ES2967611T3 - Tensioactivo, dispersión y composición adhesiva - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un tensioactivo que comprende un éster de colofonia injertado que es un éster de colofonia injertado con un polialquilenglicol rematado, en donde el polialquilenglicol rematado es un polialquilenglicol rematado por un éter alquílico y una dispersión acuosa que consiste en una fase acuosa y partículas de resina dispersas. en la fase acuosa, en donde la dispersión comprende el tensioactivo según la invención. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Tensioactivo, dispersión y composición adhesiva
La presente invención se refiere a un tensioactivo y a un proceso para su preparación. La invención se refiere además a una dispersión acuosa que comprende un material resinoso y dicho tensioactivo, y a un proceso para su preparación. La invención se refiere además a una composición adhesiva que comprende un polímero y dicha dispersión acuosa. La invención se refiere además a un artículo provisto de dicha composición adhesiva.
El documento WO2014200567 describe agentes adherentes de éster de colofonia para adhesivos sensibles a la presión.
El documento EP0296729 describe composiciones de encolado de superficies.
El documento US-5552519 (WO 94/12272) describe un tensioactivo elaborado esterificando una colofonia, injertando el éster de colofonia con anhídrido maleico y esterificando el éster de colofonia injertado con un polietilenglicol sin caperuza. Este tensioactivo se usa para preparar una dispersión acuosa adherente de colofonia o hidrocarburos. En el ejemplo 3 del documento US-5552519, la dispersión tiene un contenido de sólidos del 60,0 %, una viscosidad de 560 cps (Brookfield 3/50 rpm) y un tamaño medio de partícula de 1,5 micrómetros. También se describe un adhesivo sensible a la presión que comprende la dispersión acuosa adherente.
El documento WO2005077996 describe una dispersión adherente preparada dispersando un material resinoso en presencia de un emulsionante elaborado haciendo reaccionar un producto de reacción de un aceite de linaza y anhídrido maleico con polietilenglicol. En los ejemplos, la dispersión tiene un contenido de sólidos del 50,0 al 55,6 % en peso.
Un alto contenido de sólidos de una dispersión es ventajoso porque permite reducir los costes de almacenamiento y transporte, ya que el mismo contenido activo ocupa menos volumen. Además, el aumento del contenido de sólidos reduce sustancialmente el coste energético durante el proceso de recubrimiento y secado. El contenido de sólidos de una dispersión se puede aumentar usando una cantidad reducida de agua, pero esto aumenta la viscosidad de la dispersión. Una alta viscosidad crea problemas de manipulación para el bombeo y la filtración. También es importante la estabilidad de la dispersión.
Por consiguiente, existe la necesidad en la técnica de una dispersión estable con un alto contenido de sólidos y un nivel aceptable de viscosidad.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar una dispersión en donde se satisfagan las necesidades mencionadas anteriormente y/u otras.
La presente invención proporciona un tensioactivo que comprende un éster de colofonia injertado que es un éster de colofonia injertado con un polialquilenglicol con caperuza, en donde el polialquilenglicol con caperuza es un polialquilenglicol con caperuza terminal de un éter alquílico.
El inventor ha descubierto que el tensioactivo según la invención permite la preparación de una dispersión estable que tiene un alto contenido de sólidos y un nivel aceptable de viscosidad. Por consiguiente, la invención proporciona además una dispersión acuosa que comprende un material resinoso y el tensioactivo según la invención.
Tensioactivo que comprende éster de colofonia injertado
El tensioactivo comprende o es un éster de colofonia injertado.
Éster de colofonia
Preferiblemente, el éster de colofonia tiene un índice de acidez de menos de 30 mg KOH/g, más preferiblemente menos de 25 mg KOH/g, más preferiblemente menos de 20 mg KOH/g, más preferiblemente menos de 15 mg KOH/g. En la presente memoria el índice de acidez está en mg KOH/g (titulación). Preferiblemente, el éster de colofonia tiene un punto de reblandecimiento (anillo y bola) de -30 °C a 140 °C.
El éster de colofonia se prepara (1) esterificando una colofonia con un alcohol monohídrico o polihídrico, preferiblemente un alcohol polihídrico.
La colofonia es un producto natural que consiste en ácidos insaturados mezclados. Los ácidos de colofonia son principalmente ácidos carboxílicos monobásicos que contienen el esqueleto de fenantreno con 20 átomos de carbono en la molécula. La diferencia entre los ácidos es el número y la posición de los dobles enlaces. La colofonia natural se puede clasificar según su origen, a saber, como colofonia de goma, colofonia de madera o colofonia de aceite de resina(tall oil).El tensioactivo según la invención se puede preparar a partir de cualquiera de estas colofonias o de mezclas de las mismas.
La colofonia puede ser una colofonia no desproporcionada o una colofonia desproporcionada. La desproporción es un método para estabilizar la colofonia. Implica transferir átomos de hidrógeno de una molécula de ácido abiético a otra. Se lleva a cabo calentando una colofonia de 100 °C a 300 °C en presencia de un catalizador de desproporción. Ejemplos de catalizadores de desproporción son metales soportados o no soportados tales como paladio, níquel y platino, yodo, yoduros tales como yoduro de hierro, SO2 y sulfuros tales como sulfuro de hierro. El catalizador se emplea en una cantidad del 0,01 % al 5 % en peso sobre la base de la cantidad de colofonia empleada. La colofonia desproporcionada preparada de la manera anterior tiene preferiblemente un contenido de ácido abiético de no más del 5 % en peso.
