MX2013001123A - Proceso para la preparacion de policarbodiimidas multifuncionales que se usan como agentes reticulantes. - Google Patents

Proceso para la preparacion de policarbodiimidas multifuncionales que se usan como agentes reticulantes.

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Abstract

Se describe un proceso para la preparación de las policarbodiimidas multifuncionales, que se usan como agentes reticulantes, en los cuales la policarbodiimida se prepara mediante la reacción de los mono- y poliisocianatos en presencia de un mono- o poliisocianato que contiene uno o múltiples grupos funcionales reactivos adicionales y en presencia de un catalizador de carbodiimida, y después mediante la terminación o extensión de cadena de la policarbodiimida. Entre el 0 y 10% de un solvente orgánico y/o entre el 0 y 30% de un plastificante y/o entre el 0 y 30% de un componente tensoactivo se agrega al producto durante, antes o después de la reacción de formación de policarbodiimida y/o de la reacción de terminación de cadena y/o de la reacción de extensión de cadena. Además, la invención se relaciona con una mezcla de recubrimiento en la cual la policarbodiimida se usa como agente reticulante y con el material curado obtenido con la mezcla de recubrimiento.

Description

PROCESO PARA LA PREPARACIÓN DE POLICARBODIIMIDAS MULTIFUNCIONAL.ES QUE SE USAN COMO AGENTES RETICULANTES Antecedentes de la Invención Las policarbodiimidas son agentes reticulantes bien conocidos para los polímeros acuosos que contienen funciones de ácido carboxílico. En el documento EP1644428 (US7439316) se describe una revisión del desarrollo de la preparación y de la aplicación de las policarbodiimidas. Son de interés particular las policarbodiimidas que poseen grupos funcionales adicionales que contribuyen a la reticulación.
Se describe la preparación y la aplicación de las policarbodiimidas multifuncionales como agentes reticulantes en el documento EP0507407 (US5258481). Estos agentes reticulantes contienen grupos carbodiimida y por lo menos otro grupo funcional. Ambos grupos contribuyen a la reticulación. Una gran cantidad relativa (de aproximadamente 50%) de solvente se usa en el método de preparación debido a que la viscosidad llegó a ser de otra manera demasiado alta durante la primera etapa de la preparación del agente reticulante de policarbodiimida multifuncional. Como resultado, el agente de reticulación contiene una cantidad relativamente grande de compuestos orgánicos volátiles, lo cual es indeseado en la actualidad debido a razones ambientales. Además, la concentración de los grupos carbodiimida y la concentración de los otros grupos reactivos es al parecer relativamente baja usando este método, de modo que una cantidad relativamente alta de agente reticulante de policarbodiimida multifuncional se requiere para obtener un buen grado de reticulación del polímero que se reticulará.
Se describe en las conclusiones y los ejemplos de los documentos US6566437 y US4118536 cómo una policarbodiimida funcional de alcoxisilano se puede preparar de un isocianato con una función de alcoxisilano, pero esta policarbodiimida no contiene grupos hidrofílicos y como resultado no es bien dispersable en agua o sistemas acuosos. Por otra parte, el 36% de un solvente orgánico se usa en el ejemplo del documento US6566437 por lo que los beneficios del presente proceso no son descritos. Un ejemplo del documento US4118536 describe cómo una carbodiimida con función de alcoxisilano se puede preparar a partir de un isocianato con una función de alcoxisilano, pero la carbodiimida con función de alcoxisilano referida se hace en una concentración muy baja en este ejemplo, así pues están ausentes las ventajas del presente proceso.
El objeto de la presente invención es proporcionar un proceso en el cual las desventajas mencionadas anteriormente se eliminen .
