ES2967234T3 - Composición de poliuretano, procedimiento de preparación y aplicación de la misma - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a una composición, preparación y uso de la misma, y a un producto recubierto con la composición. La composición comprende: (a) un polímero de poliuretano que es un producto de reacción que comprende los siguientes componentes: (a1) un poliisocianato, (a2) un compuesto que tiene un grupo reactivo con isocianato, que comprende un poliol polimérico seleccionado de uno o más de los siguiente: un poliéter poliol y un poliolefina poliol, (a3) opcionalmente un emulsionante, (a4) opcionalmente un disolvente y (a5) opcionalmente un diluyente reactivo; (b) un antioxidante orgánico en una cantidad del 0,01% en peso al 2,4% en peso, basado en el peso total de los componentes sólidos de la composición; (c) un agente quelante; yd) agua. La composición según la presente invención tiene buena resistencia al amarillamiento a altas temperaturas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composición de poliuretano, procedimiento de preparación y aplicación de la misma
Campo técnico
La presente invención se refiere a una composición, preparación y uso de la misma, en particular en el campo de los recubrimientos y adhesivos, así como a un producto recubierto con la composición.
Antecedentes
Se pueden mezclar un polímero de poliuretano y agua para formar una dispersión acuosa de poliuretano. Las dispersiones acuosas de poliuretano pueden usarse en el campo de los recubrimientos y adhesivos. En el campo de los adhesivos, las dispersiones acuosas de poliuretano se aplican por lo general a una superficie de sustrato y, a continuación, se calientan para eliminar el agua de la dispersión mediante evaporación, seguida de la activación por calor (por ejemplo, calentamiento por infrarrojos) del recubrimiento, y la superficie de sustrato a la que se aplica la dispersión se pone finalmente en contacto con una superficie de sustrato adicional para obtener un producto de encolado. En la práctica, si la temperatura necesaria para la activación por calor es alta, no sólo se requiere más energía, sino que también aumenta la dificultad de la aplicación y el pegado manuales. Por lo tanto, es deseable en la industria encontrar un adhesivo adecuado para la activación por calor a una temperatura más baja.
El documento US 4870129 A divulga un adhesivo que comprende un agente reticulante que contiene un grupo isocianato y una dispersión acuosa de poliuretano que contiene hidroxilo, en el que el recubrimiento formado por la composición requiere una temperatura de activación por calor de 40 °C a 80 °C. Sin embargo, el adhesivo presenta los inconvenientes de ser propenso al amarilleamiento y de tener un aspecto desagradable.
El amarilleamiento de un adhesivo suele deberse a la oxidación de su polímero. Cuando el adhesivo se expone al calor o a la luz ultravioleta, el procedimiento de oxidación se acelera, lo que provoca un aumento del amarilleamiento. El amarilleamiento de un adhesivo no sólo empeora el aspecto del producto de encolado resultante, sino que también indica el envejecimiento del adhesivo y la disminución de las propiedades mecánicas del producto de encolado obtenido mediante el uso del adhesivo. En la práctica, los recubrimientos y adhesivos se usan a menudo en un entorno de altas temperaturas. Por ejemplo, en el caso de un adhesivo sometido a un procedimiento de encolado de fibra de vidrio, el adhesivo se aplica primero a la fibra de vidrio y después se seca a alta temperatura para formar una lámina de plástico.
El documento EP 0 356 655 B1 divulga una composición para materiales de refuerzo, que comprende al menos un poliuretano reticulable, un agente de acoplamiento de silicona, un copolímero de un monómero acrílico y un monómero polimerizable, un agente reticulante, un agente quelante de metales y agua, en el que el agente quelante de metales es un compuesto polidentado o un compuesto que tiene la fórmula de (RH2nCn)2N(CH2)xN(CnH2nR)2. Los polímeros reforzados con fibra de vidrio tratados con la composición anterior tienen buenas propiedades mecánicas incluso tras una exposición prolongada a un disolvente, a una temperatura elevada o a los rayos UV.
El documento EP 0381 125 B1 divulga una composición que no es fácilmente oxidable y que puede aplicarse al encolado de fibras. La composición comprende: un componente A que comprende un poliéster termoplástico, un polioxialquileno, etilenglicol, alcohol polivinílico, un látex de poliolefina, acetato de polivinilo, una resina epoxídica, almidón, una combinación de un polímero epoxídico y alcohol polivinílico, una combinación de un polímero epoxídico y un poliuretano; un componente B que es un agente quelante de metales seleccionado entre un compuesto polidentado o un compuesto que tiene la fórmula de (RH2nCn)2N(CH2)xN(CnH2nR)2; los componentes C y D que son antioxidantes. Los productos obtenidos que tratan la fibra con la composición anterior tienen buenas propiedades mecánicas incluso tras una exposición prolongada a una temperatura elevada.
El documento AU A 60777/94 divulga una dispersión polimérica acuosa como adhesivo, que comprende un poliuretano y un agente quelante que contiene un metal polivalente y un compuesto polidentado. El adhesivo tiene una gran resistencia incluso a altas temperaturas.
Aunque las soluciones técnicas anteriores resuelven los problemas del envejecimiento y la disminución de las propiedades mecánicas de los recubrimientos y adhesivos a alta temperatura, no hacen referencia al problema del amarilleamiento por calor-temperatura de los recubrimientos y adhesivos.
El documento CN 104387548 divulga una resina de poliuretano que no es propensa al amarilleamiento y preparada a partir de un poliol de poliéter alifático, un poliol de poliéster alifático, un isocianato alifático, un extensor de cadena alifático y un antioxidante.
El documento JP 2009143765 divulga un adhesivo para el encolado de fibra de vidrio, que no es propenso al amarilleamiento en condiciones de alta temperatura. El adhesivo comprende un pirofosfato y un poliuretano, en el que el pirofosfato tiene una cantidad de 10 % en peso a 75 % en peso basado en el peso del sólido de poliuretano.
El documento CN 106928422 divulga un procedimiento para preparar un poliuretano resistente al amarilleamiento, que comprende las etapas de: (1) hacer reaccionar un diisocianato y un diol en presencia de un catalizador para obtener un reactivo; (2) hacer reaccionar el reactivo con un extensor de cadena para obtener un producto de cadena extendida; y (3) hacer reaccionar el producto de cadena extendida con una resina epoxi para obtener un producto de poliuretano resistente al amarilleamiento.
El documento US 7,091,280 divulga un adhesivo que comprende una dispersión acuosa de poliuretano y un estabilizante. El adhesivo es resistente al amarilleamiento.
Por lo tanto, es deseable desarrollar una composición que forme un recubrimiento que tenga una buena resistencia al amarilleamiento.
Sumario de la invención
Es un objeto de la presente invención proporcionar una composición, en particular un recubrimiento resistente al amarilleamiento y un adhesivo, la preparación y aplicación de los mismos, y un producto revestido con la composición. La composición según la presente invención comprende:
(a) un polímero de poliuretano que es un producto de reacción que comprende los siguientes componentes:
(a1) un poliisocianato,
(a2) un compuesto que tenga un grupo reactivo isocianato, que comprenda un poliol polimérico seleccionado entre uno o más de los siguientes: un poliol poliéter y un poliol poliolefina, (a3) opcionalmente, un emulsionante,
(a4) opcionalmente, un disolvente, y
(a5) opcionalmente, un diluyente reactivo;
(b) un antioxidante orgánico en una cantidad de 0,01% en peso a 2,4% en peso, basado en el peso total de los componentes sólidos de la composición;
(c) un agente quelante;
(d) agua;
(e) opcionalmente, un estabilizante;
(f) opcionalmente, un agente reticulante; y
(g) opcionalmente, un aditivo;
En un aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento para producir la composición proporcionada según la invención, que comprende la etapa de mezclar, de cualquier manera deseada, el polímero de poliuretano (a) o los componentes para preparar el polímero de poliuretano, el antioxidante orgánico (b), el agente quelante (c), agua (d), opcionalmente un estabilizante (e), opcionalmente un agente reticulante (f), y opcionalmente un aditivo (g).