Preferiblemente, el alcohol para esterificar la colofonia es un alcohol polihídrico, preferiblemente un alcohol polihídrico no aromático de cadena lineal o ramificada que contiene de 2 a 18 átomos de carbono. Alcoholes adecuados son glicoles tales como trietilenglicol, dietilenglicol, polialquilenglicol, glicerina, trimetiloletano, trimetilolpropano, pentaeritritol, diglicerol, dipentaeritritol, manitol, sorbitol, hexitol, decanol y metanol. Se prefieren trietilenglicol, glicerol y pentaeritritol. Los alcoholes se pueden emplear solos o en combinación.
El alcohol se emplea preferiblemente en una cantidad tal que la relación de los equivalentes de hidroxilo del alcohol respecto a los equivalentes de carboxilo de la colofonia esté en el intervalo de 1,0:1,0 a 1,5:1,0.
La esterificación de la colofonia se puede llevar a cabo mediante métodos habituales, por ejemplo, se lleva a cabo calentando la colofonia con un alcohol mono o polihídrico en un recipiente de reacción cerrado o abierto en presencia o ausencia de un catalizador esterificante y en presencia de o ausencia de un disolvente a de 180 °C a 300 °C, preferiblemente de 200 °C a 290 °C durante de 1 hora a 20 horas, preferiblemente de 5 a 15 horas.
Ejemplos de catalizadores esterificantes empleados si se desea son catalizadores ácidos tales como ácido sulfúrico, ácido acético, ácido hipofosforoso y ácido p-toluenosulfónico, hidróxidos de metales alcalinotérreos tales como hidróxido de calcio, óxidos metálicos tales como óxido de magnesio y óxido de calcio, carbonatos tales como carbonato de calcio y acetatos tales como acetato de magnesio y acetato de calcio.
Polialquilenglicol con caperuza
El polialquilenglicol con caperuza es un polialquilenglicol con caperuza terminal de un éter alquílico.
Preferiblemente, el polialquilenglicol se selecciona del grupo que consiste en polialquilenglicoles C2-C5 y mezclas de los mismos, más preferiblemente el grupo que consiste en polietilenglicol y polipropilenglicol y una mezcla de los mismos. Lo más preferiblemente, el polialquilenglicol es o comprende polietilenglicol.
Preferiblemente, el éter alquílico tiene de 1 a 18 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono.
Más preferiblemente, el polialquilenglicol con caperuza es polietilenglicol con caperuza de éter metílico.
El peso molecular promedio del polialquilenglicol con caperuza terminal, determinado mediante análisis del índice de hidroxilo, es adecuadamente de aproximadamente 500 a aproximadamente 16000 o a aproximadamente 12000 y preferiblemente más de 650. Preferiblemente, el peso molecular es de aproximadamente 1000 a aproximadamente 8000, lo más preferiblemente de aproximadamente 1500 a aproximadamente 6000. También es adecuado usar una mezcla de un polialquilenglicol de mayor peso molecular con otro de menor peso molecular. En tales casos, el polialquilenglicol puede ser una mezcla de un polialquilenglicol que tiene un peso molecular promedio, determinado mediante análisis del índice de hidroxilo, de aproximadamente 500 a aproximadamente 2500, preferiblemente de aproximadamente 1000 a aproximadamente 2000, y un polialquilenglicol que tiene un peso molecular promedio adecuadamente de aproximadamente 3000 a aproximadamente 8000, preferiblemente de aproximadamente 3500 a aproximadamente 6000.
Preferiblemente, la relación molar entre el éster de colofonia y el polialquilenglicol con caperuza en el éster de colofonia injertado es de 0,05:1 a 1:1.
Proceso para la preparación de tensioactivo
La invención proporciona además un proceso para la preparación del tensioactivo según la invención.
El proceso para la preparación del tensioactivo según la invención comprende los pasos (2a) y (3a) o (2b) y (3b) como se describe a continuación, y puede comprender además el paso de (1) esterificar una colofonia con un alcohol.
En algunas realizaciones, el proceso para la preparación del tensioactivo según la invención comprende
(2a) injertar el éster de colofonia con un ácido o anhídrido carboxílico insaturado; y
(3a) esterificar el producto obtenido en el paso (2a) con el polialquilenglicol con caperuza para obtener el éster de colofonia injertado.
En el paso (2a), la colofonia esterificada se injerta con un ácido o anhídrido carboxílico insaturado. Preferiblemente, el ácido carboxílico es un ácido a-p etilénicamente insaturado que se injerta en la colofonia mediante reacción con la insaturación en los ácidos de colofonia. Una reacción común entre el ácido insaturado y el ácido de colofonia es la reacción de fortificación. En esta reacción se forma un aducto de Diels-Alder a partir de un doble enlace conjugado del ácido de colofonia y el ácido o anhídrido carboxílico insaturado a-p. Como ácidos adecuados se pueden mencionar el ácido fumárico y sus semiésteres, el ácido (y anhídrido) maleico y sus semiésteres, el ácido acrílico, el ácido metacrílico y los ácidos acrílico y arílico relacionados, el ácido (y anhídrido) itacónico y los oligómeros y copolímeros de acrílicos y vinilos con ácidos etilénicamente insaturados, copolímero de estireno/ácidos acrílicos, etc.). Los preferidos son el ácido fumárico y el ácido (y anhídrido) maleico.
