación a la cantidad de material que contiene hidroxilo para dar un valor hidroxilo promedio de aproximadamente 150 a aproximadamente 300 mg de KOH/g, alternativamente aproximadamente 200 a aproximadamente 250 mg de KOH/g. El poliol de poliéster alifático también tiene un valor ácido menor que 2, tal como un valor ácido de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 1,8, alternativamente de aproximadamente 0,10 a aproximadamente 1,5, alternativamente de aproximadamente 0,20 a aproximadamente 1,0, alternativamente de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,0 y una funcionalidad promedio de aproximadamente 2, tal como una funcionalidad en el intervalo de 1,8 a 3,0, alternativamente de 1,8 a aproximadamente 2,5, alternativamente de 1,8 a aproximadamente 2,2. El poliol de poliéster alifático comprende de aproximadamente 80 % a aproximadamente 95 % en peso de la porción total del lado B.
El componente de poliol no poliéster es un poliol, tal como un diol o un triol, o sus mezclas, que tiene un peso molecular bajo, tal como un peso molecular de aproximadamente 400 g/mol o menos, y un valor de OH en el intervalo de aproximadamente 280 a aproximadamente 1830. Los polioles no poliésteres adecuados para su uso en la presente descripción incluyen etilenglicol, dietilenglicol, glicerina, trietilenglicol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,3-propanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 2-metil-1,3-propanodiol, propilenglicol, dipropilenglicol, y sus mezclas. El poliol no poliéster tiene una funcionalidad de no mayor que 3, preferentemente aproximadamente 2. En algunas realizaciones, el poliol no poliéster contiene grupos hidroxilo primarios. En algunas realizaciones, el poliol no poliéster es etilenglicol. El poliol no poliéster comprende de aproximadamente 5 % a aproximadamente 20 % en peso de la porción total del lado B.
El catalizador es un catalizador de uretano adecuado, que incluye compuestos de aminas terciarias, aminas con grupos reactivos de isocianato, y compuestos organometálicos. Los catalizadores organometálicos ilustrativos incluyen catalizadores organomercurio, organoplomo, organoférrico y organoestaño. Otros catalizadores adecuados incluyen uno o más miembros seleccionados del grupo que consiste en (a) catalizadores metálicos, tal como un alcóxido metálico alcalino, tales como el octoato de potasio, octoato de estaño, o cloruro de estaño, o sales de estaño de ácidos carboxílicos, tales como dilaurato de dibutilestaño o neodecanoato de bismuto, y (b) compuestos de amina, tales como la trietilendiamina (TEDA), N-metilimidazol, 1,2-dimetilimidazol, N-metilmorfolina, N-etilmorfolina, trimetilamina, trietilamina, N,N'-dimetilpiperazina, 1,3,5-tris(dimetilaminopropil)hexahidrotriazina, 2,4,6-tris(dimetilaminometil)fenol, N-metildiciclohexilamina, N,N-dimetilciclohexilamina, tetrametiletilendiamina, triamina de pentametildipropileno, N-metil-N'-(2-dimetilamino)-etil-piperazina, tributilamina, pentametildietilentriamina, hexametiltrietilentetramina, heptametiltetraetilenpentamina, pentametildipropilentriamina, trietanolamina, dimetiletanolamina, bis(dimetilaminoetil)éter, tris(3-dimetilamino)propilamina, 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undeceno, bis(N,N-dimetilaminopropil)-N'-metil amina, 1-metil-4-dimetilaminoetilpiperazina, 3-metoxi-N-dimetilpropilamina, N-etilmorfolina, N-cocomorfolina (núm. de CAS 72906-09-3, un producto de BASF SE, Ludwigshafen, Alemania), N,N-dimetil-N',N'-dimetil isopropilpropilendiamina, N,N-dietil-3-dietilamino-propilamina, dietiletanolamina, 3-metoxipropildimetilamina, N,N,N'-trimetilisopropil propilendiamina, 3-dietilaminopropil-dietilamina, y dimetilbencilamina, así como también cualquiera de sus mezclas. La cantidad de catalizadores puede variar de mayor que 0 a aproximadamente 1 % en peso de los componentes totales del lado B, tales como aproximadamente 0,05 a aproximadamente 1 % en peso, o aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 % en peso de los componentes totales del lado B.