En otro aspecto de la invención, la composición proporcionada según la invención se utiliza para la producción de un producto recubierto.
En aún otro aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento de recubrimiento que comprende las etapas de aplicar la composición de recubrimiento proporcionada según la presente invención a una superficie de sustrato y luego curarla
En otro aspecto más de la invención, se proporciona un producto recubierto que comprende un sustrato y un recubrimiento formado aplicando la composición de recubrimiento proporcionada según la presente invención al sustrato. En otro aspecto más de la invención, se proporciona un procedimiento de producción de un producto de encolado que comprende las etapas de:
i. aplicar la composición según la invención a al menos una superficie de un sustrato;
ii. calentar y secar la superficie del sustrato al que se aplica la composición; y
iii. poner en contacto la superficie del sustrato tratado en la etapa ii con una superficie del propio sustrato o de un sustrato adicional para obtener el producto de encolado.
En otro aspecto más de la invención, allí se proporciona un producto de encolado producido por el procedimiento proporcionado según la invención.
La composición según la invención tiene una buena resistencia al amarilleamiento.
Descripción detallada
La presente invención proporciona una composición que comprende:
(a) un polímero de poliuretano que es un producto de reacción que comprende los siguientes componentes:
(a1) un poliisocianato,
(a2) un compuesto que tenga un grupo reactivo isocianato, que comprenda un poliol polimérico seleccionado entre uno o más de los siguientes: un poliol poliéter y un poliol poliolefina, (a3) opcionalmente, un emulsionante,
(a4) opcionalmente, un disolvente, y
(a5) opcionalmente, un diluyente reactivo;
(b) un antioxidante orgánico en una cantidad de 0,01 % en peso a 2,4 % en peso, basado en el peso total de los componentes sólidos de la composición;
(c) un agente quelante, en el que el agente quelante tiene una cantidad del 0,04 % en peso al 1,8 % en peso, basado en el peso total de los componentes sólidos de la composición y está presente en forma de uno o más de los siguientes: una sal de agente quelante y un ácido de agente quelante;
(d) agua;
(e) opcionalmente, un estabilizante;
(f) opcionalmente, un agente reticulante; y
(g) opcionalmente, un aditivo;
La presente invención también proporciona un procedimiento de preparación y aplicación de la composición, en particular en el campo de los recubrimientos y adhesivos, así como un producto recubierto con la composición.
El término "curado", como se usa en la presente memoria, se refiere al procedimiento de una composición líquida desde un estado líquido a un estado sólido.
El término "composición", como se usa en la presente memoria, se refiere a una mezcla de componentes químicos que se curarán tras la aplicación y formarán un recubrimiento. La composición según la invención puede ser un recubrimiento o un adhesivo.
El término "recubrimiento", como se usa en la presente memoria, hace referencia a una composición que puede aplicarse a la superficie de un artículo mediante diferentes procedimientos de recubrimiento para formar un recubrimiento sólido firme y continuo que tenga una determinada resistencia.
El término "adhesivo", como se usa en la presente memoria, se refiere a una composición que puede aplicarse a la superficie de un artículo mediante diferentes procedimientos de recubrimiento para formar un recubrimiento en la superficies del propio artículo o en las superficies de un artículo y otro artículo, y unir la superficie del propio artículo o las superficies de un artículo y otro artículo. También se utiliza como sinónimo de agentes de pegajosidad y/o selladores y/o aglutinantes.
Polímero de poliuretano (a)
El término "polímero de poliuretano" como se usa en la presente memoria se refiere a un polímero de poliuretanourea y/o un polímero de poliuretano poliurea y/o un polímero de poliurea y/o un polímero de politiouretano.
El polímero de poliuretano preferentemente no comprende un grupo hidrolizable.
El término "grupo hidrolizable", como se usa en la presente memoria, se refiere a un grupo poliéster, un grupo policarbonato y un grupo polianhídrido.
Poliisocianato (a1)
El poliisocianato tiene una funcionalidad preferentemente no inferior a 2, y más preferentemente de 2 a 4.
El poliisocianato tiene preferentemente una cantidad de 5 % en peso a 70 % en peso, más preferentemente de 5 % en peso a 40 % en peso, más preferentemente de 5 % en peso a 35 % en peso, y más preferentemente de 10 % en peso a 30 % en peso, basado en el peso total de los componentes para preparar el polímero de poliuretano.
El poliisocianato es preferentemente uno o más de los siguientes: un poliisocianato alifático, un poliisocianato alicíclico, un poliisocianato aromático, y sus derivados que tengan grupos iminooxadiazinediona, isocianurato, uretdiona, carbamato, alofanato, biuret, urea, oxadiazinetriona, oxazolidinona, acil urea y/o carbodiimida.
El poliisocianato alifático es preferentemente uno o más de los siguientes: diisocianato de 1,6-hexano, diisocianato de 2,2-dimetilpentano, diisocianato de 2,2,4-trimetilhexano, diisocianato de butileno, 1,3-butadieno-1,4.diisocianato, diisocianato de 2,4,4-trimetil-1,6-hexano, triisocianato de 1,6,11-undecano, triisocianato de 1,3,6-hexametileno, octano de 1,8-diisocianato-4-isocianatometilo, carbonato de bis(isocianatoetilo), éter de bis(isocianatoetilo), diisocianato de éster metílico de lisina, lisina triisocianato, bis(isocianatometil)sulfuro, bis(isocianatoetil)sulfuro, bis(isocianatopropil)sulfuro, bis(isocianatohexil)sulfuro, bis(isocianatometil)sulfona, bis(isocianatometil)disulfuro, bis(isocianatoetil)disulfuro, bis(isocianatopropil)disulfuro, bis(isocianatometiltio)metano, bis(isocianatoetiltio)metano, bis(isocianatometiltio)etano, bis(isocianatoetiltio)etano, 1,5-diisocianato-2-isocianatometil-3-tiapentano, 1,2,3-tris(isocianatometiltio)propano, 1,2,3-tris(isocianatoetiltio)propano, tetraisocianato de 3,5-ditia-1,2,6,7-heptano, diisocianato de 2,6-diisocianatometil-3,5-ditia-1,7-heptano, 2, 5-diisocianatometiltiofeno, diisocianato de isocianatoetiltio-2,6-ditia-1,8-octano, tiobis(3-isotiocianatopropano), tiobis(2-isotiocianatoetano), ditiobis(2-isotiocianatoetano), diisocianato de hexametileno y diisocianato de isoforona, y lo más preferentemente uno o más de los siguientes: diisocianato de 1,6-hexano y diisocianato de hexametileno.