Preferiblemente, el ácido carboxílico insaturado se hace reaccionar en una relación molar de 0,05:1 a 1,5:1, preferiblemente de 0,2:1 a 0,8:1 con cada colofonia asociada con un éster de colofonia, es decir, un éster de colofonia de pentaeritritol tiene un máximo de 4 colofonias asociadas con él, mientras que un éster de glicerol tiene un máximo de 3. Preferiblemente, el índice de acidez final es al menos mayor que 30. Preferiblemente, la temperatura de reacción es de aproximadamente 170 a aproximadamente 220 °C.
En el paso (3a), el éster de colofonia injertado con el ácido o anhídrido carboxílico insaturado obtenido en el paso (2a) se esterifica adicionalmente con el polialquilenglicol con caperuza. Preferiblemente, el polialquilenglicol con caperuza se hace reaccionar adecuadamente en una relación molar de 0,2:1 -1: 1 con cada grupo carboxílico libre, de modo que el índice de acidez final sea menos de 30 mg KOH/g y preferiblemente menos de 25 mg KOH/g, más preferiblemente menos de 20 mg KOH/g, más preferiblemente menos de 15 mg KOH/g.
La reacción de (3a) se lleva a cabo adecuadamente a una temperatura de entre 180 °C y 300 °C, preferiblemente de 240 °C a 290 °C durante de 1 hora a 20 horas, preferiblemente de 5 a 15 horas en presencia de un catalizador. Como catalizadores adecuados se pueden mencionar catalizadores ácidos tales como ácido sulfúrico, ácido acético, ácido hipofosforoso y ácido p-toluenosulfónico, hidróxidos de metales alcalinotérreos tales como hidróxido de calcio, óxidos metálicos tales como óxido de magnesio y óxido de calcio, carbonatos tales como carbonato de calcio y acetatos tales como acetato de magnesio y acetato de calcio.
En algunas realizaciones, la reacción entre los grupos carboxílicos del ácido/anhídrido insaturado y el polialquilenglicol con caperuza se lleva a cabo primero y el injerto de la colofonia esterificada se lleva a cabo con el éster de polialquilenglicol con caperuza del ácido/anhídrido insaturado. Esta forma de producción da un rendimiento menor que el primer modo de reacción pero es una forma de producción posible.
Por consiguiente, en estas realizaciones, el proceso para la preparación del tensioactivo según la invención comprende los pasos de:
(2b) esterificar un ácido o anhídrido carboxílico insaturado con el polialquilenglicol con caperuza;
(3b) injertar el éster de colofonia con el producto del paso (2b) para obtener el éster de colofonia injertado.
Ejemplos adecuados del ácido o anhídrido carboxílico insaturado en el paso (2b) se mencionan en relación con el paso (2a).
Preferiblemente, la relación molar entre glicol y el grupo ácido o anhídrido carboxílico libre en el paso (2b) es de 0,2:1 a 1:1.
En el paso (3b), el éster de colofonia se injerta con el producto del paso (2b) para obtener el éster de colofonia injertado.
Preferiblemente, la relación molar del producto del paso (2b) y el éster de colofonia en el paso (3b) es de 0,05:1 a 1,5:1.
Dispersión acuosa
La invención proporciona además una dispersión acuosa que comprende una fase acuosa y partículas de resina dispersadas en la fase acuosa, en donde la dispersión comprende el tensioactivo según la invención. La dispersión es una emulsión estable de aceite en agua.
La invención proporciona además el uso del tensioactivo según la invención como agente dispersante para preparar una dispersión acuosa de partículas de resina.
Partículas de resina
Las partículas de resina son partículas hechas de un material resinoso y el tensioactivo según la invención. Preferiblemente, el material resinoso se selecciona del grupo que consiste en una resina de hidrocarburo, una resina alquídica, una resina de poliamida, una resina de colofonia y mezclas de las mismas. Las resinas de hidrocarburos adecuadas incluyen resinas de hidrocarburos alifáticos o aromáticos derivadas de corrientes de alimentación C5 y corrientes de alimentación C9, respectivamente, resinas DCPD, resinas de terpeno, resinas de terpeno/fenol y resinas de cumarona/indeno.
El material resinoso es preferiblemente una resina de colofonia. La colofonia comprende ácidos de colofonia que son principalmente una mezcla de ácidos carboxílicos monobásicos C20 que contienen un esqueleto de fenantreno. La resina de colofonia puede ser una colofonia no modificada o una colofonia modificada. Hay muchas formas diferentes de modificar la colofonia. La colofonia puede estar parcialmente fortificada o esterificada. Preferiblemente, la resina de colofonia es un éster de glicerol, pentaeritritol o trietilenglicol de un ácido de colofonia. La colofonia se puede dimerizar o tratar con paraformaldehído en presencia de ácido paratoluenosulfónico para inhibir la cristalización o se puede estabilizar mediante desproporción, lo que implica transferir átomos de hidrógeno de una molécula de ácido abiético a otra. Esto se lleva a cabo adecuadamente calentando la colofonia de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 300 °C en presencia de un catalizador de desproporción. Ejemplos de catalizadores de desproporción son: metales soportados o no soportados tales como paladio, níquel y platino, yodo, yoduros tales como yoduro de hierro, dióxido de azufre y sulfuros tales como sulfuro de hierro. El catalizador se emplea adecuadamente en una cantidad de aproximadamente el 0,01 % a aproximadamente el 5 % en peso sobre la base de la cantidad de colofonia empleada. La colofonia desproporcionada preparada de la manera anterior tiene preferiblemente un contenido de ácido abiético de no más de aproximadamente el 5 % en peso.