Breve Descripción de la Invención De acuerdo con la presente invención se proporciona un proceso para la preparación de las policarbodiimidas multifuncionales, las cuales se usan como agentes reticulantes, que comprende: A. la reacción de un mono- y/o poliisocianato a 80-180°C en presencia del 0.05-5 por ciento en peso de un catalizador de carbodiimida, en el cual una policarbodiimida o una policarbodiimida con función de isocianato se forma con un valor promedio de 1-10 funciones de carbodiimida B. la terminación y/o la extensión de cadena de la cadena de policarbodiimida con función de isocianato, durante o después de la formación de la cadena de policarbodiimida mediante la adición de 0.05 a 1.0 equivalentes, con respecto a las funciones de isocianato que no se consumen en la formación de la cadena de policarbodiimida, de un compuesto que contiene un grupo hidrofílico y una o múltiples funciones de amina y/o hidroxilo, junto con, antes de, o seguido por la protección de las funciones de isocianato restantes con un compuesto que contiene una o múltiples funciones de amina y/o hidroxilo, en las cuales el compuesto que contiene una o más funciones de amina y/o hidroxilo también puede contener un grupo funcional adicional, caracterizado porque en la etapa A de 0.5 - 30 por ciento en peso de uno o múltiples mono- y/o poliisocianatos que contienen uno o múltiples grupos funcionales adicionales de los cuales el grupo isocianato contribuye a la formación de la carbodiimida está presente y además caracterizado porque de 0 a 10% de un solvente orgánico y/o de 0 a 30% de un plastificante, y/o de 0 a 30% del componente tensioactivo se agrega durante, antes o después de la reacción formadora de carbodiimida y/o de la reacción de protección y/o de la reacción de extensión de cadena.
En el documento EP0507407 una funcionalidad adicional es incorporada mediante la reacción de terminación de un oligómero de carbodiimida con función de isocianato con un compuesto con función de hidróxido o amina que contenga esta funcionalidad adicional. Sorprendentemente, llegó a ser evidente durante el presente proceso que la viscosidad de la policarbodiimida multifuncional es considerablemente baja si el grupo funcional reactivo adicional no se incorpora de acuerdo con el proceso descrito en el documento EP0507407, pero por medio de una reacción formadora de carbodiimida. Esto hace que sea posible evitar o reducir significativamente el uso de un solvente mientras que es todavía posible obtener la policarbodiimida multifuncional con una viscosidad bastante baja para poderla dispersarse fácilmente en agua.
Una ventaja adicional de incorporar el grupo funcional reactivo adicional por medio de una reacción formadora de carbodiimida es que la concentración de ambos, el grupo de carbodiimida y el grupo funcional adicional, es mayor. La razón es que el peso molecular promedio de la policarbodiimida resultante es inferior a la misma cantidad de funciones de carbodiimida por molécula que el peso molecular promedio de una policarbodiimida para el que se incorporó al grupo funcional adicional por medio de una reacción de terminación.
Otra ventaja de la presente invención comparada con las policarbodiimidas existentes con las funciones adicionales es que la cantidad de solvente puede ser reducida significativamente o que el uso de un solvente se puede evitar totalmente.
Una cantidad de plastificante se puede usar en el presente proceso. La razón es que una mezcla de policarbodiimida con un plastificante tiene una baja viscosidad que la policarbodiimida por sí misma. Esta mejora la facilidad de uso. Es preferido un plastificante con un poco de naturaleza hidrofílica, como tributoxietilfosfato, dimetiléter de tetraetilenglicol o glicol-mono-2-hexil-hexanoato de trietileno, para que pueda dispersarse la policarbodiimida junto con el plastificante fácilmente en agua o sistemas acuosos.
Los productos que se preparan de acuerdo con el método del presente proceso se pueden dispersar fácilmente en el agua o las dispersiones acuosas de polímero en las cuales se usan debido a que han incorporado a un grupo hidrofílico en el polímero.
Hay varias opciones para la composición del mono- y/o diisocianato que se pueden usar en el proceso. El mono-isocianato puede ser un isocianato que contiene un grupo alquilo, alquileno, alquilo-arilo o alquileno-arilo lineal o ramificado con 6-25 átomos de carbono. Por ejemplo puede ser un alquilo, un cicloalquilo, alquilo-arilo, o isocianato con función de arilalquilo, como hexilisocianato, octilisocianato, undecilisocianato, dodecilisocianato, hexadecilisocianato, octadecilisocianato, ciclohexilisocianato, fenilisocianato, octilisocianato, 2-heptil-3,4-bis(9-isocianatononil)-1-pentilciclohexano.