El poliisocianato alicíclico es preferentemente uno o más de los siguientes: 2,5-bis(isocianometil)-biciclo [2.2. 1] heptano, 2,6-bis(isocianatometil)-biciclo [2.2. 1] heptano, bis(isocianatometil)ciclohexano, diisocianato de isoforona, 2,5-diisocianatotetrahidrotiofeno, 2,5-diisocianatometiltetrahidrotiofeno, 3,4-diisocianatometiltetrahidrotiofeno, 2,5-diisocianato-1,4-ditiano, 2,5-diisocianatometil-1 ,4-ditiano, 4,5-diisocianato-1,3-ditiolano, 4,5-bis(isocianatometil)-1,3-ditiolano, 4,5-diisocianatometil-2-metil-1,3-ditiolano, diisocianato de norbornano (NBDI), diisocianato de xilileno (XDI), diisocianato de xilileno hidrogenado (H6XDI), diisocianato de 1,4-ciclohexano (H6PPDI), diisocianato de 1,5-pentano (PDI), diisocianato de m-tetrametilxilileno (m-TMXDI), metilen-bis (4-ciclohexilisocianato) y diisotiocianato de ciclohexano, y más preferiblemente uno o más de los siguientes: diisocianato de isoforona y bis(4-ciclohexilisocianato) de metileno.
El poliisocianato aromático es preferentemente uno o más de los siguientes: 1,2-diisocianatobenceno, 1,3-diisocianatobenceno, 1,4-diisocianatobenceno, 2,4-diisocianatotolueno, diisocianato de etilfenileno, diisocianato de isopropilfenileno, diisocianato de tolueno, diisocianato de dietilfenileno, diisocianato de diisopropilfenileno, triisocianato de trimetilbenceno, triisocianato de benceno,
diisocianato de bifenilo, diisocianato de toluidina , bis(fenilisocianato de 4,4'-metilen), bis(2-metilfenilisocianato) de 4,4'-metileno, bibencilo-4,4'-diisocianato, bis(isocianatofenil)etileno, bis(isocianatometil)benceno, bis(isocianatoetil) benceno, bis(isocianatopropil)benceno, diisocianato a,a,a',a'-tetrametilxilileno, bis(isocianatobutil)benceno, bis(isocianatometil)naftaleno, bis(isocianatometilfenil)éter, bis(isocianatoetil)ftalato, 2,6-di (isocianatometil)furano, sulfuro de 2-isocianatofenil-4-isocianatofenilo, bis(4-isocianatofenil)sulfuro, bis(4-isocianatometilfenil) sulfuro, bis(4-isocianatofenil) disulfuro, bis(2-metil-5-isocianatofenil) disulfuro, bis(3-metil-5-isocianatofenil)disulfuro, bis(3-metil-6-isocianatofenil)disulfuro, bis(4-metil-5-isocianatofenil)disulfuro, bis(4-metoxi-3-isocianatofenil)disulfuro, 1 ,2-diisotiocianatobenceno, 1,3-diisotiocianatobenceno, 1,4-diisotiocianatobenceno, 2,4-diisotiocianatotolueno, 2,5-diisotiocianato-m-xileno, 4,4'-metilen bis(fenilisotiocianato), 4,4'-metileno bis(2-metilfenilisotiocianato), 4,4'-metilen bis(3-metilfenilisotiocianato), 4,4'-diisotiocianatobenzofenona, 4,4'-diisotiocianato-3,3'-dimetilbenzofenona, bis(4-isotiocianatofenil) éter, 1 -isotiocianato-4-[(2-isotiocianato)sulfonil]benceno, tiobis(4-isotiocianatobenceno), sulfonil(4-isotiocianatobenceno), diisocianato de tolileno hidrogenado (HeTDI), diisocianato de difenilmetano y ditiobis(4-isotiocianatobenceno), y lo más preferentemente uno o más de los siguientes: diisocianato de tolueno, 1,2-diisocianatobenceno, 1,3-diisocianatobenceno, 1,4-diisocianatobenceno, diisocianato de difenilmetano y 2,4-diisocianatotolueno.
El poliisocianato también puede tener un grupo isocianato y un grupo isotiocianato, tal como 1-isocianato-6-isotiocianatohexano, 1 -isocianato-4-isotiocianatociclohexano, 1-isocianato-4-isotiocianatobenceno, 4-metil-3-isocianato-1-isotiocianatobenceno, 2-isocianato-4,6-diisotiocianato-1,3,5-triazina, 4-isocianatofenil-4-isotiocianatofenil sulfuro y 2-isocianatoetil-2-isotiocianatoetil disulfuro.
El poliisocianato también puede ser un derivado sustituido con halo, tal como cloro, bromo, alquil, alcoxi, nitro o silano de los poliisocianatos anteriores, tal como isocianatopropiltrietoxisilano o isocianatopropiltrimetoxisilano.
Compuesto que tiene un grupo reactivo isocianato a(2)
El término "grupo isocianato reactivo", como se usa en la presente memoria, se refiere a un grupo que contiene hidrógeno Zerevitinov-activo. El hidrógeno activo de zerevitinov se define en Rompp's Chemical Dictionary (Rommp Chemie Lexikon), 10th ed., Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1996. Generalmente, el grupo que contiene el hidrógeno Zerevitinov-activo se entiende en la técnica como un grupo hidroxilo (OH), un grupo amino (NHx), y un grupo tiol (SH).
El compuesto que tiene un grupo isocianato reactivo tiene preferentemente una cantidad de 5 % en peso a 95 % en peso, preferentemente de 10 % en peso a 90 % en peso, basado en el peso total de los componentes para preparar el polímero de poliuretano.
El poliol polimérico tiene preferentemente una cantidad de 70 % en peso a 100 % en peso, más preferentemente de 75 % en peso a 100 % en peso, más preferentemente de 80 % en peso a 100 % en peso, y lo más preferentemente de 90 % en peso a 100 % en peso, basado en el peso total del compuesto que tiene un grupo isocianato reactivo.
El compuesto que tiene un grupo isocianato reactivo preferentemente no contiene un grupo capaz de formar un grupo hidrolizable.
El término "un grupo capaz de formar un grupo hidrolizable", como se usa en la presente memoria, se refiere a un grupo éster, un grupo carbonato, un grupo amida y un grupo anhídrido.
El poliol polimérico es preferentemente un poliol poliéter.
El poliol poliéter tiene preferentemente una funcionalidad hidroxilo de 1,5 a 6,0, y lo más preferentemente de 1,8 a 3,0.
El poliol poliéter tiene preferentemente un valor hidroxilo de 50 mg de KOH/g a 700 mg de KOH/g, y más preferentemente de 50 mg de KOH/g a 600 mg de KOH/g.
El poliol poliéter puede tener un peso molecular promedio en número de 400 a 4000 g/mol, y lo más preferentemente de 500 a 3000 g/mol.
El poliol poliéter es preferentemente uno o más de los siguientes: un producto de poliadición de un óxido de alquileno, un producto de condensación de un poliol o una mezcla de polioles, y un producto de alcoxilación de un alcohol polifuncional, una amina y un aminoalcohol, más preferentemente un producto de alcoxilación de un alcohol polifuncional, una amina y un aminoalcohol, y más preferentemente uno o más de los siguientes poliol de poli(óxido de propileno) con un peso molecular promedio en número de 400 g/mol a 4000 g/mol y poliol de polioxitetrametileno con un peso molecular promedio en número de 400 g/mol a 4000 g/mol.
