MX2013010022A - Dispersion de poliuretano con base de aceite natural. - Google Patents

Abstract

Este invento se refiere a la dispersión de poliuretano a base de aceite natural de polímero de poliuretano / urea a base de agua aniónico de alto peso molecular mediante la formación de un prepolímero de poliuretano terminado en NCO dispersable en agua, que consiste esencialmente en el producto de reacción de un componente poliol y el componente de poliisocianato, a una temperatura reducida, que se dispersa a continuación en agua libre de disolvente después de la aplicación de un agente de neutralización, y después se hace reaccionar con un extendedor de cadena. El componente de poliol usado en esta invención comprende una mezcla de (a) poliol monobloqueado a base de éster natural ricinoleato, y (c) polioles que contienen un grupo carboxílico. El componente de poliisocianato usado es un diisocianato aromático tal como un isómero de diisocianato de tolueno y/o un diisocianato de metileno difenil. La dispersión producida como resultado del proceso descrito en este documento es biodregadable en la naturaleza y no de plástico. También la dispersión está libre de productos químicos orgánicos volátiles y/o contaminantes lixiviables. A causa de las características anteriores de la dispersión producida en esta invención, se puede aplicar ampliamente en la industria para, entre otras, aplicaciones de contacto directo con alimentos.

Description

DISPERSIÓN DE POLIURETANO CON BASE DE ACEITE NATURAL CAMPO DE LA INVENCION Este invento se refiere a la dispersión de poliuretano con base en aceite natural de polímero urea/poliuretano aniónico con base de agua de peso molecular alto, que está sustancialmente libre de productos químicos orgánicos volátiles y/o contaminantes lixiviables, y no es de plástico y biodegradables en la naturaleza. Debido a las propiedades/características de esta dispersión de poliuretano con base en aceite natural, es susceptible de aplicación industrial amplia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Generalmente se conoce que los polímeros de poliuretano úrea aniónico con base de agua son útiles. Las referencias que lo describen son las siguientes: 1. La patente Europea EP 647665 da a conocer una dispersión para su uso como un revestimiento sobre superficies duras. En esta patente, la dispersión se basa en aceites de secado alcoholizado. Además, la dispersión que aparece descrito en esta patente utiliza preferiblemente un poliisocianato alifático o cíclico. Sin embargo, esta dispersión no es adecuada para aplicaciones de contacto directo con alimentos, ya que no es ni libre de contaminantes volátiles y/o lixiviable, ni es biodegradable y no plástico. La composición de la dispersión descrita en la patente EP 647665 no lo hace adecuado en la industria. 2. La patente norteamericana N° 5,834,554 da a conocer una dispersión basada en un poliol a base de poliéster sulfonado, que es comúnmente conocido en la técnica anterior. Sin embargo, la dispersión se describe en la patente norteamericana N° 5,834,554 no posee las características de ser no plástico y bio-degradable en la naturaleza. La dispersión de la patente norteamericana N° 5,834,554 no se basa en un poliol alternativo basado en la alimentación renovable como se describe en este documento. Además no describe el uso de un agente neutralizante para producir la dispersión como se describe en este documento. También esta patente no utiliza el mecanismo de extensión de la cadena que se ha descrito en este documento. 3. Los inconvenientes similares los ha descrito con respecto a la patente norteamericana N° 5,834,554, también se asocian con la patente norteamericana N° 5,637,639. 4. La dispersión producida en la Patente norteamericana N° 6,017,998 no emplea, entre otros, un poliol alternativo basado en la alimentación renovable como se describe en este documento. La dispersión así producida también carece de las características de ser no plástica y bio-degradable en la naturaleza. Adicionalmente, la dispersión descrita en la patente norteamericana N° 6,017,998 no se puede utilizar en aplicaciones de contacto directo con alimentos. 6. La patente norteamericana N° 5,037,864 describe un proceso semicontinuo para la preparación de la dispersión usando ciertos recipientes. En este estado de la técnica, sin embargo, el uso de un poliol alternativo basado en la alimentación renovable no se da a conocer. La dispersión producida en esta técnica anterior no es ni libre de contaminantes volátiles y/o lixiviables, ni es biodegradable y no plástico. La dispersión producida no se aplica en este caso para las aplicaciones de contacto directo con alimentos. 7. La patente norteamericana N° 7,193,01 1 describe un proceso de preparación de una dispersión, similar a la patente norteamericana N° 5,037,864, y sufre de inconvenientes similares.