El lado B puede contener opcionalmente polioles de poliéster adicionales, tales como polioles de poliéster aromático que son el producto de la reacción del ácido ftálico, el ácido isoftálico, el ácido tereftálico o el anhídrido ftálico que reaccionan con un exceso de diol o triol (por ejemplo, cualquiera de los dioles o trioles mencionados anteriormente). Debido a que los polioles de poliéster aromático pueden reducir la flexibilidad y la elongación de los adhesivos de poliuretano, si tales polioles de poliéster adicionales están presentes, deben estar presentes en una cantidad que no afecte negativamente las propiedades de elongación deseadas. En general, cuando hay polioles de poliéster adicionales, la funcionalidad general del componente de poliol de poliéster está en el intervalo de 1,8 a 2,2, en base a la relación molar de los polioles de poliéster en el componente de poliol de poliéster.
La porción del lado B, que comprende el poliol de poliéster alifático y el poliol no poliéster, tiene un valor general de OH de al menos 250 mg de KOH/g, tal como un valor de OH en el intervalo de aproximadamente 250 a aproximadamente 500 mg de KOH/g. La porción del lado B, también tiene una viscosidad general menor que aproximadamente 1000 cps a 25 °C mediante el uso de un viscosímetro Brookfield con un husillo # 3. En algunas realizaciones, la porción del lado B tiene una viscosidad menor que 800 cps, alternativamente menor que 700 cps, alternativamente menor que 600 cps, alternativamente menor que 500 cps, alternativamente menor que 400 cps a 25 °C, pero mayor que cero. En algunas realizaciones, la viscosidad del lado B es al menos 50 cps, alternativamente al menos 100 cps, alternativamente al menos 200 cps, alternativamente al menos 300 cps a 25 °C.
La porción del lado B también puede contener aditivos opcionales. Por ejemplo, los aditivos pueden incluir uno o más surfactantes, retardadores de la llama, pigmentos, agentes desespumantes, agentes de secado, y plastificantes, o cualquiera de su combinación. Aunque los aditivos se incorporan típicamente en la porción del lado B, se entiende que también pueden incorporarse en la porción del lado A cuando el aditivo es compatible con el compuesto de isocianato.
El “lado A” que contiene isocianato comprende un componente de isocianato, preferentemente un componente de poliisocianato. Un poliisocianato se define en la presente descripción como que tiene dos o más funcionalidades de isocianato. Los ejemplos de poliisocianatos adecuados incluyen isocianatos convencionales alifáticos, cicloalifáticos, y aromáticos o sus mezclas, que tienen una funcionalidad nominal en el intervalo de aproximadamente 2,25 a aproximadamente 3. Los ejemplos específicos incluyen: diisocianatos de alquileno con 4 a 12 carbonos en el radical alquileno tal como diisocianato de 1,12-dodecano, diisocianato de 2-etil-1,4-tetrametileno, diisocianato de 2-metil-1,5-pentametileno, diisocianato de 1,4-tetrametileno y 1,6-hexametileno; diisocianatos cicloalifáticos tales como diisocianato de 1,3- y 1,4-ciclohexano, así como también cualquier mezcla de estos isómeros, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano (diisocianato de isoforona), diisocianato de 2,4 y 2,6-hexahidrotolueno y las mezclas isoméricas correspondientes, diisocianato de 4,4'-2,2'- y 2,4-diciclohexilmetano, así como también las mezclas isoméricas correspondientes, y diisocianatos y poliisocianatos aromáticos tales como diisocianato de 2,4 y 2,6-tolueno y las mezclas isoméricas correspondientes, y diisocianato de 2,2'-difenilmetano y las mezclas isoméricas correspondientes, mezclas de diisocianato de 4,4'-, 2,4'-, y 2,2-difenilmetano y poliisocianatos de polimetileno de polifenileno (MDI crudo).
En una realización, el componente de poliisocianato usado en la porción del lado A es un diisocianato de difenilmetano polimérico (MDI) que tiene una funcionalidad nominal de aproximadamente 2,7 - 3,0, y un contenido de NCO de aproximadamente 31,5 por ciento en peso.