Una opción adicional es que el mono-isocianato y/o el poliisocianato es el aducto de un poliisocianato y un compuesto con función de hidróxido o amina con un grupo alquilo, alquileno, alquilo-arilo o alquileno-arilo lineal o ramificado con 4-25 átomos de carbono.
Una opción adicional es que el mono-isocianato es un isocianato que contiene un grupo alquilo, un alquileno, un alquilo-arilo o un alquileno-arilo que contiene 1-50 átomos de flúor. Los ejemplos de éstos son fluorofenilisocianato, fluorotolilisocianato y 3-(trifluorometil) fenilisocianato.
Una opción adicional es que el mono-isocianato y/o el poliisocianato es el aducto de un poliisocianato y un compuesto con función de hidróxido o amina con un grupo alquilo, un alquileno, un alquilo-arilo o un alquileno-arilo que contiene 1-50 átomos de flúor.
Una opción adicional es que el mono-isocianato y/o el poliisocianato es el aducto de un poliisocianato y un silicio con función de hidróxido o silicio con función de amina, un silicio con función de hidroxialquilo o un silicio con función de aminoalquilo.
El poliisocianato el cual se usa para la preparación de la policarbodiimida es policarbodiimida es tolueno-2, 4-diisocianato, tolueno-2,6-diisocianato y mezclas de los mismos, es di fe nilmetano-4, 4-diisocianato, 1,4-fenilendiisocianato, diciclohexil-metano-4,4'-diisocianato, 3- isocianato me ti 1-3,5, 5-trimetilciclo-hexilisocianato, 1 ,6-hexildiisocianato, 1,4-ciclohexildiisocianato, norbonildiisocianato, o una mezcla de los mismos. Los poliisocianatos que se usan preferiblemente son di-ciclohexilmetan-4,4'-diisocianato o 3-isocianatometil-3,5,5-trimetilciclo-hexilisocianato.
El mono-isocianato que contiene uno o múltiples grupos funcionales reactivos adicionales y que contribuye a la formación de una policarbodiimida con función de isocianato es un compuesto isocianato con uno o múltiples grupos reactivos los cuales no son una carbodiimida, con una reactividad hacia grupos funcionales en un polímero o en una dispersión de polímero, emulsión o solución en agua o con una capacidad para la autocondensación o autoadición, directamente o después de la hidrólisis. El grupo funcional reactivo puede ser un halógeno; alquenilo; ari-1 -alqueno; alquinilo; arilalquino; alcadieno; aldehido; dialquil-acetal; ditioacetal; ceto'na; aldehido insaturado; cetona o éster carboxílico; nitrilo; ¡mina; alquilalcoxisilano; alcoxisilano; anhídrido; anhídrido mezclado; diisocianato protegido con oxima; dicetona; cetoéster; tiocetoéster; cetotioéster; tiocetotioéster; o una mezcla de uno o múltiples de tales grupos reactivos; el grupo funcional reactivo puede también ser un sistema del anillo reactivo o contener tal sistema. El sistema del anillo reactivo puede ser cualquier sistema del anillo que puede abrirse tras un ataque electrofílico o nucleofílico. El sistema del anillo reactivo puede se cualquier anillo de tres, cuatro, cinco, seise, siete u ocho miembros que contenga una o múltiples funciones de nitrógeno y/u oxígeno y/o azufre y/o ceto y/o ceto-enol. Los ejemplos de tales sistemas de anillo reactivos son aziridina, epóxido, tiirana, azirina, oxireno, tiireno, azetidina, oxetano, tietano, beta-lactama, beta-lactona, tietanona, furano, pirrolina, dihidrofurano, dihidrotiofeno, pirrolidina, tetrahidrofurano, tetrahidrotiofeno, oxazolidina, dioxolano, oxatiolano, tiazolidina, imidazolina, ditiolano, pirazolidina, pirazolina, oxazolina, tiazolina, imidazolina, di-oxolo, oxazolona, pirrolidona, butirolactona, tiobutirolactona, butirotiolactona, tiobutirotiolactona, oxazolidona, dioxolano-2-ona, tiazolidinona, dihidropiridina, tetrahidropiridina, pirano, dihidropirano, tetrahidropirano, anhídrido del ácido succínico, succinimida, tiopirano, dihidrotiopirano, tetrahidrotiopirano, dihidropirimidina, tetrahidropirimidina, hexahidropirimidina, dioxano, morfolina, tiamorfolina, ditiano y triazina.