La patente norteamericana N° 6,084,051 , la Patente norteamericana N° 6,642,304 y la patente norteamericana N° 6,515,070 también divulga el proceso de preparación de una dispersión, que sufre de varios inconvenientes discutidos anteriormente. La técnica anterior usa reactivos y las condiciones reactivas, que hacen que la dispersión no sea apta para su uso en aplicaciones de contacto directo con los alimentos. 8. La patente Británica N° 1 ,128,568 (Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft) describe un adhesivo de laminación en el que los polioles de poliesteramida aniónicos se utilizan en la preparación de polímeros de poliuretano-urea sulfonados/carboxilados a base de agua. Los prepolímeros terminados en NCO se procesan con acetona. 9. La patente norteamericana N° 5,334,690 (Hoechst Aktiengesellschaft, Fed) divulga el carboxilo adhesivo de poliuretano-urea a base de agua sulfonado/carboxilatado, en el que los grupos aniónicos están presentes en el segmento de poliol. Los disolventes menos prepolímeros se procesan a temperaturas mayores de 120°C 10. En la Patente norteamericana 4,851 ,459 y la patente norteamericana N° 4,883,694 (Century Adhesives Corporation) da a conocer agua de alto rendimiento de poliuretano dispersable en adhesivos de laminación en el que los prepolímeros terminados en NCO se dispersan en agua y de cadena extendida con peróxidos que contienen átomos de hidrógeno activos. En el método preferido del invento, se añade la amina terciaria para neutralizar el prepolímero aniónico.

Las enseñanzas de la técnica anterior describen aniónicos adhesivos laminados de poliuretano-urea a base de agua transformados con contaminantes volátiles y/o lixiviable. Los contaminantes como co-disolventes, catalizadores de uretano y terminadores de cadena orgánica pueden ser perjudiciales.

Tampoco hay técnica anterior que describe una dispersión que tiene características de ser no plástico y bio-degradable en la naturaleza.

Ninguna de las enseñanzas de la técnica anterior prefiere el uso de poliisocianatos aromáticos en la fabricación de la dispersión.

Otra desventaja asociada con las enseñanzas de la técnica anterior se refiere a las temperaturas de procesamiento y la composición del polímero. Las temperaturas elevadas pueden aumentar la densidad de reticulación del prepolímero de isocianato mediante reacción secundaria no controlada. Por ejemplo, como se describe en la "Enciclopedia de la Ciencia de Polímeros e Ingeniería," Vol. 13, página 252, isocianatos reaccionan con el grupo NH de uretanos, amidas y ureas de 100°C a 140°C para formar alofanatos, biurets y acilo ureas, respectivamente. La composición polimérica también puede aumentar la temperatura de activación térmica del adhesivo.

Para cumplir con las normas gubernamentales, sigue habiendo una necesidad desde hace mucho tiempo para la producción de una dispersión, que sea sustancialmente no plástica, biodegradable, libre de contaminantes volátiles y/o lixiviables, y puede ser producida en la reducción de temperaturas de activación de calor. El uso de aceite de secado alcoholizado ha sido incapaz de resolver este problema en la técnica anterior.

No hay una única solución para todos los problemas asociados con la técnica anterior, y que se puede aplicar de manera efectiva en la industria, teniendo en cuenta las estrictas normas establecidas por el gobierno para las aplicaciones de contacto directo con alimentos.

FINES Y OBJETIVOS DE LA INVENCION El objetivo fundamental de este invento es dar a conocer una dispersión de aceite natural a base de poliuretano de polímero de poliuretano/urea a base de agua aniónico de alto peso molecular mediante la formación de un dispersable en agua de poliuretano terminado en NCO de prepolímero que consiste esencialmente en el producto de reacción del componente de poliol. Consta principalmente del poliol monobloqueado basado en éster natural de ricinoleato (que se prepara sin necesidad de utilizar el sistema de alcohólisis para derivar el aceite de éster natural bloqueado) y un componente de poliisocianato aromático, a una temperatura reducida, que se neutralizó y luego se dispersó en agua sin disolventes y reaccionó con un extensor de cadena.

Otro objetivo más de este invento es dar a conocer una dispersión de poliuretano a base de aceite natural, que se produce a temperaturas reducidas.

Otro objetivo de este invento es dar a conocer una dispersión de poliuretano basada en aceite natural, que está sustancialmente libre de productos químicos orgánicos volátiles y/o contaminantes lixiviables.

Otro objetivo de este invento es dar a conocer una dispersión de poliuretano a base de aceite natural, que no es dé naturaleza plástica.