El producto de poliadición de un óxido de alquileno es preferentemente uno o más de los siguientes: los productos de poliadición de óxido de etileno, óxido de 1,2-propileno, óxido de 1,2-butileno, óxido de 2,3-butileno, tetrahidrofurano, óxido de estireno o epiclorhidrina, y los productos de copoliadición e injerto de los mismos.
El producto de alcoxilación de un alcohol polifuncional, amina y aminoalcohol es preferentemente el producto de alcoxilación de una molécula de partida hidroxifuncional tal como etilenglicol, 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, hexanodiol, dietilenglicol, trimetilolpropano, glicerol, pentaeritritol, sorbitol o mezclas de los mismos con óxido de propileno u óxido de butileno.
El poliol poliéter en la presente memoria que tiene un alto contenido de hidroxilo correspondiente pero un peso molecular muy bajo puede ser soluble en agua.
Sin embargo, el poliol poliéter es particularmente preferente uno o más de los siguientes: poli(óxido de propileno) poliol insoluble en agua con un peso molecular promedio en número de 500 g/mol a 3000 g/mol y poli(óxido de tetrametileno) poliol insoluble en agua con un peso molecular promedio en número de 500 g/mol a 3000 g/mol.
El "poliol insoluble en agua", como se usa en la presente memoria, se refiere a que la solubilidad del poliol en agua a 23 °C es inferior a 10 g/l, preferentemente inferior a 5 g/l. Es decir, el poliol precipita cuando se dispersa en agua en un experimento.
Emulsionante (a3)
El término "emulsionante", como se usa en la presente memoria, es un compuesto que comprende un grupo emulsionante o un grupo emulsionante latente.
El emulsionante tiene una cantidad de 0,1%en peso a 20%en peso, basada en el peso total de los componentes para preparar el polímero de poliuretano.
El emulsionante comprende preferentemente al menos un grupo reactivo con isocianato y al menos un grupo emulsionante o un grupo emulsionante latente.
El grupo isocianato reactivo es preferentemente uno o más de los siguientes: un grupo hidroxilo, un grupo tiol y un grupo amino.
El grupo emulsionante o el grupo emulsionante latente es preferentemente uno o más de los siguientes: grupo ácido sulfónico, grupo ácido carboxílico, grupo amino terciario y poliéter hidrofílico.
El emulsionante que comprende un grupo ácido sulfónico y/o un grupo ácido carboxílico es preferentemente uno o más de los siguientes: un compuesto diamino que comprende un grupo ácido sulfónico y/o un grupo ácido carboxílico y un compuesto dihidroxi que comprende un grupo ácido sulfónico y/o un grupo ácido carboxílico, más preferentemente uno o más de los siguientes: sodio, potasio, litio y amina terciaria sales de ácido N-(2-aminoetil)-2-aminoetanosulfónico, ácido N-(3-aminopropil)-2-aminoetanosulfónico, ácido N-(3-aminopropil)-3-aminopropanosulfónico, N-(2-aminoetil)-3 -ácido aminopropanosulfónico, ácidos carboxílicos similares, ácido dimetilolpropiónico o ácido dimetilolbutanoico, y más preferentemente uno o más de los siguientes: N-(2-aminoetil)-2-aminoetanosulfonatos y ácido dimetilolpropiónico. Los grupos ácido sulfónico o ácido carboxílico pueden usarse directamente en forma de sus sales, tales como sulfonatos o carboxilatos.
El grupo ácido sulfónico o el grupo ácido carboxílico también pueden obtenerse mediante la adición parcial o completa de un agente neutralizante para la formación de sales durante o después de la preparación del polímero de poliuretano. El agente neutralizante para la formación de sales es preferentemente uno o más de los siguientes trietilamina, dimetilciclohexilamina, etildisopropilamina, amoníaco, dietanolamina, trietanolamina, dimetiletanolamina, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de litio, hidróxido de calcio, metildietanolamina y aminometilpropanol, y más preferentemente uno o más de los siguientes: trietilamina, dimetilciclohexilamina y etildisopropilamina.
Disolvente (a4)
El disolvente tiene una cantidad de 0,001 % en peso a 20 % en peso, basada en el peso total de los componentes para preparar el polímero de poliuretano.
El disolvente es preferentemente uno o más de los siguientes: acetona, 2-butanona, tetrahidrofurano, xileno, tolueno, ciclohexano, acetato de butilo, ácido dioxanoacético, acetato de metoxipropilo, N-metilpirrolidona, N-etilpirrolidona, acetonitrilo, éter dimetílico de dipropilenglicol o un disolvente que contenga una fracción de éter o éster, y es más preferentemente uno o más de los siguientes: acetona, 2-butanona.
El disolvente se puede agregar sólo al comienzo de la preparación, o se puede agregar una porción adicional durante la preparación según sea necesario.
Diluyente reactivo (a5)
El diluyente reactivo tiene una cantidad de 0,001 % en peso a 90 % en peso, basada en el peso total de los componentes para preparar el polímero de poliuretano.
El diluyente reactivo es preferentemente uno o más de los siguientes: un ácido acrílico y un acrilato.
El acrilato es preferentemente un metacrilato.
Emulsionante externo (a6)
Los componentes para preparar el polímero de poliuretano pueden comprender además un emulsionante externo (a6). El componente emulsionante externo tiene una cantidad de 0,001 % en peso a 10 % en peso, basada en el peso total de los componentes para preparar el polímero de poliuretano.
El emulsionante externo es preferentemente un poliéter de alcohol graso, y más preferentemente uno o más de los siguientes: un poliéter alifático de etilenglicol y un poliéter alifático de propilenglicol.
El polímero de poliuretano tiene preferentemente una cantidad del 10 % en peso al 99,5 % en peso, basada en el peso total de los componentes sólidos de la composición.
Lo más preferible es que el polímero de poliuretano tenga una cantidad del 90%en peso al 99,5%en peso, basada en el peso total de los componentes sólidos de la composición.
El polímero de poliuretano puede agregarse en forma de sólido o de dispersión obtenida tras mezclarlo con agua de la composición para formar una dispersión acuosa de poliuretano, lo más preferentemente directamente en forma de dispersión.
Antioxidante orgánico (b)
El antioxidante orgánico (b) tiene preferentemente una cantidad de 0,06 % en peso a 2,0 % en peso, basada en el peso total de los componentes sólidos de la composición.
El antioxidante orgánico es preferentemente uno o más de los siguientes: un compuesto de ácido carbámico de un metal, un antioxidante fenólico, un antioxidante de amina y un antioxidante heterocíclico, y lo más preferentemente un antioxidante fenólico.
El metal es preferentemente uno o más de los siguientes: cobre, zinc, molibdeno y antimonio.
El antioxidante fenólico es preferentemente uno o más de los siguientes: un fenol impedido alquílico, un fenol impedido policíclico y un fenol impedido alquiltio.
El antioxidante de amina es preferentemente uno o más de los siguientes: un antioxidante de fenilendiamina, un antioxidante de difenilamina, un antioxidante de fenil-a-naftilamina y un antioxidante de fenotiazina.
El antioxidante heterocíclico es preferentemente uno o más de los siguientes: un compuesto que contiene azufre y un compuesto heterocíclico que contiene nitrógeno.
Agente quelante (c)
El término "agente quelante", como se usa en la presente memoria, se refiere a un compuesto capaz de formar un complejo estable con un ión metálico, particularmente un ión de metal pesado o un ión de metal de transición.