El mono-isocianato que contiene uno o múltiples grupos funcionales reactivos adicionales y que contribuye a la formación de la policarbodiimida con función de isocianato es preferiblemente un compuesto isocianato que contiene un trimetoxisilano, dimetoximetilsilano o un grupo trietoxisilano debido a que estos grupos alcoxisilano contribuyen efectivamente con la reacción de reticulación mediante autocondensación, directamente o después de la hidrólisis.
El mono-isocianato o el polivinilisocianato que contiene los grupos reactivos adicionales es preferiblemente (3-isocianatoprop¡l)trimetoxisilano, (3-isocianatopropil)trietoxisilano, o (3-isocianatopropil)metildimetoxisilano.
El catalizador de carbodiimida el cual se usa en el proceso puede ser cualquier catalizador convencional de carbodiimida, pero preferiblemente se usa el óxido de 1 -metilfosfoleno.
El compuesto que contiene un grupo hidrofílico y una o múltiples funciones de amina y/o hidroxilo es un polietoxi mono- o diol con un pesó molecular de entre 100 y 3000 Daltons, un polietoxi/polipropoxi mono- o diol con un peso molecular de entre 100 y 3000 Daltons y un relación de etoxi/propoxi de entre 100/0 y 25/75, una polietoxi mono- o diamina con un peso molecular de entre 100 y 3000, una polietoxi/polipropoxi mono- o diamina con un peso molecular de entre 100 y 3000 Dalton y una relación de etoxi/propoxi de entre 100/0 y 25/75, un diol o diamina que contiene una cadena de polialcoxi pendiente, un hidroxil o amina alquilsulfonato, o un dialquilamino-aiquilo-alcohol o una amina, o una mezcla de los mismos.
El compuesto que contiene una o múltiples funciones de amina y/o hidroxilo junto con uno o múltiples grupos funcionales reactivos adicionales es un compuesto con uno o múltiples grupos reactivos con una reactividad hacia los grupos funcionales en un polímero o una dispersión de polímero, emulsión o solución en agua o hacia los grupos correspondientes, por ejemplo, mediante autocondensación o autoadición. El grupo funcional reactivo puede ser un halógeno; alquenilo; arilalqueno; alquinilo; arilalquino; alcadieno; aldehido; dialquilacetal; ditioacetal; cetona; aldehido insaturado; cetona o éster carboxílico; nitrilo; imina; alquilalcoxisilano; alcoxisilano; anhídrido; anhídrido mezclado; diisocianato protegido con oxima; dicetona; cetoéster; tiocetoéster; cetotioéster; tiocetotioéster; o una mezcla de uno o múltiples de tales grupos reactivos; el grupo funcional reactivo puede también ser o contener un sistema del anillo reactivo. El sistema del anillo reactivo puede ser cualquier sistema del anillo que puede abrirse durante un ataque electrof ílico o nucleof ílico. El sistema de anillo reactivo puede ser cualquier anillo de tres, cuatro, cinco, seises, siete u ocho miembros que contiene una o múltiples funciones de nitrógeno y/o oxígeno y/o azufre y/o ceto y/o ceto-enol. Los ejemplos de tales sistemas de anillo reactivos son aziridina, epóxido, tiirana, azirina, oxireno, tiireno, azetidina, oxetano, tietano, beta-lactama, beta-lactona, tietanona, furano, pirrolina, dihidrofurano, dihidrotiofeno, pirrolidina, tetrahidrofurano, tetrahidrotiofeno, oxazolidina, dioxolano, oxatiolano, tiazolidina, imidazolina, ditiolano, pirazolidina, pirazolina, oxazolina, tiazolina, imidazolina, dioxolo, oxazolona, pirrolidona, butirolactona, tiobutirolactona, butirotiolactona, tiobutirotiolactona, oxazolidona, dioxolano-2-?? , tiazolidinona, dihidropiridina, tetrahidropiridina, pirano, dihidropirano, tetrahidropirano, anhídrido del ácido succínico, succinimida, tiopirano, dihidrotiopirano, tetrahidrotiopirano, dihidropirimidina, tetra-hidropirimidina, hexahidropirimidina, dioxano, morfolina, tiamorfolina, ditiano y triazina.
