MX2011010316A - Composicion adhesiva de plastico. - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con una composición adhesiva que contiene por lo menos una sal de ácido carboxílico que tiene 8 a 36 átomos de carbono, un polímero sintético, agua y un compuesto de la fórmula general (I) en donde R1-R8 son, independientemente entre sí, H, metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, o butilo terciario, y n = 1 a 8.

Description

COMPOSICIÓN ADHESIVA DE PLÁSTICO La presente invención se relaciona con una composición adhesiva que contiene por lo menos una sal de un ácido carboxílico que tiene de 8 a 36 átomos de carbono, un polímero sintético y agua. Objetos adicionales de la invención son una barra de pegamento que contiene la composición adhesiva, y el uso del compuesto adhesivo para fabricar una barra de pegamento.

Las composiciones adhesivas del tipo citado inicialmente se conocen en la técnica existente. La DE 1 811 466, por ejemplo, describe una composición adhesiva que contiene sales de ácidos carboxílieos alifáticos, un adhesivo, y agua. La provisión se hace en particular en este contexto para lograr la composición adhesiva en la forma de una barra de pegamento que puede guiarse bajo una cierta presión de aplicación sobre una superficie para unirse adhesivamente, una película de la composición adhesiva que se constituye en la superficie del material en la barra de pegamento que se aplica por frotamiento. Esto además se ha descrito comúnmente para agregar glicerol o glicol a la composición adhesiva como un plastificante, con el fin de mejorar la aplicación por frotamiento de la barra de pegamento .

A pesar de todo, sin embargo, la barra de pegamento se elabora a partir de la composición adhesiva conocida no tienen las propiedades plásticas deseadas. Se ha demostrado que es difícil, en particular, fabricar una barra de pegamento que exhiba tanto niveles elevados de aplicación por frotamiento en diferentes tipos de sustratos como resistencia suficiente y estabilidad dimensional. Por ejemplo, estas barras de pegamento, ya sea que son demasiado duras para ser capaces de aplicar una cantidad suficiente de adhesivo para asegurar la unión, o son tan suaves que se deforman durante la aplicación por las fuerzas de corte que actúan en este contexto .

El objeto de la presente invención por lo tanto es para describir una composición adhesiva del tipo citado inicialmente que exhibe propiedades de plástico considerablemente mejoradas cuando se compara con sustancias conocidas a partir de la técnica existente, es decir, en particular una capacidad de aplicación por frotamiento elevada, simultáneamente con la resistencia suficiente.

Este objeto se logra de acuerdo con la presente invención, en que al menos un compuesto de la fórmula general (I) , (I) en la cual R1 a R8, mutuamente independientes, son hidrógeno, metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, o ter-butilo, y n = 1 a 8, se encuentra contenido.

La materia objeto de la invención por lo tanto es una composición adhesiva que contiene por lo menos una sal de un ácido carboxílico que tiene de 8 a 36 átomos de carbono, un polímero sintético, y agua, y que se caracteriza en que por lo menos un compuesto de la fórmula general (I), en la cual R1 a R8, mutuamente independientes, son hidrógeno, metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, o ter-butilo, y n = 1 a 8, se encuentra contenido.

La materia objeto de la invención de este modo es sustancialmente una composición adhesiva que contiene por lo menos una sal de un ácido carboxílico que tiene de 8 a 36 átomos de carbono, un adhesivo y agua, en donde por lo menos un compuesto de la fórmula general (I) en la cual R1 a R8, mutuamente independientes, son hidrógeno, metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, o ter-butilo, y n - 1 a 8, se encuentra contenido.

Se ha encontrado, sorprendentemente, que la adición de por lo menos un compuesto de la fórmula general I provoca que la composición adhesiva resultante tenga simultáneamente alta resistencia con buena capacidad de aplicación por frotamiento .

Una "composición adhesiva" se entiende como una composición que, si es aplicable después de un proceso físico o una reacción química, conecta las partes ajustables entre sí mediante adhesión de superficie y resistencia interna (cohesión) , es capaz de hacerlo así respectivamente.

R1 y/o R2 en la fórmula I pueden, en particular, ser hidrógeno. En este caso se obtiene una composición adhesiva que tiene una resistencia elevada.