El lado A que contiene isocianato comprende además al menos un plastificante que no es reactivo con los componentes en las porciones del lado A y del lado B. En general, los plastificantes adecuados son aquellos que no tienen grupos reactivos con isocianato, tienen una temperatura de ebullición alta, tal como 100 °C o mayor, y tienen una baja viscosidad de aproximadamente 75 cps o menos a 25 °C. Los ejemplos específicos de plastificantes para su uso en la presente descripción incluyen carbonato de propileno, ésteres TXIBTM, disponible en Eastman, Kingsport, TN, DBE®, que son varias mezclas de dimetilsuccinato, dimetilglutatrato y dimetiladipato, disponibles comercialmente en Invista, Wichita, KS, ésteres metílicos de ácidos carboxílicos, que incluyen ésteres metílicos de ácidos grasos, trietilfosfato, tris-isopropilclorofosfato (TCPP), y otros ésteres de fosfato no reactivos, y mezclas de cualquiera de los anteriores.
La cantidad de isocianato y plastificante presente en el lado A depende en parte del valor de OH del lado B. En general, cuanto mayor sea el valor de OH del lado B, más plastificante deberá estar presente en el lado A. Una cantidad adecuada de isocianato está en el intervalo de aproximadamente 80 % a aproximadamente 92 % en peso de los componentes del lado A, y una cantidad adecuada de plastificante está en el intervalo de aproximadamente 8 % a 20 % en peso de los componentes del lado A. En una realización, el lado A comprende aproximadamente 85 % a aproximadamente 90 % de poliisocianato y aproximadamente 10 % a aproximadamente 15 % del plastificante carbonato de propileno. El lado A tiene una viscosidad general de aproximadamente 200 cps o menos, alternativamente 150 cps o menos, alternativamente 100 cps o menos, medida a 25 °C mediante el uso de un viscosímetro Brookfield con un husillo #3.
La composición adhesiva de la presente tecnología se prepara al combinar el lado A y el lado B en una relación de volumen de aproximadamente 1:1 y en un índice NCO/OH dentro del intervalo de aproximadamente 0,90 a aproximadamente 1,10. Preferentemente, el lado A y el lado B se empaquetan por separado y luego se combinan al mezclar las porciones juntas antes de la aplicación en un sustrato.
Las porciones del lado A y del lado B pueden empaquetarse y mezclarse de diversas maneras. Por ejemplo, pueden empaquetarse en contenedores o cubos separados y mezclarse manual o mediante el uso de equipos de mezcla estáticos estándar. Alternativamente, pueden empaquetarse en tubos o cartuchos separados y combinarse mediante el uso de pistolas de masilla de doble cartucho. Ventajosamente, el lado A y el lado B pueden pulverizarse y pueden combinarse mediante el uso de equipos de pulverización estándar, tal como un pulverizador multicomponente de alta presión “Reactor H-30” de Graco o equipos similares. El equipo de pulverización puede hacerse funcionar mediante el uso de ajustes convencionales, tales como temperaturas de bloque en el intervalo de aproximadamente 100 a aproximadamente 140 °F y presiones en el intervalo de aproximadamente 700 psi a aproximadamente 1200 psi durante la pulverización.
La composición adhesiva de la presente tecnología está sin solventes o libre de solvente. El término “libre de solvente” significa que el lado A y el lado B y el adhesivo de poliuretano final contienen menos de aproximadamente 1 % en peso de solvente, o menos de aproximadamente 0,5 % en peso de solvente, o menos de aproximadamente 0,1 % en peso de solvente, o menos de 0,01 % en peso de solvente, o no contienen solvente (tienen 0 % en peso de solvente). El término “solvente” como se usa en la presente descripción significa un material solubilizador a granel, típicamente presente en exceso en una solución, que volatiliza durante el curado del adhesivo. El adhesivo de poliuretano también tiene una cantidad baja de compuestos orgánicos volátiles (VOC). El término “cantidad baja” o “ bajo en VOC” significa que el adhesivo de poliuretano final tiene menos de 250 g/litro, o menos de 150 g/litro, o menos de 125 g/litro de material volátil detectado, mediante el uso de metodologías de prueba de la norma ASTM estándar. La composición adhesiva es además no espumante. El término “no espumante” significa que el lado A y el lado B no contienen ningún agente de soplado reactivo o no reactivo añadido intencionadamente, que incluye el agua, que produce una estructura celular dentro del adhesivo. La humedad ambiental o atmosférica no se considera un agente de soplado.