Los compuestos que contenga un protón reactivo pueden ser un sistema del anillo si este sistema del anillo contiene un protón reactivo como 2-metilaziridina, 4,4-dimetiloxazolidina, tiazolidina y similares. El protón reactivo puede estar presente en un compuesto hidroxilo o un compuesto amina. Éstos están conectados con el grupo funcional adicional o el sistema del anillo reactivo directamente o por un grupo alquilo, cicloalquilo o arilo opcional, tal como en 1 -(2-hidroxietil)-etilenimina, glicidol, N-ciclo-hexil-3-hidroxi-azetidina, 2-etil-3-hidroxietil-2-metil-oxazolidina, 4-etil-4-hidroxi-oxazolina, alcohol alílico, oxima de metiletilcetona, 1 -amino-3-(trietoxisilil)-propano, 1-amino-3-(trimetoxisilyl)-propano. Una opción adicional es que el protón reactivo esté presente en un compuesto hidroxilo o compuesto amina y que éstos están conectados con un grupo funcional adicional directamente o por un grupo alquilo, cicloalquilo o arilo opcional en uno o múltiples grupos funcionales adicionales. Un ejemplo es di-(3-trimetox¡-sililprop¡l)-amina. También los compuestos con dos o más protones reactivos se pueden usar, como por ejemplo N-(3-trimetoxisililpropil)-1 ,2-diaminoetano.
El plastificante es un plastificante del grupo de alquilésteres del ácido ftálico, alquilésteres del ácido adípico, alquilésteres del ácido sebásico, alquilésteres del ácido dodecanóico, poliésteres, ésteres de fosfato, poliéteres, poliéter-poliésteres, ésteres del ácido graso, aceites naturales o minerales normal o modificados, aceites sulfonados, aceites etoxilados, aceites epoxidizados, ácidos grasos, sulfamidas, licores grasos, lecitina o mezclas de los mismos. Es preferido un plastificante con un poco de naturaleza hidrofílica, como etilfosfato de tributoxi, tetraetilenglicoldimetiléter o glicol-mono-2-hexil-hexanoato de trietileno para poder dispersarse la policarbodiimida junto con el plastificante fácilmente en agua o sistemas acuosos.
Los materiales tensioactivos son los agentes iónicos o no iónicos tensioactivos convencionales que se usan en la industria de recubrimiento con la excepción de los tipos funcionales hidroxilo o amina. La reacción de la policarbodiimida funcional de isocianato con el compuesto que contiene un grupo hidrofílico junto con uno o múltiples grupos hidroxilo o amina se puede catalizar por los catalizadores convencionales usados en la industria de polímero.
La invención además se relaciona con una mezcla de recubrimiento que comprende la policarbodiimida como el agente reticulante y un polímero dispersado en agua, cuyo polímero contiene las funciones del ácido carboxílico y el cual puede contener un solvente.
Los ejemplos de estos polímeros son poliuretanos, polímeros o copolímeros de acrilato o metacrilato, polivinilacetatos, látex.
Además, la mezcla de recubrimiento puede contener solventes orgánicos o aditivos convencionales, como emulsionantes, colorantes, pigmentos, agentes humectantes, agentes de nivelación, siliconas, rellenos, plastificantes, agentes de estera.