Otro objetivo más de este invento es dar a conocer una dispersión de poliuretano a base de aceite natural, que es biodegradable en la naturaleza.

Por consiguiente, otro objetivo de este invento es dar a conocer una dispersión de poliuretano a base de aceite natural, que puede ser ampliamente utilizada en la industria debido a sus cualidades/características superiores.

Otro objetivo de este invento es dar a conocer una dispersión de poliuretano a base de aceite natural, que es eficiente y económico de producir.

Otro objetivo de este invento es describir una dispersión de poliuretano con base en aceite natural, que pueden ser utilizados para producir el material de embalaje, que puede ser aplicado ampliamente en la industria.

En concreto, el objetivo de este invento es dar a conocer una dispersión de poliuretano con base en aceite natural, que se puede utilizar como un adhesivo de laminación.

Además, el objetivo de este invento es dar a conocer una dispersión de poliuretano con base en aceite natural, que puede ser utilizada en las máquinas de laminación convencionales para la preparación de películas u otros envases flexibles laminados.

Además, el objetivo de este invento es dar a conocer una dispersión de poliuretano con base en aceite natural, que puede ser utilizada para producir el material de embalaje, que posee propiedades de resistencia al agua, duradera, de larga duración, favorable para el medio ambiente, fácil de usar y capaz de sellado por calor.

En concreto, el objetivo de este invento es dar a conocer una dispersión de poliuretano con base en aceite natural, que puede ser utilizada para producir los materiales de embalaje adecuados para, entre otros, el contacto directo con los alimentos y aplicaciones para productos duraderos.

Los objetos y ventajas adicionales del invento serán evidentes para los expertos en la técnica.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCION Este invento proporciona una dispersión de poliuretano con base en aceite natural, producida por la mezcla de polímero-poliol, que incluye una mezcla de polioles monobloqueados con base en ésteres naturales ricinoleato y polioles que contienen grupos carboxilicos.

El poliol monobloqueado basado en éster natural ricinoleato se prepara por medio de un proceso de múltiples pasos, sin necesidad de utilizar el sistema de alcohólisis para derivar el aceite de éster natural bloqueado. Los ejemplos de aceites naturales utilizados incluyen los aceites de origen vegetal (por ejemplo, aceites vegetales) y grasas animales. Las fuentes de aceites naturales útiles incluyen el aceite de cañóla, aceite de sebo, aceite de soja, aceite de cártamo, aceite de linaza, aceite de ricino, aceite de maíz, aceite de girasol, aceite de oliva, aceite de cañóla, aceite de sésamo, aceite de semilla de algodón, aceite de palma basado en el aceite de colza, aceite tung, aceite de cacahuete, aceite de jatropha, y combinaciones de los mismos. Las grasas animales también se pueden utilizar, por ejemplo, aceite de pescado, manteca de cerdo y sebo. Los aceites de origen vegetal pueden ser naturales o aceites vegetales modificados genéticamente, por ejemplo, aceite de cártamo alto oleico, aceite de soja alto oleico, aceite de cañóla alto oleico, aceite de maní alto oleico, aceite de girasol alto oleico y aceite de colza alto erúcico (aceite crambe) También se incluyen los aceites microbianos, tales como aceite de algas, incluyendo aquellos que están modificados genéticamente para aumentar los rendimientos y/o para obtener distribuciones de ácidos grasos selectivos.

En la forma de realización preferida del invento, el poliol monobloqueado basado en éster natural ricinoleato, descrito en este documento, constituye hasta aproximadamente 95% en peso del peso total de la formulación de poliol.

El grupo-carboxílico que contiene polioles utilizados de acuerdo con este invento son ventajosamente materiales dihidroxilados. El grupo-carboxílico que contiene poliol puede hacerse reaccionar, sin ninguna reacción significativa entre los grupos carboxilicos y el componente de diisocianato. Entre los polioles que pueden ser empleados están aquellos que tienen grupos ácido carboxílico libres relativamente no reactivos, por ejemplo, los ácidos alcanoicos que tienen uno o dos sustituyentes en el átomo de carbono alfa. El sustituyente puede ser, por ejemplo, el grupo hidroxilo o alquilo, por ejemplo, un grupo alquilo). Este componente de la composición de poliol tiene al menos un grupo carboxílico, y generalmente tiene 1 a aproximadamente 3 grupos carboxílicos, por molécula. Los polioles que pueden ser convenientemente empleados de acuerdo con este invento con frecuencia tienen aproximadamente de 2 a 20, o más, preferiblemente de 2 a aproximadamente 10 átomos de carbono, tales como el ácido tartárico, a, a-ácidos alcanoicos dialkylol, por ejemplo, que tiene grupos de alquilol aproximadamente de 1 a 3 átomos de carbono, y similares. El grupo preferido son los ácidos alcanoicos a, a-dimetilol. Los ácidos a, a-dimetilol al kanoic se pueden emplear de acuerdo con este invento e incluyen ácido acético 2,2-dimetilolpropiónico, ácido dimetilol propiónico ácido 2,2-, 2,2-dimetilol butírico, pentanoico, ácido 2,2-dimetilol, y similares. El grupo-carboxílico que contiene poliol puede proporcionar con frecuencia aproximadamente de 5% a 50% en peso del componente de poliol total en el prepolímero.