De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, n en la fórmula I puede ser igual a 1 ó 2.

Una composición adhesiva que tiene capacidad de aplicación por frotamiento particularmente elevada simultáneamente con resistencia suficiente, se obtiene cuando R5 y/o R6 son metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, o ter-butilo, y R3 R4 R7 R8 puede ser hidrógeno.

La composición adhesiva puede contener en particular, como un compuesto de la fórmula general (I) , 2- metil-1 , 3-propandiol y/o 2 , 2-dimetil-l , 3-propandiol y/o isoprenglicol y/o 3-metoxi metil-l-butanol .

La composición adhesiva ventajosamente contiene 2 a 20, de preferencia 4 a 15, particularmente de preferencia 5 a 12, y en particular 6 a 10% en peso de por lo menos un compuesto de la fórmula general (I) . En este caso la composición adhesiva tiene propiedades plásticas particularmente preferidas.

De acuerdo con una modalidad adicional, la composición adhesiva tiene un contenido de agua total de menos de 45 y mayor que 5, de preferencia menos de 40 y mayor que 8, particularmente de preferencia menos de 35 y mayor que 10, y en particular menos 30 y mayor que 12% en peso. Una composición adhesiva de este tipo no sólo posee muy buenas propiedades plásticas, sino que además también es transparente o traslucida.

De acuerdo con una modalidad particularmente preferida de la composición adhesiva de acuerdo con la presente invención, es en gran medida transparente o translúcida. Una composición adhesiva "translúcida" se entiende para propósito de la presente invención, como una composición adhesiva en la cual, con la irradiación vertical de un cubo del compuesto adhesivo dimensionalmente estable tiene una longitud de borde de 2 cm, utilizando un haz de láser que tiene un diámetro de 2 mm, un nivel de polvo de un mW, y una longitud de onda de 632nm, el punto de luz todavía se reconoce como tal con el ojo humano en el lado opuesto de la superficie de cubo irradiado. Un ligero alargamiento del punto de luz puede ocurrir en este contexto debido a los efectos de dispersión respecto a la difracción. Las composiciones adhesivas trasparentes no exhiben prácticamente ningún alargamiento del punto de luz en esta prueba.

Un "polímero sintético" se entiende como un polímero que se ha fabricado y/o al menos modificado artificialmente. Por lo menos un polímero sintético puede seleccionarse de grupos de poliacrilatos , derivados de almidón, polivinilpirrolidona , alcohol polivinílico, proteínas, poliuretanos , y acetato de polivinilo. El adhesivo puede seleccionarse correspondientemente del grupo de adhesivos de acrilato, adhesivos de almidón, adhesivos de polivinilpirrolidona, adhesivo de alcohol polivinílico, adhesivos de proteínas, adhesivos de poliuretanos, y adhesivos de acetato de polivinilo. En este caso se obtiene un efecto adhesivo particularmente fuerte.

El término "poliacrilatos" abarca en el presente caso tanto sales como ésteres de ácido poliacrílico .

Los polímeros antes mencionados son particularmente preferidos debido a que los compuestos de pegamento para barras de pegamento con los cuales el papel puede unirse fácil y liberablemente pueden fabricarse en esta forma.

Particularmente adecuados en este contexto es por un lado un poliuretano, solo o en combinación polivinilpirrolidona, y por otro lado ésteres de almidón. El uso de estas mezclas de polímero respecto a polímeros hace posible la fabricación de compuestos de pegamento transparente, que tienen propiedades de unión adhesiva muy buenas. Los polímeros o adhesivos citados en lo anterior usualmente su utilizan en la forma de dispersiones acuosas.

Un "poliuretano" se entiende como un polímero en cuyas macromoléculas por lo menos dos agrupaciones de uretano -NH-CO-O- , cuyas unidades de repetición y/o segmentos estructurales de polímero se enlazan juntos, se encuentran presentes. Los "derivados de almidón" se entienden como almidones que se han modificado sintéticamente cuando se comparan con su manifestación real (productos de policondensación de D-glucosa) . Un "éter almidón" se entiende como un derivado de almidón en el cual los grupos de hidroxi de las unidades de glucosa son al menos parcialmente eterificados. "Parcialmente" significa en este contexto que por lo menos un grupo OH de la molécula de almidón se eterifica. Los grupos hidroxi pueden eterificarse con residuos alquilo o aralquilo, que a su vez puede comprender substitución adicional, por ejemplo, con grupos carboxi . Los éteres de almidón se prefieren particularmente en el contexto de la presente invención como un polímero sintético.