También son útiles las colofonias parcialmente saponificadas con hidróxido de sodio o potasio o con una base volátil (por ejemplo, amoniaco o una amina inferior tal como trietanolamina). La dispersión según la invención puede comprender cualquiera de las resinas de colofonia descritas anteriormente o mezclas de las mismas.
Preferiblemente, la dispersión tiene un contenido de sólidos de al menos el 61 % en peso, más preferiblemente al menos el 62 % en peso, más preferiblemente al menos el 63 % en peso, más preferiblemente al menos el 64 % en peso, más preferiblemente al menos el 65 % en peso.
Preferiblemente, la dispersión tiene una viscosidad Brookfield medida usando el husillo 3 y operada a 50 rpm a 20 °C de como máximo 2000 mPa s, por ejemplo de 100 a 2000 mPa s, más preferiblemente de 150 a 1500 mPa s, más preferiblemente de 200 a 1200 mPa s, más preferiblemente de 250 a 700 mPa s. Dicha viscosidad es adecuada para la manipulación de la dispersión, especialmente durante el proceso de producción de una composición adhesiva que usa la dispersión.
Preferiblemente, la cantidad de tensioactivo según la invención con respecto al material resinoso en la dispersión es de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 8 % en peso, más preferiblemente de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 6 % en peso.
La dispersión puede comprender además un emulsionante aniónico convencional. Adecuadamente, el emulsionante aniónico se puede seleccionar del grupo que consiste en alquilarilsulfonatos, tales como alquilbencenosulfonatos de sodio o amonio, sulfatos de alcoholes grasos, por ejemplo laurilsulfato de sodio, ésteres de fosfato, por ejemplo sales sódicas de mono y diésteres de ácido ortofosfórico, ésteres de ácido sulfosuccínico, sales sódicas de monoglicéridos de sulfato y sulfonatos o sulfosuccinatos de condensados de óxido de polioxialquileno de alquilfenol o de condensados de óxido de polioxialquileno, por ejemplo la sal de amonio del ácido sulfónico de óxido de polialquileno de nonilfenol o la sal de amonio de éster de sulfato de óxido de polialquileno de alcohol graso.
Cuando está presente, la cantidad del emulsionante aniónico opcional con respecto a la cantidad del material resinoso en la dispersión es preferiblemente al menos el 0,1 % en peso con respecto al material resinoso. Se descubrió que una cantidad mayor del emulsionante aniónico opcional conduce a un aumento de la viscosidad de la dispersión. Por consiguiente, la cantidad del emulsionante aniónico opcional con respecto al material resinoso es como máximo el 3,0 % en peso, como máximo el 2,5 % en peso, como máximo el 2,0 % en peso, como máximo el 1,5 % en peso, como máximo el 1,0 % en peso o como máximo el 0,5 % en peso.
Preferiblemente, las partículas de resina tienen un diámetro medio de partícula d50 de menos de aproximadamente 1,2 micrómetros, preferiblemente menos de aproximadamente 1 micrómetro, preferiblemente menos de aproximadamente 0,9 micrómetros, preferiblemente menos de aproximadamente 0,7 micrómetros, más preferiblemente menos de aproximadamente 0,5 micrómetros, lo más preferiblemente menos de aproximadamente 0,45 micrómetros. d50 significa el diámetro medio de partícula para la fracción del 50 % en peso de las partículas comenzando desde las partículas más pequeñas. Este tamaño de partícula es adecuado para obtener una dispersión estable.
Preferiblemente, las partículas tienen una distribución de tamaño de partícula multimodal, preferiblemente una distribución de tamaño de partícula bimodal. Esto conduce a una disminución de la viscosidad de la dispersión, lo que permite un mayor contenido de sólidos de la dispersión.
La expresión “ distribución de tamaño de partícula multimodal” significa que la distribución de tamaño de partícula tiene múltiples picos. La expresión “ distribución de tamaño de partícula bimodal” significa que la distribución de tamaño de partícula tiene dos picos. La distribución de tamaño de partícula multimodal (bimodal) se puede obtener, por ejemplo, mezclando una pluralidad de (dos) dispersiones que tienen diferentes distribuciones de tamaño de partícula.
Preferiblemente, la dispersión que tiene la distribución de tamaño de partícula bimodal se obtiene mezclando dos dispersiones que tienen diferentes valores de d50 en donde la diferencia en los valores de d50 es al menos 0,2 micrómetros.