El componente de poliisocianato usado en la preparación del prepolímero de poliuretano terminado en NCO dispersable en agua es un isómero de diisocianato de tolueno y cloruro de metileno difenil diisocianato. La relación del componente de poliisocianato con el componente de poliol puede ser 01 :04, y es más preferiblemente 1 :2.

Para reducir el riesgo de exposición de los trabajadores a la inhalación, es importante no exceder la temperatura de 100°C, durante la reacción de síntesis de prepolímero.

El prepolímero terminado en NCO se prepara haciendo reaccionar un exceso estequiométrico de dicho componente poliisocianato con dicho componente de poliol. Los materiales se procesan a temperaturas que oscilan desde aproximadamente 10° C a aproximadamente 100° C, y preferiblemente de aproximadamente 40° C. 0 a 10° C. Los reactivos están en tales proporciones que el porcentaje de isocianato resultante está en el intervalo de aproximadamente de 20% a 40% en peso del prepolímero total de sólidos.

Si bien, la presencia de un disolvente para el prepolímero o el poliuretano-urea no es necesaria para proporcionar una dispersión estable, el prepolímero puede ser opcionalmente preparado en presencia de disolvente, siempre que el disolvente sea sustancialmente no reactivo en el contexto de la reacción de poli-isocianato. Preferiblemente, los disolventes son orgánicos y pueden estar compuestos esencialmente de carbono e hidrógeno con o sin otros elementos tales como oxígeno o nitrógeno. Los disolventes que se pueden emplear incluyen dimetilformamida, ásteres, éteres, cetoésteres, cetonas, por ejemplo, acetona y metil etil cetona, éter de glicol-ésteres, hidrocarburos clorados, alifáticos y alicíclicos pirrolidinonas sustituido con hidrocarburos, por ejemplo, N-metil-2-pirrolidinona, hidrogenado furanos, hidrocarburos aromáticos, y similares, y sus mezclas.

La cantidad de disolvente empleado debe ser suficiente para proporcionar la solución de prepolímero, que tiene una viscosidad suficientemente baja para mejorar la formación de la dispersión de poliuretano-urea de este invento. Sin embargo, las soluciones pueden ser usadas con éxito en la formación de la dispersión de este invento, a pesar de que la viscosidad de la solución es relativamente alta a la temperatura de la dispersión. A menudo, se pueden utilizar unos 0.01 a 10 partes en peso de disolvente por parte en peso del prepolímero.

A menudo, cuando se emplea disolvente durante la preparación del prepolímero terminado en isocianato y/o el poliuretano-urea, es deseable eliminar al menos una porción del disolvente de la dispersión. Ventajosamente, el disolvente, que ha de ser eliminado de la dispersión, tiene un punto de ebullición menor que el agua. Por lo tanto, el disolvente puede eliminarse de la dispersión, por ejemplo, destilación. La eliminación del disolvente bajo punto de ebullición se lleva a cabo deseablemente en condiciones que no son perjudiciales para el poliuretano-urea, por ejemplo por destilación al vacío o evaporación de película delgada. El disolvente, que tiene un punto de ebullición más alto que el agua, tal como dimetilformamida, N-metil-2-pirrolidinona, y similares, se puede emplear. En tal caso, el disolvente de ebullición más alto se retiene generalmente en el polímero de dispersión de poliuretano-urea para mejorar la coalescencia de las partículas de poliuretano-urea.