Durante la mezcla y después de la mezcla, el lado A y el lado B reaccionan para formar un adhesivo de poliuretano que tiene varias propiedades ventajosas. En particular, el adhesivo de poliuretano tiene una elongación de aproximadamente 200 % o mayor, y proporciona una resistencia al desprendimiento mayor que aproximadamente 1 lb. por pulgada lineal cuando se adhiere una membrana polimérica a un sustrato. La elongación se mide en un aparato Instron mediante el uso de una muestra de 0,5 pulgadas de ancho por 0,1 pulgada de grosor con forma de hueso de perro tirada en modo de tracción a 2,0 pulgadas/min.
El adhesivo de poliuretano de la presente tecnología es particularmente adecuado en aplicaciones para tejados para adherir una membrana polimérica a un sustrato de tejado. El adhesivo de poliuretano proporciona la resistencia adhesiva deseada sin la necesidad de emplear cebadores o usar una membrana tratada, tal como una que incorpora un soporte de “vellón” o tiene una superficie áspera. En algunas realizaciones, el adhesivo de poliuretano exhibe una calificación de elevación del viento de 120 libras por pie para una membrana de EPDM adherida directamente a un sustrato de tejado sin el uso de un cebador o membrana tratada. El adhesivo de poliuretano también tiene un “tiempo de apertura” de manera óptima de al menos un minuto hasta aproximadamente 30 minutos, en dependencia de la cantidad de catalizador empleada. El término “tiempo de apertura” significa el tiempo después de combinar el lado A y el lado B hasta que la mezcla comienza a ser demasiado viscosa para incorporar una membrana en el adhesivo que reacciona. Que tiene un tiempo de apertura de al menos varios minutos es ventajoso en aplicaciones para tejados, ya que permite el ajuste de la membrana en el sustrato para tejado.
La tecnología descrita actualmente y sus ventajas se entenderán mejor con referencia a los siguientes ejemplos. Estos ejemplos se proporcionan para describir realizaciones específicas de la presente tecnología.
El término “aproximadamente” como se usa en la presente descripción significa /- 5 % del valor referenciado o menos. En ciertas realizaciones, aproximadamente significa /- 4 % del valor referenciado, o /- 3 % del valor referenciado, o /- 3 % del valor referenciado, o /- 2 % del valor referenciado, o /- 1 % del valor referenciado.
Los siguientes métodos de prueba se usan para determinar las propiedades del lado A y el lado B, y la composición adhesiva de poliuretano:
Pruebas mecánicas
Las pruebas de propiedades mecánicas se realizan en una máquina de pruebas universal (MTS Renew® System), y la recolección y el análisis se realizan mediante el uso del programa Testworks® 4.11. La porción central de prueba de la muestra de hueso del perro tiene 0,5 pulgadas de ancho y 1,65 pulgadas de largo. El hueso de perro polimérico se coloca dentro de agarraderas neumáticas separadas a 2,25 pulgadas. Se usa una celda de carga de 1000 lb. para medir las propiedades mecánicas a una velocidad de tracción de tirada 2 pulgadas/min. hasta la rotura de la muestra. La resistencia a la tracción, el módulo, la elongación en la ruptura y la energía total absorbida se miden por duplicado y se promedian. Si se determina que una muestra se ha roto prematuramente debido a una imperfección o burbuja dentro del área de prueba, se mide una tercera muestra.
Pruebas de adherencia
Las pruebas de resistencia a la adherencia se realizan mediante el uso de una versión modificada del Método B de la norma ASTM D429. Las muestras de adherencia se preparan al aplicar aproximadamente 4,0 a aproximadamente 4,5 g de adhesivo a un sustrato de madera contrachapada que es de 0,5 pulgadas de grosor, 3,2 pulgadas de ancho y 6 pulgadas de largo y que se adhiere a una membrana de goma de EPDM que es de 0,06 pulgadas de grosor, 2,25 pulgadas de ancho y al menos 6 pulgadas de largo del sustrato. Se coloca un peso de 6,5 lb. a través de la parte superior de la muestra adherida, y se permite que la unidad se ensamble durante al menos 1 hora antes de retirar del peso. El exceso de adhesivo que se extiende más allá del perímetro de la membrana durante el proceso de curado se corta lejos del borde de la membrana antes de la prueba de adhesión.