Preferiblemente, la cantidad total del material resinoso, el tensioactivo según la invención, el emulsionante aniónico opcional y agua en la dispersión es al menos el 95 % en peso, al menos el 97 % en peso, al menos el 98 % en peso, al menos el 99 % en peso o el 100 % en peso con respecto a la dispersión.
La dispersión según la invención tiene preferiblemente una estabilidad en almacenamiento (vida útil) de al menos aproximadamente seis meses y adecuadamente no demostrará ninguna separación, coagulación o deposición sustancial. También se prefiere que la dispersión tenga baja formación de espuma y tenga buena estabilidad mecánica durante el bombeo, el transporte y la mezcla, así como baja formación de espuma y buena estabilidad cuando se formula en una composición adhesiva y durante el recubrimiento de la composición adhesiva.
Proceso para la preparación de una dispersión acuosa
La invención proporciona además un proceso para la preparación de la dispersión acuosa según la invención, que comprende los pasos de mezclar una masa fundida del material resinoso y el tensioactivo y añadir agua.
Cuando se prepara la dispersión según la invención, primero se funde adecuadamente el material resinoso y se añade el tensioactivo según la invención, adecuadamente como una sustancia fundida o como presente en una solución acuosa.
El emulsionante aniónico opcional se puede mezclar con la masa fundida del material resinoso y el tensioactivo. Opcionalmente, se puede mezclar una sustancia alcalina tal como hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, amina o amoniaco con la masa fundida del material resinoso y el tensioactivo.
Se agita en suficiente agua caliente, adecuadamente de aproximadamente el 5 a aproximadamente el 15 % en peso, basado en el peso del material resinoso, para formar una emulsión cremosa de agua en aceite. Tras una dilución adicional con agua, por ejemplo del 35 al 75 % en peso con respecto al material resinoso, la emulsión se invierte para proporcionar una emulsión estable de aceite en agua. Parte del agua puede evaporarse durante el proceso, dando como resultado la dispersión acuosa final.
Composición adhesiva
La invención proporciona además una composición adhesiva que comprende un látex polimérico y la dispersión acuosa según la invención, preferiblemente una composición adhesiva sensible a la presión.
La invención proporciona además el uso de la dispersión acuosa según la invención como agente adherente en una composición adhesiva que comprende un polímero, preferiblemente una composición adhesiva sensible a la presión que comprende un polímero.
Preferiblemente, el látex polimérico es un látex de un polímero seleccionado del grupo que consiste en cauchos o elastómeros naturales o sintéticos tales como copolímeros de estireno-butadieno, cauchos naturales. policloropreno, acrilonitrilo-butadieno o, como alternativa, látex derivados de diversos látex acrílicos o vinílicos tales como acrilato de etilhexilo, acrilato de butilo, metacrilato de metilo, copolímeros de acrilato de etilo, acetatos de etilenvinilo, etc.
La composición adhesiva se puede preparar mezclando la dispersión con un látex o una combinación de látex usando mezcladores convencionales para proporcionar una mezcla homogénea en una cantidad de 20 a 150 partes en peso por 100 partes de polímero seco en el látex, preferiblemente de 20 a 100 partes en peso por 100 partes de polímero seco.
Con el adhesivo preparado se puede recubrir un portador adecuado y secar. Como portadores adecuados se pueden mencionar, en el caso de cintas y etiquetas, un material no tejido, por ejemplo papel, un material tejido, por ejemplo, algodón; un homopolímero de un monómero insaturado tal como etileno, propileno o cloruro de vinilo o el portador puede ser de poliéster o poliamida.
La composición adhesiva se aplica al portador mediante técnicas de recubrimiento convencionales tales como recubridores de cortina, recubridores de rodillos, recubridores de cuchillas, varillas Meyer o recubridores de aire y se seca pasándolo a través de un túnel de calentamiento o un horno. La capa adhesiva se aplica directamente o mediante recubrimiento por transferencia.
El peso de la capa seca es adecuadamente de 15 a 70 g/m2. Para aplicaciones de cintas de embalaje y etiquetas, el peso de la capa seca es generalmente de 15 a 30 g/m2 y para cintas de enmascarar de aproximadamente 30 a 60 g/m2.
La invención proporciona además un artículo obtenido u obtenible aplicando la composición adhesiva según la invención sobre un portador y secando la composición adhesiva, preferiblemente en donde el artículo es una cinta adhesiva o una etiqueta adhesiva.
En la presente memoria descriptiva, el contenido de sólidos de la dispersión se determina colocando 2,0 g de la dispersión en un plato de aluminio en un horno de convección a 135 °C durante 45 minutos, enfriando el plato a temperatura ambiente y pesando el plato.
En la presente memoria descriptiva, la distribución de tamaño de partícula y d50 de la dispersión se determinan mediante el método de difracción láser usando COULTER LS 230.
En la presente memoria descriptiva, la viscosidad de la dispersión es una viscosidad Brookfield medida usando el husillo 3 y operada a 50 rpm (hasta 2000 mPa s), 30 rpm (de 2000 a 5000 mPa s) o 10 rpm (por encima de 5000 mPa s) a 20 °C, que se define como el resultado de la balanza del viscosímetro Brookfield multiplicada por un factor, que se da en la tarjeta Factor-Finder usando un husillo y RPM específicos.