La composición adhesiva puede contener por lo menos un azúcar. En este contexto 15 a 40, de preferencia 18 a 35, particularmente de preferencia 20 a 32, y en particular 22 a 28% en peso de azúcar puede contenerse.

La presente invención además abarca una barra de pegamento que contiene una composición adhesiva de acuerdo con la presente invención. Una barra de pegamento de este tipo es adecuada para aplicar en diversos sustratos una cantidad de adhesivo suficiente para una unión de adhesivo liberable, sin que se deforme con la aplicación como resultado de las fuerzas de corte que actúan en ese contexto.

Además, el uso de una composición adhesiva de acuerdo con la presente invención para fabricar una barra de pegamento dimensionalmente estable fácilmente aplicable también es un objeto de la invención.

La invención se explicará en más detalle en lo siguiente con referencia a las modalidades ejemplares.

La Tabla 1 muestra la composición de cuatro composiciones adhesivas de comparación (Ejemplos 1 a 4) : Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo 4 Sustancia: % % % % Adhesivo de almidón 47.00 47.00 53.00 53.00 1 ,2-Propilenglicol 8.00 — 8.00 — Glicerol — 8.00 — — Gelatina en polvo 3.00 3.00 — — Agua 9.00 9.00 9.04 13.34 Edenor C 14 1.68 1.68 1.90 1.90 Edenor C 16 3.30 3.30 3.72 3.72 Sulfito de sodio 0.20 0.20 0.20 0.20 Esencia de perfume 0.02 0.02 0.02 0.02 Caprolactama 0.98 0.98 0.98 0.98 Azúcar 23.68 23.68 20.00 20.00 Espesante orgánico 1.70 1.70 1.70 2.40 10% de solución de sosa cáustica 1.38 1.38 1.38 1.38 Tinopal CBS-X 0.02 0.02 0.02 0.02 Peróxido de hidrógeno (30%) 0.04 0.04 0.04 0.04 Tabla 1 Las composiciones adhesivas de los Ejemplos 1 y 3 contienen 1 , 2-propilenglicol , y aquél del Ejemplo.2 glicerol, como un plastificante . La composición del Ejemplo 4, por otro lado, no contiene plastificante .

La Tabla 2 describe las composiciones de tres composiciones adhesivas de acuerdo a la presente invención. (Ejemplos 5 a 7) : Tabla 2 Las indicaciones de porcentaje en las Tablas 1 y 2 son en cada caso porcentajes en peso. Las marcas registradas listadas indican las siguientes sustancias químicas: "Edenor 14" es un ácido graso C14, "Edenor 16" es un ácido graso C16, "Tinopal" es un almidón modificado.

Las composiciones adhesivas del Ejemplo 1 a 7 se fabricaron de acuerdo con el siguiente protocolo general: En primer lugar el adhesivo de almidón se preparó como una solución acuosa (por ejemplo, 41% de solución acuosa) . El espesante orgánico se agregó entonces, y después de agitar brevemente se agregó agua adicional . La solución resultante se calentó, y se agregaron en peróxido de hidrógeno a 43-54°C, en caprolactama 71 a 78°C y sulfito de sodio, y en ácidos grasos a 80-84°C. Propilenglicol , glicerol, 2,2-dimetil-1 , 3-propandiol , isoprenglicol . 3-metoxi-3-metil-l-butanol, y gelatina en polvo se agregaron entonces como aplicables. La mezcla se calentó a 90-97°C y se mantuvo en esa temperatura durante 15 minutos. Después de enfriar a 80-85°C, se agregó la sacarosa y la formulación se dosificó bajo presión negativa. El pH de 10 se determinó y se ajustó, cuando fue aplicable, al agregar 10% de solución de sosa cáustica .