El agente quelante tiene una cantidad de 0,04 % en peso a 1,8 % en peso, preferentemente de 0,04 % en peso a 1 % en peso, más preferentemente de 0,05 % en peso a 1 % en peso, y lo más preferentemente de 0,1 % en peso a 1 % en peso, basado en el peso total de los componentes sólidos de la composición.
El agente quelante está presente en forma de uno o más de los siguientes: una sal de agente quelante y/o un ácido de agente quelante, y preferentemente en forma de sal de agente quelante.
La sal del agente quelante es preferentemente una sal de agente quelante soluble en agua.
La solubilidad de la sal del agente quelante soluble en agua es preferentemente no inferior a 0,15 g/100 g de agua, y más preferentemente no inferior a 1 g/100 g de agua, medida a temperatura ambiente de 20 °C.
La sal de agente quelante soluble en agua cumple preferentemente las siguientes condiciones: el valor de pH de la solución acuosa de la sal de agente quelante soluble en agua con un contenido de 4,3*10'7 mol/g es superior a 5, preferentemente superior a 6, y más preferentemente superior a 9.
La sal del agente quelante soluble en agua es preferentemente una o más de las siguientes: un tetraacetato de etilendiamina, un tartrato, un citrato, un pirofosfato, un tripolifosfato, un hexametafosfato, un ácido aminotrimetilenofosfónico, un ácido tetrametilenofosfónico de etilendiamina, un ácido pentametilenofosfónico de dietilentriamina y un gluconato, además preferentemente una o más de las siguientes: un tetraacetato de etilendiamina, un tartrato, un citrato, un pirofosfato, un tripolifosfato, un hexametafosfato y un gluconato, y los más preferentemente uno o más de los siguientes: un tetraacetato de etilendiamina y un pirofosfato.
El tetraacetato de etilendiamina es preferentemente tetraacetato de etilendiamina tetrasódico.
El pirofosfato es preferentemente pirofosfato sódico.
El ácido quelante puede ser insoluble o soluble en agua.
El valor de pH del agente quelante ácido es preferentemente de 1 a 6.
El ácido agente quelante es preferentemente uno o más de los siguientes: un ácido aminocarboxílico, un ácido hidroxicarboxílico, un ácido polifosfórico inorgánico, un ácido hidroxiaminoocarboxílico, un ácido polifosfónico orgánico y un ácido policarboxílico, además preferentemente uno o más de los siguientes: ácido etilendiamino tetraacético, ácido nitrilotriacético, ácido tartárico, ácido cítrico, ácido pirofosfórico, ácido tripolifosfórico, ácido hexametafosfórico y ácido glucónico, lo más preferentemente uno o más de los siguientes: ácido etilendiamino tetraacético, ácido nitrilotriacético, ácido tartárico, ácido cítrico, ácido pirofosfórico y ácido glucónico, y lo más preferentemente uno o más de los siguientes: ácido etilendiamino tetraacético y ácido nitrilotriacético.
El ácido aminocarboxílico es preferentemente el ácido nitrilotriacético.
Estabilizante (c)
La composición puede comprender además un estabilizante. El estabilizante reduce ventajosamente la hidrólisis de la composición y prolonga así la vida útil de la composición.
El término "vida útil", como se usa en la presente memoria, se refiere a un período de tiempo desde la mezcla inicial de dos o más componentes mutuamente reactivos de la composición hasta el momento en que la composición resultante tiene una viscosidad de 2500 cps a 25 °C medida según la norma ASTM D 7395-07 usando un reómetro Brookfield R/S adecuado que tenga un mandril C50-1.
El estabilizante es preferentemente uno o más de los siguientes: un compuesto de carbodiimida, un compuesto epoxi, un compuesto de oxazolina y un compuesto de aziridina.
El estabilizante tiene preferentemente una cantidad de 0,5 % en peso a 10 % en peso, y más preferiblemente de 0,5 % en peso a 2 % en peso, basado en el peso total de los componentes sólidos de la composición.
Agente reticulante (f)
La composición puede comprender además un agente reticulante.
El agente reticulante es preferentemente uno o más de los siguientes: un compuesto que contenga un grupo isocianato y un compuesto que contenga un grupo policarbodiimida.
El agente reticulante tiene preferentemente una cantidad de 0,1 % en peso a 10 % en peso, basada en el peso total de los componentes sólidos de la composición.
Aditivo (a)
La composición puede comprender además un aditivo. El aditivo es preferentemente uno o más de los siguientes: un coadhesivo, un espesante, un promotor de la adherencia, un lubricante, un aditivo humectante, un colorante, un estabilizante de la luz, un inhibidor del envejecimiento, un pigmento, un agente controlador del flujo, un agente antiestático, un absorbente de UV, un auxiliar de formación de película, un agente antiespumante y un plastificante.
La cantidad de aditivo es bien conocida para los expertos en la técnica.
Polímero distinto del polímero de poliuretano (h)
La composición puede comprender además un polímero diferente del polímero de poliuretano.
El polímero diferente del polímero de poliuretano preferentemente no contiene un grupo hidrolizable.
La relación en peso entre el polímero distinto del polímero de poliuretano y el polímero de poliuretano es preferentemente de 1:10 a 10: 1.
La composición es preferentemente un recubrimiento o un adhesivo, más preferentemente un adhesivo, y lo más preferentemente un adhesivo resistente al amarilleamiento.
Procedimiento para producir la composición para producir la composición
Preferentemente, el polímero de poliuretano (a) y el agua (d) forman una dispersión acuosa de poliuretano, y a continuación se introducen el antioxidante orgánico (b), el agente quelante (c), opcionalmente un estabilizante (e), opcionalmente un reticulante (f) y opcionalmente un aditivo (g) para obtener la composición.
Preferentemente, el polímero de poliuretano (a) y el agua (d) forman una dispersión acuosa de poliuretano, y a continuación se introducen el antioxidante orgánico (b), el agente quelante (c), opcionalmente un estabilizante (e), opcionalmente un reticulante (f), opcionalmente un aditivo (g), y opcionalmente un polímero (h) diferente del polímero de poliuretano para obtener la composición.
El agua de la composición puede introducirse antes de la formación del polímero de poliuretano, durante la formación del polímero de poliuretano o después de la formación del polímero de poliuretano. El agua se introduce preferentemente después de la formación del polímero de poliuretano.
El agua y el polímero de poliuretano se mezclan para formar una dispersión acuosa de poliuretano.
El término "dispersión acuosa de poliuretano" también se utiliza como sinónimo de dispersiones acuosas de poliuretanourea y/o dispersiones acuosas de poliuretano-poliurea y/o dispersiones acuosas de poliurea.
Un catalizador, tal como dilaurato de dibutilestaño, puede agregarse al preparar el polímero de poliuretano.
El polímero de poliuretano se prepara preferentemente mediante un procedimiento de mezcla de prepolímero, un procedimiento de acetona o un procedimiento de dispersión en estado fundido, y lo más preferiblemente mediante un procedimiento de acetona.
El orden de mezcla de los componentes del polímero de poliuretano se puede realizar de forma convencional.
El poliisocianato y el compuesto que tiene un grupo isocianato reactivo pueden agregarse en una porción o en múltiples porciones, y cada porción puede tener el mismo componente o componentes que los agregados anteriormente o diferentes.