Finalmente la invención extiende al material curado el cual es obtenido aplicando la mezcla de recubrimiento a un sustrato y una evaporación de agua y, si está presente, el solvente.
Los sustratos adecuados son por ejemplo: cuero, cuero artificial, plásticos como poliuretanos, poliacrilatos, polietileno, polipropileno, PVC o poliéster, papel, cartón, textil, no tejido, tela, espuma, madera, vidrio, metal, asfalto, piedra, concreto.
La presente invención se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos a los cuales la invención sin embargo, no se limita. No hace falta decir que numerosas otras modalidades son posibles, todas están dentro del alcance de la protección.
Ejemplos Ejemplos 1-26: La preparación de policarbodiimidas multifuncionales.
Bajo una atmósfera de nitrógeno una mezcla de diisocianato, octadecilisocianato (en lo siguiente indicado como ODIC), y un isocianato con un grupo funcional adicional como se indica en la Tabla 1 y se calentó 1 -metilfosfoleno-1 -óxido a 140°C mientras la agitación y calentamiento continuaron hasta que se obtuvo un contenido de NCO correspondiente a la cantidad teórica deseada de las funciones de carbodiimida en el polímero, como se indica en la Tabla 1. El tiempo de reacción fue 4 a 8 horas. Entonces la mezcla se enfrió a 90-100°C. Se agregaron los compuestos funcionales de hidroxilo como se indica en la Tabla 1. Se agregaron 0.01% en peso de laureato de dibutilestaño o carboxilato del bismuto como el catalizador y se hicieron reaccionar las mezclas además a 90-100°C hasta que se disminuyó el contenido de NCO de tal manera que este contenido de NCO corresponda con la reacción en ausencia de los compuestos con función de hidroxilo. Se agregaron los compuestos funcionales de amina posterior o simultáneamente como se indica en la Tabla 1. La integridad de la reacción se comprobó mediante análisis de infrarrojo. Se agregaron los plastificantes durante o después de las etapas de proceso descritas antes, como se indica en la Tabla 1. Se sometieron a una prueba de estabilidad las muestras a 50°C. Cada 2 semanas se comprobó la cantidad de carbodiimida. Los productos fueron estables durante al menos 8 semanas a 50°C.
Ejemplo 27: Ejemplo comparativo: La preparación de una policarbodiimida multifuncional no usa un isocianato que contiene un grupo funcional adicional.
Bajo una atmósfera de nitrógeno una mezcla de diisocianato, como se indica en la Tabla 1, y 1 -metilfosfoleno-1 -óxido se calentó a 140°C mientras la agitación y calentamiento continúan hasta que se obtenga un contenido de NCO que corresponde a la cantidad teórica deseada de las funciones de carbodümida en el polímero, como se indica en la Tabla 1. El tiempo de reacción fue de 4 a 8 horas. Entonces la mezcla se enfrió a 90-100°C. Se agregó un compuesto con función de hidroxilo como se indica en la Tabla 1. Se agregaron 0.01% en peso de laureado de dibutilestaño como el catalizador y se hicieron reaccionar las mezclas adicionalmente a 90-100°C hasta que el contenido de NCO se disminuyó de tal manera que este contenido de NCO corresponda con la reacción en ausencia de los compuestos funcionales de hidroxilo. Posteriormente, se agregó un compuesto funcional de amina como se indica en la Tabla 1. Se comprobó la integridad de la reacción mediante análisis infrarrojo.
Comparar la viscosidad del Ejemplo 27 con las viscosidades de los Ejemplos 1 a 4 y 10 a 26 demuestra que las viscosidades de los Ejemplos 1 a 4 y 10 a 26 son mucho menores que la viscosidad del Ejemplo 27 mientras la cantidad teórica de las funciones de carbodümida en el polímero es igual. También las viscosidades de los Ejemplos 5 y 7 son mucho menores que la viscosidad del Ejemplo 27 mientras la cantidad teórica de las funciones de carbodiimida en el polímero es mayor en los Ejemplos 5 y 7 que en el Ejemplo 27.