Las composiciones adhesivas de los Ejemplos 1 a 7 entonces se configuraron cada uno en especímenes de pruebas cilindricas que tienen una longitud de 3 cm, y un diámetro de 2.3 cm y se almacenaron durante 24 horas a 20°C. Se probaron entonces, utilizando los métodos de pruebas descritos en lo siguiente, en términos de su resistencia y propiedades de aplicación por frotamiento.

Las siguientes condiciones físicas se mantuvieron a medida que la investigación se llevó a cabo: la temperatura estuvo en el margen entre 20 y 23 °C, y la humedad relativa entre 38 y 55%.

Con el fin de determinar la resistencia de los especímenes de prueba, se dispusieron horizontalmente en una superficie de prueba que se extiende verticalmente, plana, y su superficie superior completa actuó con una fuerza definida. Se determinó la fuerza necesaria para aplastar el espécimen de prueba. Este valor medido se refiere como "resistencia a la compresión" . Los valores indicados para la resistencia a la compresión son en cada caso promedios con base en por lo menos tres resultados de medición.

Las propiedades de aplicación por frotamiento de los especímenes de prueba respectivos se determinaron al insertar primeramente el espécimen de prueba en un manguito protector de ajuste hermético y asegurándolo ahí de modo que 0.9 cm de éste sobresale fuera del manguito. El manguito entonces se sujetó en un soporte linealmente desplazable en forma horizontal y vertical, de tal manera que la superficie superior del espécimen de prueba cilindrico que sobresale del manguito descanse en contacto plano en una lámina de papel asegurada bajo el soporte. La lámina de papel fue un producto de la compañía "Maestro" tamaño A4 con un peso de 80 g/m2 y de color rojo (ZR09) . El peso de la hoja respectiva se determinó antes de que se llevara a cabo la prueba de aplicación.

El manguito se limitó por un peso de 2.28 kg en la dirección de la lámina con el fin de asegurar una presión de aplicación suficiente. El manguito con este espécimen de prueba se movió entonces en la dirección longitudinal del manguito en una línea recta desde el borde izquierdo al derecho y de regreso nuevamente, la composición adhesiva del espécimen de prueba que se aplica en la lámina en la forma de una pista. El soporte con el manguito entonces se cambió en la dirección transversal de la lámina, de modo que el espécimen de prueba descanse con su superficie superior en una región de la lámina sin cruzar aún. Una pista adicional dispuesta en paralelo a la primera pista entonces a su vez se cruzó en la manera descrita. Un total de 10 pistas individuales de las composiciones adhesivas respectivas a investigarse se aplicaron en el papel en esta forma. Finalmente, la lámina revestida se pesó y la cantidad aplicada de la composición adhesiva respectiva se determinó a partir de la diferencia entre ese peso y el peso de la lámina sin revestir.

Para cada composición adhesiva de los Ejemplos 1 a 7, seis especímenes de prueba de cada uno se investigaron en la manera antes descrita en términos de sus propiedades de aplicación por frotamiento; se calculó entonces el promedio de las cantidades aplicadas resultantes.

La Tabla 3 indica los valores de resistencia a la compresión, cantidades aplicadas, e impresión visual de los especímenes de prueba determinados respectivamente para los Ejemplo 1 a 7.

Resistencia a la Cantidad Impresión Visual compresión (N) aplicada (g) Ejemplo 1 120 0.98 lechosa/turbia Ejemplo 2 143 0.85 lechosa/turbia Ejemplo 3 126 1.07 lechosa/turbia Ejemplo 4 120 0.9 lechosa/turbia Ejemplo 5 89 4.1 transparente Ejemplo 6 66 3.6 transparente Ejemplo 7 68 4.6 transparente Tabla 3 Dos diferencias esenciales entre los Ejemplos 1 a 4 de comparación y la composición adhesiva de acuerdo con la presente invención en los Ejemplos 5 y 7 pueden inferirse inmediatamente a partir de la Tabla 3. Por ejemplo, los especímenes de prueba elaborados de las composiciones adhesivas de acuerdo con la presente invención exhiben resistencia a la compresión reducida simultáneamente con capacidad de aplicación por frotamiento elevada. Esto se confirma, por ejemplo, por una comparación directa de los especímenes 1 y 5 de prueba, mostrando una diferencia de 31 M en resistencia a la compresión y 3.12 g en cantidad aplicada. También es evidente a partir de esta comparación que el 26% de la reducción en la resistencia a la compresión es al mismo tiempo acompañada por 418% mejorada en cantidad aplicada. La adición de por lo menos un compuesto de la fórmula general I de este modo produce una composición adhesiva que tiene una capacidad de aplicación por frotamiento elevada. Al mismo tiempo, sin embargo, los especímenes de prueba fabricados a partir de las composiciones adhesivas de acuerdo con la presente invención también poseen suficiente estabilidad. Por ejemplo, los valores de resistencia a la compresión (más de 45-50 N) de los especímenes de prueba de acuerdo con la presente invención (Ejemplos 5 a 7) son los suficientemente elevados para evitar la deformación como resultado de las fuerzas de corte que actúan durante la aplicación. Si, por otro lado, la resistencia a la compresión se disminuye por debajo del límite de 45-50 N, los especímenes de prueba se vuelven inestables y se presenta una deformación indeseable.