Las pruebas de resistencia a la adherencia se realizan mediante el uso de una máquina de pruebas Instron equipada con una celda de carga de 50 lb. y agarraderas de prueba de tracción estándar 2,25 pulgadas de ancho. Cada muestra de membrana a sustrato analizada se “tira” 3 veces a 1,25 pulgadas de extensión (@5 pulgadas/minuto) y los datos (carga máxima, fuerza máxima, carga promedia y resistencia al desprendimiento) para las 3 tiradas se registran y promedian para cada muestra.
La carga máxima (expresada en fuerza de libras) es la tensión máxima que se encuentra durante el evento de desprendimiento de 1,25 pulgadas. La fuerza máxima es la carga máxima normalizada por el ancho de la muestra y se expresa como fuerza de lb/pulgada. La carga promedia es un promedio de la fuerza requerida para deslaminar entre 0,25 pulgadas y 1,25 pulgadas de extensión. La resistencia al desprendimiento es la fuerza de deslaminación promedio de (0,25 pulgadas a 1,25 pulgadas), normalizada para el ancho de la muestra. La resistencia al desprendimiento se expresa como fuerza de libras/pulgada y se promedian tres valores por muestra.
Viscosidad
Las muestras de prueba se acondicionan a 25 °C (+/- 0,2 °C) y las mediciones de viscosidad se realizan mediante el uso de un viscosímetro rotacional Brookfield estándar equipado con un husillo #3 y una velocidad de revolución adecuada.
Los siguientes componentes se usaron en los siguientes ejemplos:
Poliol de Poliéster 1: poliol con base de ácido adípico con OHV nominal de 225 mg de KOH/g y funcionalidad nominal de 2,0.
Etilenglicol: OHV nominal de 1810 y funcionalidad nominal de 2,0.
Dabco® 33LV: catalizador de amina terciaria de Air Products y Chemicals, Inc.
Lupranate® M-20: diisocianato polimérico de 4-4'-difenilmetano con funcionalidad nominal de 2,7 disponible en BASF.
Ejemplo 1:
La porción del lado B se realizó al mezclar aproximadamente 90 % en peso del poliol de poliéster 1 con aproximadamente 10 % en peso de etilenglicol, y 0,16 % en peso de catalizador. La porción del lado B resultante tenía una viscosidad de 320 cps a 25 °C.
La porción del lado A se fabricó al mezclar 87,5 % en peso de isocianato polimérico y 12,5 % en peso de carbonato de propileno. La porción del lado A resultante tenía una viscosidad de 90 cps a 25 °C.
El adhesivo de poliuretano se produjo al mezclar manual y reaccionar la porción del lado B y la porción del lado A en una relación 1:1 en volumen y en un índice NCO/OH de aproximadamente 1. La reacción de mezcla manual (100 g de mezcla total) a temperaturas de los componentes de 77 °F resulta en un tiempo de cadena/gel de 4 min. 30 s a 4 min. 45 s. La elongación del adhesivo es del 287 % (elongación en la rotura). La resistencia al desprendimiento de una membrana de EPDM no tratada adherida a la madera mediante el uso del adhesivo de poliuretano es de aproximadamente 1,0 lbf/pulg.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un adhesivo de poliuretano de dos componentes, no espumante y bajo en VOC que comprende un producto de reacción de (a) un “lado B” que comprende (i) de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 20 % en peso de poliol no poliéster; (ii) de aproximadamente 80 % en peso a aproximadamente 95 % en peso de poliol de poliéster alifático que tiene un número de hidroxilo dentro del intervalo de 150 a 300 mg de KOH/g y una funcionalidad hidroxilo promedio de aproximadamente 1,8 a 2,2; y (iii) menos de 1 % en peso de catalizador, en base al peso de los componentes del lado B; y (b) un “lado A” que comprende (i) de aproximadamente 80 % en peso a aproximadamente 92 % en peso de al menos un poliisocianato, y (ii) de aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 20 % en peso de un plastificante no reactivo en base al peso de los componentes del lado A; en donde el “ lado B” y el “lado A” reaccionan a una relación de volumen de aproximadamente 1:1, y el adhesivo se formula en un índice NCO/OH dentro del intervalo de 0,90 a 1,10, en donde aproximadamente significa /- 5 % del valor referenciado o menos.