Ejemplo 28 : Prueba de los productos de los Ejemplos 2, 12, 13, 15, 19, 23 y 24 como reticuladores en una dispersión de poliuretano con el producto del Ejemplo 27 como el ejemplo comparativo.
Se mezcló 6% en peso de los productos de los Ejemplos 2, 12, 13, 15, 19, 23 y 24 con RU-13-085 (una dispersión de poliuretano de + Stahl Europa) o con una formulación de recubrimiento final (una mezcla que comprende varias dispersiones de poliuretano de Stahl Europa). En caso del Ejemplo Comparativo 27 primero se hizo una dilución 1:1 en un solvente para que la procesabilidad se mejore y posteriormente 12% en peso de la dilución se mezcló con RU-13-085 o una formulación de cubierta superior. Se aplicó cada dispersión, con un espesor de 200 pm, en una lámina de cristal y la lámina de cristal con la película aplicada en ella se secó durante 1 día a temperatura ambiente y posteriormente durante 1 hora a 80°C en un horno. Se sometieron las muestras de la película secada a una prueba de absorción de solvente con etanol o MEK (metiletilcetona, o 2-butanona) como solvente. En estas piezas de muestra la película secada y cargada se sumergió en etanol o MEK durante 1 hora y después es determinado el aumento del peso de la película.
El aumento de peso en esta prueba de absorción de solvente es una medida para la reticulación en la cual un aumento menor de peso indica un grado mayor de reticulación. Además, las propiedades mecánicas y los alargamientos de las películas se midieron con una un aparato MTS Synergy 200. Las propiedades mecánicas son una medida para la reticulación en cuál un valor mayor de tensión mayor en cierta tensión indica un grado mayor de reticulación. Los resultados de las pruebas se presentan en la Tabla 2.
Los resultados muestran que la reticulación con el agente de reticulación de los Ejemplos 2, 12, 13, 15, 19, 23 y 24 son de un grado comparable como con el Ejemplo comparativo 27, el cual es demostrado por la tensión comparable en la película la cual se obtiene cuando la película es estirada y por el aumento en peso comparable cuando las películas se sumergen en etanol o MEK. a) MPa es megapascales (106 Nm"2). Las propiedades mecánicas se midieron en un aparato MTS Synergy 200. Los valores a M-100 y M-200 son cepas y de las películas cuando se estiran a 100% y 200% respectivamente. b) El alargamiento es el alargamiento máximo en el momento que la película se rompe, medido en un aparato MTS Synergy 200. c) El aumento de peso es el aumento % en peso de la película como resultado de la inmersión en etanol. d) El aumento de peso es el aumento % en peso de la película como resultado de la inmersión en MEK (metiletilcetona, o 2-butanona).

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para la preparación de las policarbodiimidas multifuncionales dispersables en agua que se usarán como agentes de reticulación, que comprende: A. la reacción de un mono- y/o poliisocianato a 80-180°C en presencia de 0.05-5% en peso de un catalizador de carbodiimida, en el cual una policarbodiimida o una policarbodiimida con función de isocianato se forma con un valor promedio de las funciones de carbodiimida 1-10; B. la terminación y/o la extensión de cadena de la cadena de policarbodiimida funcional de isocianato, durante o después de la formación de la cadena de policarbodiimida mediante la adición de 0.05 a 1.0 equivalentes, con respecto a las funciones de isocianato que no se consumen en la formación de la cadena de policarbodiimida, de un compuesto que contiene un grupo hidrofílico y una o múltiples funciones de amina y/o hidroxilo, junto con, antes de, o seguido por la protección de las funciones de isocianato restantes con un compuesto que contiene una o múltiples funciones de amina y/o hidroxilo, en las cuales el compuesto que contiene una o más funciones de amina y/o hidroxilo también puede contener un grupo funcional adicional, caracterizado porque en la etapa A de 0.530 por ciento en peso de uno o múltiples mono- y/o poliisocianatos que contienen uno o múltiples grupos funcionales adicionales, de los cuales el grupo isocianato que contribuye a la formación de la carbodiimida está presente y dicho grupo.