El disolvente orgánico presente en el polímero de poliuretano puede eliminarse por destilación. El disolvente orgánico puede eliminarse durante la formación del polímero de poliuretano, o después de la formación del polímero de poliuretano. La cantidad residual del disolvente orgánico en el polímero de poliuretano es preferentemente inferior al 1,0 % en peso, basado en el peso total del polímero de poliuretano.
El agente quelante se puede agregar en forma de un sólido o de una solución acuosa. Se agrega preferentemente en forma de solución acuosa del agente quelante, lo que será más ventajoso para la dispersión del agente quelante.
La sal del agente quelante soluble en agua puede agregarse directamente o puede formarse mediante neutralización ácido-base en la composición. La neutralización ácido-base puede ser una neutralización completa o parcial, preferentemente una neutralización completa.
El agente quelante puede agregarse durante la extensión de la cadena o la neutralización para preparar el polímero de poliuretano, o puede agregarse después de la extensión de la cadena, o puede agregarse durante o después de la dispersión del polímero de poliuretano en agua, o puede agregarse durante o después de la destilación del polímero de poliuretano.
El ácido puede ser un ácido libre que se neutraliza con una base para formar una sal de agente quelante soluble en agua. El ácido libre es preferentemente uno o más de los siguientes: un ácido aminocarboxílico, un ácido hidroxicarboxílico, un ácido polifosfórico inorgánico, un ácido hidroxiaminocarboxílico, un ácido polifosfónico orgánico y un ácido policarboxílico. El ácido aminocarboxílico es preferentemente uno o más de los siguientes: ácido etilendiaminotetraacético y ácido aminotriacético.
El ácido hidroxicarboxílico es preferentemente uno o más de los siguientes: ácido tartárico, ácido cítrico y ácido glucónico. El ácido polifosfórico inorgánico es preferentemente uno o más de los siguientes: ácido tripolifosfórico, ácido hexametafosfórico y ácido pirofosfórico.
El ácido hidroxiaminoocarboxílico es preferentemente uno o más de los siguientes: ácido triacético hidroxietiletilendiamina y dihidroxietilglicina.
La dispersión acuosa de poliuretano tiene preferentemente un contenido de sólidos del 30 % en peso al 70% en peso, basado en el peso total de la dispersión acuosa de poliuretano.
Procedimiento de recubrimiento
El sustrato es preferentemente uno o más de los siguientes: madera, plástico, metal, vidrio, textil, aleación, tela, cuero artificial, papel, cartón, EVA, caucho, dermis, fibra de vidrio, copolímero de etileno acetato de vinilo, poliolefina, poliuretano termoplástico, espuma de poliuretano, fibra de polímero y fibra de grafito, y lo más preferentemente uno o más de los siguientes: EVA, caucho, dermis, cuero artificial, copolímero de etilvinilacetato, poliolefina, poliuretano termoplástico y espuma de poliuretano.
Dicho "aplicar" puede ser aplicar el adhesivo a toda la superficie del sustrato o sólo a una o más porciones de la superficie del sustrato.
Dicha "aplicación" puede ser cepillado, inmersión, pulverización, recubrimiento con rodillo, recubrimiento con cuchilla, recubrimiento por flujo, fundición, impresión o impresión por transferencia, preferentemente cepillado, inmersión o pulverización.
Procedimiento de fabricación de un producto de encolado
Preferentemente, el procedimiento comprende además una etapa iv entre la etapa ii y la etapa iii:
iv. irradiar la superficie del sustrato tratado en la etapa ii mediante radiación actínica.
El procedimiento para fabricar un producto de encolado comprende preferentemente las siguientes etapas:
i. aplicar el adhesivo proporcionado según la presente invención a al menos una superficie de un sustrato; ii. calentar y secar la superficie del sustrato a la que se aplica el adhesivo;
iv. irradiar la superficie del sustrato tratado en la etapa ii mediante radiación actínica; y
iii. poner en contacto la superficie del sustrato tratado en la etapa iv con una superficie del propio sustrato o de un sustrato adicional para obtener el producto de encolado.
El sustrato es preferentemente uno o más de los siguientes: madera, plástico, metal, vidrio, textil, aleación, tela, cuero artificial, papel, cartón, EVA, caucho, dermis, fibra de vidrio, copolímero de etileno acetato de vinilo, poliolefina, poliuretano termoplástico, espuma de poliuretano, fibra de polímero y fibra de grafito, y lo más preferentemente uno o más de los siguientes: EVA, caucho, dermis, cuero artificial, copolímero de etilvinilacetato, poliolefina, poliuretano termoplástico y espuma de poliuretano.
Dicho "aplicar" puede ser aplicar el adhesivo a toda la superficie del sustrato o sólo a una o más porciones de la superficie del sustrato.
Dicha "aplicación" puede ser cepillado, inmersión, pulverización, recubrimiento con rodillo, recubrimiento con cuchilla, recubrimiento por flujo, fundición, impresión o impresión por transferencia, preferentemente cepillado, inmersión o pulverización.
Dicho "calentamiento y secado de la superficie del sustrato a la que se aplica el adhesivo" puede referirse únicamente al calentamiento y secado de la superficie del sustrato, o al calentamiento y secado de la totalidad o parte del sustrato, incluida la superficie del sustrato a la que se aplica el adhesivo.
Dicho "calentamiento y secado" puede eliminar un componente volátil. El componente volátil puede ser agua.
Dicho "calentamiento y secado" es preferentemente uno o más de los siguientes: radiación de calor infrarrojo, radiación de calor infrarrojo cercano, microondas, y uso de un horno de convección o un secador por pulverización a temperatura elevada.
La temperatura de calentamiento es lo más alta posible, pero no debe superar el límite de temperatura al que el sustrato sufre deformaciones u otros daños de forma incontrolada.
La irradiación mediante radiación actínica se lleva a cabo preferentemente cuando la temperatura superficial del sustrato tratado en la etapa ii no es inferior a 35 °C, más preferentemente inmediatamente después del tratamiento en la etapa ii. Dicho "irradiar la superficie del sustrato tratado en la etapa ii mediante radiación actínica" puede referirse a irradiar únicamente la superficie del sustrato, o a irradiar el sustrato parcial o totalmente, incluida la superficie del sustrato. La radiación actínica cristaliza y cura el adhesivo.
La radiación actínica es preferentemente radiación UV, radiación solar, radiación con un gas inerte o un gas pobre en oxígeno en ausencia de oxígeno o radiación con un medio transparente a la radiación que cubra el lugar que se va a irradiar, lo más preferentemente radiación UV o radiación solar.
El gas inerte es preferentemente nitrógeno o dióxido de carbono. El medio transparente a la radiación es preferentemente una película sintética, vidrio o un líquido tal como el agua.
En la radiación UV o solar, es posible usar lámparas de vapor de mercurio de media o alta presión, opcionalmente dopadas con otros elementos talescomo galio o hierro para modificar el vapor de mercurio, o usar láser, lámparas pulsadas, lámparas halógenas o radiadores excimer.
La radiación actínica es preferentemente radiación UV. En la radiación UV, es preferible usar radiación fija de mercurio. Cuando el sustrato tiene una superficie tridimensional de forma complicada, se prefiere usar una pluralidad de dispositivos de radiación para la radiación, que están razonablemente dispuestos para irradiar uniformemente la superficie.
La longitud de onda de la radiación actínica es preferentemente de 200 nm a 750 nm.