Además, cabe indicarse que la invención se refiere a la materia objeto definida en las reivindicaciones independientes sola o en combinación con cualquier posible combinación posible de las características descritas en la presente memoria. En particular, se prefieren aquellas combinaciones de características que están presentes en las reivindicaciones. Por lo tanto, se apreciará que todas las combinaciones de características relacionadas con la composición según la invención; todas las combinaciones de características relacionadas con el proceso según la invención y todas las combinaciones de características relacionadas con la composición según la invención y las características relacionadas con el proceso según la invención se describen en la presente memoria.
Cabe indicarse, además, que el término 'comprende' no excluye la presencia de otros elementos. Sin embargo, también debe entenderse que una descripción de un producto/composición que comprende ciertos componentes también describe un producto/composición que consiste en estos componentes. El producto/composición que consiste en estos componentes puede ser ventajoso porque ofrece un proceso más simple y económico para la preparación del producto/composición. De forma similar, también debe entenderse que una descripción de un procedimiento que comprende ciertos pasos también describe un proceso que consiste en estos pasos. El proceso que consiste en estos pasos puede ser ventajoso porque ofrece un proceso más simple y económico.
Cuando se mencionan valores para un límite inferior y un límite superior para un parámetro, también se entiende que se describen los intervalos formados por las combinaciones de los valores del límite inferior y los valores del límite superior.
La invención se explica a continuación por medio de los siguientes ejemplos, sin que por ello se limite a los mismos.
Las partes mencionadas a continuación son todas partes en peso.
Ejemplo 1.
Se calentaron 200 gramos de colofonia bajo un manto de nitrógeno a 280 °C con agitación constante en combinación con 30 g de glicerol durante 10 horas para obtener un producto con un índice de acidez de 10 mg KOH/g y un punto de reblandecimiento de anillo y bola de 88 °C.
Se enfriaron 200 gramos del éster de glicerol anterior a 180 °C y se hicieron reaccionar con 20 g de anhídrido maleico durante 4 horas, hasta que el índice de acidez soluble en agua fue inferior a 5 mg KOH/g, para obtener un producto con un índice de acidez de 63 mg KOH/g y un punto de reblandecimiento de anillo y bola de 134 °C.
Este producto se hizo reaccionar adicionalmente con 560 g de polietilenglicol con caperuza de éter metílico con un Mw de 5000 a 260 °C durante 6 horas, para obtener un producto con un índice de acidez de 14 mg KOH/g y un punto de reblandecimiento de anillo y bola de 62 °C.
Ejemplo 2. (comparativo)
Se calentaron 200 gramos de colofonia bajo un manto de nitrógeno a 280 °C con agitación constante en combinación con 30 g de glicerol durante 10 horas para obtener un producto con un índice de acidez de 10 mg KOH/g y un punto de reblandecimiento de anillo y bola de 88 °C.
Se enfriaron 200 gramos del éster de glicerol anterior a 180 °C y se hicieron reaccionar con 20 g de anhídrido maleico durante 4 horas, hasta que el índice de acidez soluble en agua fue inferior a 5 mg KOH/g, para obtener un producto con un índice de acidez de 63 mg KOH/g y un punto de reblandecimiento de anillo y bola de 134 °C.
Este producto se hizo reaccionar adicionalmente con 570 g de polietilenglicol con un Mw de 4000 a 260 °C durante 6 horas, para obtener un producto con un índice de acidez de 12 mg KOH/g y un punto de reblandecimiento de anillo y bola de 61 °C.
Ejemplo 3.
Se fundieron 100 partes de éster de glicerol de colofonia (IA = 12 mg KOH/g, el punto de reblandecimiento de anillo y bola es 75 °C), 4 partes del tensioactivo del ejemplo 1, 0,40 partes de solución de NaOH (50 % de sólidos en agua), 1,7 partes de tensioactivo de sales de sulfato de éter de alcohol graso (29 % de sólidos en agua) con agitación en un recipiente. Posteriormente se añadieron 70 partes de agua con agitación. Finalmente la dispersión se enfrió a temperatura ambiente, obteniendo una dispersión estable de un tamaño medio de partícula unimodal d50 de 0,7 micrómetros. La viscosidad Brookfield medida usando el husillo 3 y operada a 50 rpm a 20 °C fue de 1470 mPas y el contenido de sólidos fue del 64 % en peso. La dispersión tenía una estabilidad en almacenamiento mínima de 6 meses, características de baja formación de espuma y buena estabilidad mecánica.
Ejemplo 4.
Se fundieron 100 partes de éster de glicerol de colofonia (IA = 12 mg KOH/g, el punto de reblandecimiento de anillo y bola es 75 °C), 4 partes del tensioactivo del ejemplo 1, 0,40 partes de solución de NaOH (50 % de sólidos en agua), 10,3 partes de tensioactivo de sales de sulfato de éter de alcohol graso (29 % de sólidos en agua) con agitación en un recipiente. Posteriormente se añadieron 65 partes de agua con agitación. Finalmente la dispersión se enfrió a temperatura ambiente, obteniendo una dispersión estable de un tamaño medio de partícula unimodal d50 de 0,3 micrómetros. La viscosidad Brookfield medida usando el husillo 3 y operada a 10 rpm a 20 °C fue de 5000 mPas y el contenido de sólidos fue del 64 % en peso. La dispersión tenía una estabilidad en almacenamiento mínima de 6 meses, características de baja formación de espuma y buena estabilidad mecánica.