Las mayores cantidades aplicadas de las composiciones adhesivas de acuerdo con la presente invención de los Ejemplos 5 a 7 también se acompañan por la ventaja de un tiempo de fraguado extendido. Esto permite al sustrato que se va unir recolocarse durante un mayor periodo de tiempo después de la aplicación de la composición adhesiva.

Es aparente adicionalmente a partir de la Tabla 3 que los especímenes de prueba elaborados de las composiciones 5 a 7 de adhesivo de acuerdo con la presente invención son transparentes. En contraste con esto, los especímenes de prueba que se fabrican a partir de las composiciones adhesivas de los Ejemplos 1 a 4 comparativos son lechosas/turbias. De esta manera es evidente que los especímenes de prueba de los ejemplos 5 a 7 tienen, cuando se comparan con los especímenes de prueba de los Ejemplos 1 a 4 comparativos, una mayor transmisión de luz, en particular en la región visible.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Una composición adhesiva que contiene por lo menos una sal de un ácido carboxílico que tiene 8 a 36 átomos de carbono, un polímero sintético, y agua, en donde por lo menos un compuesto de la fórmula general (I) , en la cual R1 a R8, mutuamente independientes, son hidrógeno, metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, o ter-butilo, y n = 1 a 8, se encuentra contenido.

2. La composición adhesiva de acuerdo con la reivindicación 1, en donde R1 y/o R2 son hidrógeno.

3. La composición adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde n - 1 ó 2.

4. La composición adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde R5 y/o R6 son metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, o ter-butilo, y R3, R4, R7 y R8 son hidrógeno.

5. La composición adhesiva de acuerdo con la reivindicación 1, en donde ésta contiene, como un compuesto de la fórmula general (I), 2-metil-l , 3-propandiol y/o 2,2-dimetil-1 , 3-propandiol y/o isoprenglicol y/o 3 -metoximetil-1-butanol .

6 . La composición adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde se encuentra contenido 2 a 20 , de preferencia 4 a 15 , particularmente de preferencia 5 a 12 , y en particular 6 a 10% en peso de por lo menos un compuesto que tiene la fórmula general (I) .

7 . La composición adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones, precedentes, en donde ésta tiene un contenido de agua total de menos de 45 y mayor que 5 , de preferencia menos de 40 y mayor que 8 , particularmente de preferencia menos de 35 y mayor que 10 , y en particular menos 30 y mayor que 12 % en peso.

8 . La composición adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición adhesiva es en gran medida transparente o translúcida.

9. La composición adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde por lo menos un polímero sintético se selecciona de un grupo de poliacrilatos , derivados de almidón, polivinilpirrolidona , alcohol polivinílico, proteínas, poliuretanos , y acetato de polivinilo.

10 . La composición adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde se encuentra contenido por lo menos un azúcar.

11 . La composición adhesiva de acuerdo con la reivindicación 10 , en donde se encuentra contenido 15 a 40 , de preferencia 18 a 35, particularmente de preferencia 20 a 32, y en particular 22 a 28% en peso de azúcar.

12. Una barra de pegamento que contienen una composición adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes .

13. El uso de una composición adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11 para la fabricación de una barra de pegamento dimensionalmente estable fácilmente aplicable .