La dosis de la radiación actínica es preferentemente no inferior a 80 mJ/cm2, más preferentemente de 80 mJ/cm2 a 5000 mJ/cm2, más preferentemente de 200 mJ/cm2 a 2000 mJ/cm2, y los más preferentemente de 1250 mJ/cm2 a 1950 mJ/cm2. Dentro del intervalo anterior, la dosis de radiación actínica es tan alta como sea posible, pero no debe ser superior al límite de dosis de radiación en el que el sustrato está sujeto a deformación u otros daños de forma incontrolada.
Dicha "puesta en contacto" se lleva a cabo preferentemente antes de que la temperatura de la superficie del sustrato sea inferior a la temperatura a la que el adhesivo es unible, y más preferentemente antes de que la temperatura de la superficie del sustrato no sea inferior a 60 °C.
La superficie del sustrato tratada en la etapa iv se pone en contacto con el propio sustrato o con un sustrato adicional preferentemente en el plazo de una hora, más preferentemente en el plazo de 30 minutos, más preferentemente en el plazo de 10 minutos, y lo más preferentemente en el plazo de 5 minutos para obtener el producto de encolado.
El sustrato adicional puede ser cualquier sustrato que deba adherirse.
El sustrato adicional puede ser igual o diferente al sustrato.
Al igual que el sustrato, el sustrato adicional se recubre, calienta y trata preferentemente mediante radiación actínica. Preferentemente, el sustrato adicional no se trata con una imprimación, radiación de alta energía u ozono antes de entrar en contacto con la superficie del sustrato.
La radiación de alta energía puede ser radiación ionizante, en particular plasma.
Tras poner en contacto la superficie del sustrato tratado en la etapa ii o tratado en la etapa iv con el propio sustrato o con el sustrato adicional, puede realizarse un tratamiento térmico adicional.
Después de poner en contacto la superficie del sustrato tratado en la etapa ii o tratado en la etapa iv con el propio sustrato o el sustrato adicional, se puede realizar un tratamiento de enfriamiento adicional para bajar la temperatura del producto de encolado hasta la temperatura ambiente.
El procedimiento de introducción de calor es preferentemente uno o más de los siguientes: uso de un horno de convección o un secador por pulverización a temperatura elevada, radiación de calor infrarrojo, radiación de calor infrarrojo cercano, microondas y transferencia de calor por medio de un objeto puesto en contacto con el sustrato recubierto con el adhesivo según la presente invención.
Preferentemente, no es necesario introducir calor en la superficie del sustrato antes de poner en contacto la superficie del sustrato tratado en la etapa ii o tratado en la etapa iv con el propio sustrato o el sustrato adicional.
Producto de encolado
El producto encolado es preferentemente un zapato.
Ejemplos
Todos los términos técnicos y científicos usados en la presente memoria tienen el mismo significado comúnmente entendido por los expertos en la técnica a la que pertenece la presente invención, a menos que se defina de otro modo. Cuando la definición de un término en la presente descripción entre en conflicto con el significado comúnmente entendido por los expertos en la técnica a la que pertenece la presente invención, se aplicará la definición descrita en la presente memoria.
Todos los valores numéricos que expresan la cantidad de ingredientes, las condiciones de reacción y similares que se usan en la descripción y en las reivindicaciones deben entenderse modificados por el término "aproximadamente", a menos que se especifique lo contrario. De acuerdo con lo anterior, a menos que se indique lo contrario, los valores numéricos y los parámetros descritos en la presente memoria son valores aproximados que pueden variarse en función del rendimiento deseado obtenido según sea necesario.
El término "y/o" usado en la presente memoria se refiere a uno o todos los elementos mencionados.
Los términos "que contiene", "que incluye" y "que comprende"" usados en la presente memoria abarcan tanto el caso de que sólo existan los elementos mencionados como el caso de que también existan otros elementos no mencionados además de los elementos mencionados.
Todos los porcentajes de la presente invención se refieren a porcentajes en peso, salvo que se especifique lo contrario. El análisis y la medición en la presente invención se llevan a cabo a una temperatura de 23 °C , a menos que se especifique lo contrario.
Los artículos gramaticales "uno", "un", "una" y "el, la", como se usan en esta memoria descriptiva, pretenden incluir "al menos uno" o "uno o más", a menos que se especifique lo contrario. A modo de ejemplo, "un componente" significa uno o más componentes, y por lo tanto, posiblemente, más de un componente está contemplado y puede ser empleado o usado en una implementación de las realizaciones descritas.
El contenido en sólidos de la dispersión acuosa de poliuretano se mide de acuerdo con la norma DIN-EN ISO 3251 usando un analizador de humedad HS153 de Mettler Toledo.
El contenido de grupo isocianato (NCO) se determina por volumen según la norma DIN-EN ISO 11909, y los datos medidos incluyen los contenidos de NCO libre y potencialmente libre.
La funcionalidad del isocianato se determina mediante GPC.
El valor de pH se midió a 23 °C usando un medidor de pH PB-10 de Sartorius, Alemania.
El peso molecular promedio en número se determina mediante cromatografía de permeación en gel usando tetrahidrofurano como fase móvil y patrones de poliestireno de control a 23 °C.
El valor hidroxilo se determina de acuerdo con la norma ASTM D4274.
Materiales de partida y reactivos
Desmophen® 3600: poliol poliéter de baja funcionalidad que tiene una funcionalidad de 2, un peso molecular promedio en número de 2000 g/mol y un valor hidroxilo de 56 mg de KOH/g, disponible en Covestro AG, Alemania.
Desmodur® T-80: mezcla de diisocianato de tolueno, disponible en Covestro AG, Alemania.
Tetraacetato de etilendiamina tetrasódico (EDTA4Na): el valor de pH de su solución acuosa con un contenido de tetraacetato de etilendiamina tetrasódico de 4,3*10'7 mol/g es de 10,35, y su solubilidad medida a temperatura ambiente de 20 °C es de 100 g/100 g, disponible en Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.
Pirofosfato sódico: el valor de pH de su solución acuosa con un contenido de pirofosfato sódico de 4,3*10'7 mol/g es de 9,89, y su solubilidad medida a temperatura ambiente de 20 °C es de 6,2 g/100 g, disponible en Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.
Ácido nitrilotriacético: el valor de pH de su solución acuosa con un contenido de ácido nitrilotriacético de 4,3*10'7 mol/g es de 2,92, y su solubilidad medida a temperatura ambiente de 20 °C es <0,01 g/100 g, disponible en Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.
2,6-Di-tert-butil-4-metilfenol: antioxidante orgánico, disponible en Merck Chemical.
Preparación de las composiciones de los ejemplos inventivos y los ejemplos comparativos
Preparación de dispersiones acuosas de poliuretano
Se deshidrataron 380,2 g de Desmophen® 3600 a 110 °C y 15 mbar durante 1 hora, y se agregaron 7,6 g de ácido 2,2-dimetilolpropiónico y se enfriaron mientras se agitaba. Se agregaron 62,8 g de Desmodur® T-80 a 60 °C y se agitaron a 80-90 °C hasta alcanzar un contenido de isocianato del 2,1 %. A continuación, la mezcla se disolvió en 676 g de acetona y se enfrió a 50 °C, para obtener una solución de reacción. Se agregaron 7,3 g de una solución acuosa de hidróxido sódico con una concentración del 31 % a la solución de reacción y se agitó durante 5 minutos, tras lo cual se agregó una solución de 6,8 g de 2-(2-aminoetoxi)etanol en 41 g de agua. Después de agitar enérgicamente durante 30 minutos, se agregaron 648 g de agua para dispersar la mezcla, seguida de destilación para separar la acetona y obtener una dispersión acuosa de poliuretano con un contenido en sólidos del 40,1 % en peso.