2. El adhesivo de poliuretano de la reivindicación 1, en donde el catalizador es un catalizador de amina terciaria.
3. El adhesivo de poliuretano de la reivindicación 1 o 2, en donde el adhesivo tiene propiedades adhesivas suficientes para unir un material polimérico a un sustrato, en donde el material polimérico es preferentemente una membrana polimérica para tejado.
4. El adhesivo de poliuretano de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el adhesivo de poliuretano tiene una elongación de aproximadamente 200 % o mayor medida en un aparato lnstron mediante el uso de una muestra en forma de hueso de perro de 1,27 cm (0,5 pulgadas) de ancho por 0,25 cm (0,1 pulgadas) de grosor estirada en modo de tracción a 5,08 cm/min (2,0 pulgadas/min).
5. Un método que comprende preparar un adhesivo de poliuretano de dos componentes, no espumante, bajo en VOC al combinar juntos, bajo condiciones de reacción adecuadas, un "lado A" que comprende de aproximadamente 80 % en peso a aproximadamente 92 % en peso de un isocianato polimérico, y de aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 20 % en peso de un plastificante no reactivo, y un "lado B" que comprende aproximadamente 80 % en peso a aproximadamente 95 % en peso de un poliol de poliéster alifático que tiene un número de hidroxilo dentro del intervalo de 150 a 300 mg de KOH/g y una funcionalidad de hidroxilo promedio de aproximadamente 1,8 a aproximadamente 2,2, y de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 20 % en peso de un poliol no poliéster, en presencia de un catalizador de amina terciaria, en donde el adhesivo de poliuretano se formula en una relación de grupos NCO a OH de 0,90 a 1,10, y el “lado A” y el “lado B” reaccionan a una relación de volumen de aproximadamente 1:1.
6. El adhesivo de poliuretano de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 o el método de la reivindicación 5, en donde el poliol no poliéster se selecciona del grupo que consiste en etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, glicerina, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,3-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 2-metil-1,3-propanodiol, propilenglicol, dipropilenglicol, y sus mezclas, preferentemente el poliol no poliéster es etilenglicol.
7. El adhesivo de poliuretano de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6 o el método de la reivindicación 5 o 6, en donde el poliol de poliéster alifático es un poliol de poliéster adipato, en donde el poliol de poliéster adipato se deriva preferentemente del ácido adípico, o su derivado, que reacciona con un exceso de dietilenglicol.
8. El adhesivo de poliuretano de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, 6 y 7 o el método de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde el poliol de poliéster alifático tiene (i) un valor de OH de aproximadamente 200 a aproximadamente 250 mg de KOH/g; y/o (ii) un valor ácido menor que 2, preferentemente un valor ácido menor que 1.
9. El adhesivo de poliuretano de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6 a 8 o el método de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en donde el poliol no poliéster tiene una funcionalidad menor que 3, preferentemente una funcionalidad de aproximadamente 2.
10. El adhesivo de poliuretano de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6 a 9 o el método de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, en donde el lado B tiene (i) un valor general de OH de aproximadamente 250 a aproximadamente 500 mg KOH/g; y/o (ii) una viscosidad menor que 1 Pas (1000 cP), a 25 °C mediante el uso de un viscosímetro Brookfield con un husillo #3.
11. El adhesivo de poliuretano de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6 a 10 o el método de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, en donde el isocianato polimérico es MDI polimérico.
12. El adhesivo de poliuretano de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6 a 11 o el método de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, en donde el catalizador está presente en el "lado B" en una cantidad menor que 0,5 % en peso.
13. El adhesivo de poliuretano de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6 a 12 o el método de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, en donde el plastificante no reactivo comprende carbonato de propileno.
14. El adhesivo de poliuretano de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y 6 a 13 o el método de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 13, en donde el adhesivo de poliuretano está libre de solventes.
15. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14, en donde el lado A y el lado B se combinan y mezclan a través de la pulverización del lado A y el lado B juntos.
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