2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho mono- y/o poliisocianato que contiene un grupo funcional adicional contiene un trimetoxisilano, dimetoximetilsilano o tri-etoxisilano como el grupo funcional reactivo adicional.
3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho mono- y/o poliisocianato que contiene un grupo funcional adicional contiene el grupo funcional reactivo contiene como un grupo funcional reactivo adicional un anillo de tres, cuatro, cinco, seis, siete u ocho miembros que contiene uno o múltiples funciones de nitrógeno y/o oxígeno y/o azufre y/o ceto y/o ceto-enol.
4. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1-3, caracterizado porque dicho mono- y/o poliisocianato que contiene un grupo funcional adicional es (3-isocianato-propil)trimetoxisilano, (3-isocianatopropil)trietoxisilano o (3-isocianatopropil)metildimetoxisilano.
5. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el reticulador de policarbodiimida no contiene ningún solvente.
6. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1-5, caracterizado porque el reticulador de policarbodiimida no contiene ningún plastificante.
7. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1-6, caracterizado porque el plastificante es un éster de fosfato, polieterpoliéster o un poliéter.
8. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1-7, caracterizado porque el compuesto que contiene una o múltiples funciones de amina y/o hidroxilo, junto con uno o múltiples grupos funcionales reactivos adicionales, contiene un grupo funcional reactivo adicional el cual es un halógeno; alquenilo; arilalqueno; alquinilo; arilalquino; alquadieno; aldehido; dialquilacetal; ditioacetal; cetona; aldehido insaturado; cetona o éster carboxílico; nitrilo; imina; alquilalcoxisilano; alcoxisilano; anhídrido; anhídrido mezclado; diisocianato protegido con oxima; dicetona; cetoéster; tiocetoéster; cetotioéster; tiocetotioéster; o una mezcla de uno o múltiples de dichos grupos reactivos.
9. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el grupo funcional reactivo adicional en el compuesto que contiene una o múltiples funciones de amina e hidroxilo junto con uno o múltiples grupos funcionales reactivos adicionales, es preferiblemente un trimetoxisilano, un trietoxisilano, un epóxido, una aziridina o un grupo oxazolidina.
10. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el poliisocianato es diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato o 3-¡soc¡anatometil-3,5,5-trimet¡l-c¡clohex¡l¡socianato.
11. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1-10, caracterizado porque el compuesto que contiene un grupo hidrofílico y una o más funciones de amina y/o hidroxilo es un polietoxi mono- o diol con un peso molecular de entre 100 y 3000 Daltons, un polietoxi/polipropoxi mono- o diol con un peso molecular de entre 100 y 3000 Daltons y una relación de etoxi/propoxi de entre 100/0 y 25/75, un polietoxi mono- o diamina con un peso molecular de entre 100 y 3000, un polietoxi/polipropoxi mono- o diamina con un peso molecular de entre 100 y 3000 Daltons y una relación de etoxi/propoxi de entre 100/0 y 25/75, un diol o una diamina que contiene una cadena de polialcoxi pendiente, un alquilsulfonato de hidroxilo o amina, o un alcohol de dialquilamino-alquilo o amina, o una mezcla de los mismos.
12. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1-11, caracterizado porque 0.05 a 0.30 equivalentes, considerando a los poliisocianatos, el mono- o poliol o la mono- o poliamina se agregaron durante, antes o después de la formación de la cadena de policarbodiimida, cuyo mono- o poliol o mono- o poliamina son un mono- o polihidroxialcano, un poliéter mono- o poliol, un poliol poliéster, un poliol policarbonato, un poliol policaprolactama, un mono- o poliamino alcano, o un poliéter mono- o poliamina.
13. Una mezcla de recubrimiento que comprende la policarbodiimida de acuerdo con las reivindicaciones 1-12 como el agente reticulante y un polímero dispersado en agua, dicho polímero contiene las funciones del ácido carboxílico.
14. El material curado obtenido aplicando la mezcla de recubrimiento de la reivindicación 14 a un sustrato, y evaporando el agua y, si está presente, el solvente.
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