Preparación de composiciones
La tabla 1 muestra la composición y los resultados de las pruebas de rendimiento de las composiciones de los ejemplos inventivos y los ejemplos comparativos.
Se mezclaron el antioxidante orgánico, el agente quelante y la dispersión acuosa de poliuretano preparada en las cantidades indicadas en la tabla 1, y se agitó o removió la mezcla para obtener una composición homogénea.
Prueba de rendimiento
Procedimiento de ensayo de la resistencia al amarilleamiento
Se pesaron 20 g de cada una de las composiciones de los ejemplos inventivos y de los ejemplos comparativos, se vertieron en un molde de teflón de fondo plano y se almacenaron a temperatura ambiente para obtener un recubrimiento seco. El espesor del recubrimiento es de 0,74 mm ± 0,08 mm. El recubrimiento se cortó uniformemente en varios trozos, uno de los cuales se coció en un horno a 80 °C durante 7 horas. El recubrimiento restante sigue almacenándose a temperatura ambiente como referencia para la comparación del cambio de color.
El contraste de color se basa en el procedimiento CIELAB. Los valores L, a, b se comprobaron con un colorímetro BYK al colocar las muestras sobre el mismo fondo blanco. El valor Ab es igual a la diferencia entre el valor b de la muestra sometida al tratamiento de alta temperatura y el de la misma muestra almacenada a temperatura ambiente sin el tratamiento de alta temperatura. Cuanto mayor sea el valor Ab, mayor será el grado de amarilleamiento de la muestra. Los resultados de las pruebas de rendimiento se muestran en la tabla 1.
Tabla 1: composición y resultados de las pruebas de rendimiento de las composiciones de los ejemplos inventivos (Ej) y los eemplos comparativos CE
Cuando se comparan los ejemplos inventivos 1-5 y los ejemplos comparativos 1-7, puede verse que los recubrimientos formados usando las composiciones según la presente invención tienen valores Ab mucho menores que los de las composiciones comparativas, lo que indica que la resistencia al amarilleamiento de los recubrimientos formados usando las composiciones según la presente invención es mucho mejor que la de las composiciones comparativas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una composición que comprende:
(a) un polímero de poliuretano que es un producto de reacción que comprende los siguientes componentes:
(a1) un poliisocianato,
(a2) un compuesto que tenga un grupo reactivo isocianato, que comprenda un poliol polimérico seleccionado entre uno o más de los siguientes: un poliol poliéter y un poliol poliolefina,
(a3) opcionalmente, un emulsionante,
(a4) opcionalmente, un disolvente, y
(a5) opcionalmente, un diluyente reactivo;
(b) un antioxidante orgánico en una cantidad de 0,01 % en peso a 2,4 % en peso, basado en el peso total de los componentes sólidos de la composición;
(c) un agente quelante, en el que el agente quelante (c) tiene una cantidad de 0,04 % en peso a 1,8 % en peso, basada en el peso total de los componentes sólidos de la composición y está presente en la forma de uno o más de los siguientes: una sal de agente quelante y un ácido de agente quelante;
(d) agua;
(e) opcionalmente, un estabilizante;
(f) opcionalmente, un agente reticulante; y
(g) opcionalmente, un aditivo;
2. La composición según la reivindicación 1,caracterizada porqueel poliol polimérico tiene una cantidad de 70 % en peso a 100 % en peso, basado en el peso total del compuesto (a2) que tiene un grupo reactivo con isocianato.
3. La composición según la reivindicación 1,caracterizada porqueel antioxidante orgánico (b) tiene una cantidad de 0,06 % en peso a 2,0 % en peso, basado en el peso total de los componentes sólidos de la composición.
4. La composición según la reivindicación 1,caracterizada porqueel agente quelante (c) tiene una cantidad de 0,04 % en peso a 1 % en peso, preferentemente de 0,05 % en peso a 1 % en peso, y más preferentemente de 0,1 % en peso a 1 % en peso, basado en el peso total de los componentes sólidos de la composición.
5. La composición según la reivindicación 1,caracterizada porquela sal de agente quelante es una sal de agente quelante soluble en agua seleccionada entre una o más de las siguientes: un tetraacetato de etilendiamina, un tartrato, un citrato, un pirofosfato, un tripolifosfato, un hexametafosfato y un gluconato
6. La composición según la reivindicación 1,caracterizada porqueel ácido agente quelante es uno o más de los siguientes: ácido etilendiamino tetraacético, ácido nitrilotriacético, ácido tartárico, ácido cítrico, ácido pirofosfórico y ácido glucónico.
7. La composición según la reivindicación 1,caracterizada porqueel estabilizante (e) es uno o más de los siguientes: un compuesto de carbodiimida, un compuesto de epoxi, un compuesto de oxazolina y un compuesto de aziridina, en una cantidad de 0,5 % en peso a 10 % en peso basado en el peso total de los componentes sólidos de la composición.
8. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,caracterizada porque, dicha composición es un material de recubrimiento o un adhesivo.
9. Un procedimiento de producción de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende la etapa de mezclar, de cualquier manera deseada, el polímero de poliuretano (a) o los componentes para preparar el polímero de poliuretano, el antioxidante orgánico (b), el agente quelante (c), agua (d), opcionalmente un estabilizante (e), opcionalmente un agente reticulante (f), y opcionalmente un aditivo (g).
10. El procedimiento según la reivindicación 9,caracterizado porqueel polímero de poliuretano (a) y el agua (d) forman una dispersión acuosa de poliuretano, y a continuación se introducen el antioxidante orgánico (b), el agente quelante (c), opcionalmente un estabilizante (e), opcionalmente un agente reticulante (f) y opcionalmente un aditivo (g) para obtener la composición, en la que el agente quelante (c) se agrega preferentemente en forma de solución acuosa.
11. Uso de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la producción de un producto recubierto.
12. Un procedimiento de recubrimiento que comprende las etapas de aplicar una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 a una superficie de sustrato y luego curarla.
13. Un producto recubierto que comprende un sustrato y un recubrimiento formado aplicando una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 al sustrato.
14. Un procedimiento para producir un producto de encolado que comprende las siguientes etapas:
i. aplicar una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 a al menos una superficie de un sustrato, siendo el sustrato preferentemente uno o más de los siguientes: madera, plástico, metal, vidrio, textil, aleación, tejido, cuero artificial, papel, cartón, EVA, caucho, dermis, fibra de vidrio, copolímero de etileno acetato de vinilo, poliolefina, poliuretano termoplástico, espuma de poliuretano, fibra polimérica y fibra de grafito;
ii. calentar y secar la superficie del sustrato al que se aplica la composición; y
iii. poner en contacto la superficie del sustrato tratado en la etapa ii con una superficie del propio sustrato o de un sustrato adicional para obtener el producto de encolado,
en el que el procedimiento comprende opcionalmente además una etapa iv entre la etapa ii y la etapa iii:
iv. irradiar la superficie del sustrato tratado en la etapa ii mediante radiación actínica.
15. Un producto de encolado producido por el procedimiento según la reivindicación 14.
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