Ejemplo 5. (comparativo)
Se fundieron 100 partes de éster de glicerol de colofonia (IA = 12 mg KOH/g, el punto de reblandecimiento de anillo y bola es 75), 0,40 partes de solución de NaOH (50 % de sólidos en agua), 1,7 partes de tensioactivo de sales de sulfato de éter de alcohol graso (29 % de sólidos en agua) con agitación en un recipiente. Posteriormente se añadieron 90 partes de agua con agitación.
Finalmente la dispersión se enfrió a temperatura ambiente, obteniéndose una dispersión de tamaño medio de partícula d50 de 1,6 micrómetros. La viscosidad Brookfield medida usando el husillo 3 y operada a 50 rpm a 20 °C fue de 120 mPas y el contenido de sólidos fue del 56 % en peso. La dispersión mostró separación de fases mediante cremado inverso en 2 semanas. La dispersión mostró una baja estabilidad mecánica medida mediante agitación en Hamilton Beach.
Ejemplo 6. (comparativo)
Se fundieron 100 partes de éster de glicerol de colofonia (IA = 12 mg KOH/g, el punto de reblandecimiento de anillo y bola es 75), 0,40 partes de solución de NaOH (50 % de sólidos en agua), 10,3 partes de tensioactivo de sales de sulfato de éter de alcohol graso (29 % de sólidos en agua) con agitación en un recipiente. Posteriormente se añadieron 85 partes de agua con agitación.
Finalmente la dispersión se enfrió a temperatura ambiente, obteniendo una dispersión estable de un tamaño medio de partícula de 1,1 micrómetros. La viscosidad Brookfield medida usando el husillo 3 y operada a 50 rpm a 20 °C fue de 310 mPa s y el contenido de sólidos fue del 55 % en peso. La dispersión mostró separación de fases mediante cremado inverso en 2 semanas. La dispersión mostró una baja estabilidad mecánica medida mediante agitación en Hamilton Beach.
Ejemplo 7. (comparativo)
Se fundieron 100 partes de éster de glicerol de colofonia (IA = 12 mg KOH/g, el punto de reblandecimiento de anillo y bola es 75), 4 partes del tensioactivo del ejemplo 2, 0,40 partes de solución de NaOH (50 % de sólidos en agua), 1,7 partes de tensioactivo de sales de sulfato de éter de alcohol graso (29 % de sólidos en agua) con agitación en un recipiente. Posteriormente se añadieron 75 partes de agua con agitación. Finalmente la dispersión se enfrió a temperatura ambiente, obteniendo una dispersión estable de un tamaño medio de partícula unimodal d50 de 0,45 micrómetros. La viscosidad Brookfield medida usando el husillo 3 y operada a 10 rpm a 20 °C fue de 8590 mPa s y el contenido de sólidos fue del 59 % en peso. La dispersión tenía buena estabilidad en almacenamiento, características de baja formación de espuma y buena estabilidad mecánica.
Ejemplo 8. (comparativo)
Se fundieron 100 partes de éster de glicerol de colofonia (IA = 12 mg KOH/g, el punto de reblandecimiento de anillo y bola es 75), 4 partes del tensioactivo del ejemplo 2, 0,40 partes de solución de NaOH (50 % de sólidos en agua), 10,3 partes de tensioactivo de sales de sulfato de éter de alcohol graso (29 % de sólidos en agua) con agitación en un recipiente. Posteriormente se añadieron 70 partes de agua con agitación. Finalmente la dispersión se enfrió a temperatura ambiente, obteniendo una dispersión estable de un tamaño medio de partícula unimodal d50 de 0,35 micrómetros. La viscosidad Brookfield medida usando el husillo 3 y operada a 10 rpm a 20 °C fue de 5848 mPas y el contenido de sólidos fue del 60 %. La dispersión tenía buena estabilidad en almacenamiento, características de baja formación de espuma y buena estabilidad mecánica.
En el ejemplo 1 y el experimento comparativo 2, se preparó un tensioactivo polimérico. En el ejemplo 1, se preparó según la invención un éster de colofonia injertado con un PEG con caperuza terminal. En el ejemplo comparativo 2, se preparó un éster de colofonia injertado con un PEG sin caperuza terminal, como en el documento US-5552519.
En los ejemplos 3 y 4 según la invención, se usó el tensioactivo obtenido en el ejemplo 1 para preparar una dispersión acuosa. Las dispersiones eran estables. Las dispersiones tenían un alto contenido de sólidos y sus viscosidades eran suficientemente bajas. La comparación de los ejemplos 3 y 4 muestra que una cantidad menor de tensioactivo de sal de sulfato de éter de alcohol graso conduce a una viscosidad menor.
En los ejemplos comparativos 5 y 6, se prepararon dispersiones acuosas sin el tensioactivo obtenido en el ejemplo 1 o el tensioactivo obtenido en el ejemplo 2. La dispersión tenía un bajo contenido de sólidos y era inestable.
En los ejemplos comparativos 7 y 8, se usó el tensioactivo obtenido en el ejemplo comparativo 2 para preparar una dispersión acuosa. Las dispersiones eran estables. Sin embargo, las dispersiones tenían un bajo contenido de sólidos y sus viscosidades eran altas.
La comparación del ejemplo 4 frente al experimento comparativo 7 y el ejemplo 5 frente al experimento comparativo 8 muestra que el uso de un PEG con caperuza terminal en lugar de un PEG sin caperuza terminal permite la preparación de una dispersión acuosa estable que tiene un alto contenido de sólidos y una baja viscosidad.
Claims (15)
- REIVINDICACIONESi.Un tensioactivo que comprende un éster de colofonia injertado que es un éster de colofonia injertado con un polialquilenglicol con caperuza, en donde el polialquilenglicol con caperuza es un polialquilenglicol con caperuza terminal de un éter alquílico.
- 2. El tensioactivo según la reivindicación 1, en donde el polialquilenglicol con caperuza tiene un Mw de 1000 a 16000, preferiblemente de 1000 a 8000, y/o el éter alquílico tiene de 1 a 18 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono.
- 3. El tensioactivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde la relación molar entre el éster de colofonia y el polialquilenglicol con caperuza es de 0,05:1 a 1:1.
- 4. Un proceso para la preparación del tensioactivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que comprende los pasos de:(2a)injertar el éster de colofonia con un ácido o anhídrido carboxílico insaturado, preferiblemente en donde la relación molar entre el ácido o anhídrido carboxílico/colofonia es de 0,05:1 a 1,5:1, y (3a)esterificar el producto obtenido en el paso (2a) con el polialquilenglicol con caperuza para obtener el éster de colofonia injertado; o(2b)esterificar un ácido o anhídrido carboxílico insaturado con el polialquilenglicol con caperuza, preferiblemente en donde la relación molar entre el glicol y el grupo ácido o anhídrido carboxílico libre es de 0,2:1 a 1:1, y(3b)injertar el éster de colofonia con el producto del paso (2b) para obtener el éster de colofonia injertado.
- 5. El proceso según la reivindicación 4, que comprende además el paso de: (1) esterificar una colofonia con un alcohol, en donde preferiblemente el alcohol es un alcohol polihídrico no aromático de cadena lineal o ramificada que contiene de 2 a 18 átomos de carbono, más preferiblemente el alcohol se selecciona del grupo que consiste en trietilenglicol, glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol y sus mezclas, y preferiblemente el éster de colofonia tiene un índice de acidez de menos de 30 mg KOH/g.
- 6. El proceso según 4 o 5, en donde el ácido o anhídrido carboxílico insaturado se selecciona del grupo que consiste en ácido maleico, anhídrido maleico, ácido fumárico o mezclas de los mismos.
- 7. Una dispersión acuosa que comprende una fase acuosa y partículas de resina dispersadas en la fase acuosa, en donde la dispersión comprende el tensioactivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3.
- 8. La dispersión acuosa según la reivindicación 7, en donde las partículas de resina están hechas de un material resinoso y el tensioactivo, en donde el material resinoso se selecciona del grupo que consiste en una resina de hidrocarburo, una resina alquídica, una resina de poliamida, una resina de colofonia y mezclas de la mismas.
- 9. La dispersión acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 7-8, en donde la dispersión tiene un contenido de sólidos de al menos el 61 % en peso, más preferiblemente al menos el 62 % en peso, más preferiblemente al menos el 63 % en peso, más preferiblemente al menos el 64 % en peso, más preferiblemente al menos el 65 % en peso.
- 10. La dispersión acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en donde la dispersión tiene una viscosidad Brookfield medida usando el husillo 3 y operada a 50 rpm a 20 °C de como máximo 2000 mPa s, por ejemplo de 100 a 2000 mPa s, preferiblemente de 150 a 1500 mPa s, más preferiblemente de 200 a 1200 mPa s, más preferiblemente de 250 a 700 mPa s.
- 11. La dispersión acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 7-10, que comprende además un emulsionante aniónico, en donde la cantidad del emulsionante aniónico es con respecto al material resinoso es como máximo el 3,0 % en peso, como máximo el 2,5 % en peso, como máximo el 2,0 % en peso, como máximo el 1,5 % en peso, como máximo el 1,0 % en peso o como máximo el 0,5 % en peso.
- 12. La dispersión acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 7-11, en donde las partículas tienen una distribución de tamaño de partícula multimodal, preferiblemente una distribución de tamaño de partícula bimodal.
- 13.Un proceso para la preparación de la dispersión acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 7-12, que comprende el paso de mezclar una masa fundida del material resinoso, el tensioactivo y agua.
- 14. Una composición adhesiva que comprende un látex polimérico y la dispersión acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 7-12, preferiblemente en donde el látex polimérico es un látex de un polímero seleccionado del grupo que consiste en cauchos o elastómeros naturales o sintéticos tales como copolímeros de estireno-butadieno, cauchos naturales.policloropreno, acrilonitrilo-butadieno, acrilato de etilhexilo, acrilato de butilo, metacrilato de metilo, copolímeros de acrilato de etilo, acetatos de etilenvinilo y mezclas de los mismos.
- 15. Un artículo obtenido u obtenible aplicando la composición adhesiva según la reivindicación 14 sobre un portador y secando la composición adhesiva, preferiblemente en donde el artículo es una cinta adhesiva o una etiqueta adhesiva.
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