Con el fin de hacer que el prepolímero sea 'dispersable en agua' los grupos aniónicos potenciales deben ser neutralizados antes, durante, o después de su incorporación en el poliuretano-ureas, con la ayuda de agentes o mezclas neutralizantes adecuadas. Los compuestos adecuados para el potencial de neutralización de los grupos aniónicos son las aminas primarias, secundarias o terciarias. De éstos se prefieren las aminas terciarias sustituidas con trialquilo. Ejemplos de estas aminas son trimetil amina, trietil amina, triisopropil amina, tributil amina, N, N-dimetil-ciclohexilamina, N, N-dimethylstear l amina, N, N-dimetilanilina, N-metilmorfolina, N-etilmorfolina, N-metilpiperazina , N-metilpirrolidina, N-metilpiperidina, N, N-dimetil-etanol amina, N, N-dietil-amina-etanol, trietanol amina, amina N-metil-dietanol, dimetilaminopropanol, 2-methoxyethyldimethyl amina, N-hidroxietilpiperazina, 2 - (2-dimetilaminoetoxi)-etanol y 5-dietilamino-2-pentanona. Las aminas terciarias más preferidas son aquellas que no contienen hidrógeno activo determinados mediante el ensayo de Zerewitinoff ya que son capaces de reaccionar con los grupos isocianato de los prepolímeros que pueden causar la gelificacion, la formación de partículas insolubles o de terminación de cadena.

Las aminas terciarias son especialmente ventajosas ya que las sales formadas a partir de estas aminas son capaces de descomponerse en condiciones ambientales con la volatilización de la amina terciaria. Otra ventaja de estas aminas terciarias es que no toman parte en la reacción de poli-isocianato. Por ejemplo, cuando se forman prepolímeros terminados en isocianato que contienen grupos aniónicos potenciales, sería difícil neutralizar estos grupos antes de la dispersión en agua con aminas primarias o secundarias debido al hecho de que estas aminas pueden reaccionar con los grupos isocianato libres del prepolímero . En este contexto, estas aminas primarias o secundarias actúan más como terminadores de cadena o extendedores de cadena que los agentes neutralizantes, y hacen que el aumento del alto peso molecular subsiguiente durante la fase de extensión de la cadena acuosa sea más difícil y menos predecible. Por lo tanto, si se utilizan aminas primarias y secundarias, deben usarse preferiblemente sólo los agentes de neutralización antes de la formación del prepolímero, es decir, cuando los grupos aniónicos potenciales se convierten en grupos aniónicos antes de su incorporación al prepolímero. Sin embargo, las aminas terciarias se prefieren incluso cuando la neutralización se lleva a cabo de esta manera.

Cuando se neutralizan los grupos aniónicos potenciales del prepolímero, proporcionan hidrofilicidad al prepolímero y le permiten de una mejor forma que pueda ser dispersado de forma estable en agua. Los, los grupos aniónicos potenciales, o no neutralizados no proporcionan este grado de hidrofilicidad. Por consiguiente, una cantidad suficiente de los grupos iónicos potenciales debe ser neutralizada por lo que cuando se combine con las unidades de óxido de etileno hidrófitas opcionales, el producto final de poliuretano-urea será una dispersión estable.

Generalmente, al menos aproximadamente 75%, preferiblemente al menos aproximadamente 90% de los grupos aniónicos potenciales se neutralizan a los grupos aniónicos correspondientes. Grandes cantidades de grupos iónicos potenciales pueden permanecer sin neutralizar. Sin embargo, no hay ventajas que se deriven de una gran cantidad de potenciales grupos aniónicos no neutralizados y su presencia, ya que podría ser perjudicial ya que minimizaría las mejoras en la estabilidad hidrolítica, que se obtiene de acuerdo con este invento. Cuando se incorporan pequeñas cantidades de grupos iónicos potenciales, puede ser necesario neutralizar sustancialmente todos estos grupos para obtener información de la cantidad deseada de carácter hidrófilo.

No se pueden dar directrices claras respecto a la cantidad de los grupos aniónicos necesarios, ya que la capacidad de dispersión del poliuretano-urea depende de muchos factores, incluyendo, entre otros, la cantidad de hidrofilicidad necesaria, el tamaño de partícula deseado y los requerimientos de la aplicación.

Las etapas de neutralización pueden llevarse a cabo: 1. antes de la formación del prepolímero tratando el componente que contiene los grupos iónicos potenciales; 2. después de la formación del prepolímero, pero antes de dispersar el prepolímero, o 3. mediante la adición del agente de neutralización a la totalidad o una parte del agua de dispersión. La reacción entre el agente de neutralización y los grupos aniónicos potenciales puede llevarse a cabo a temperaturas por debajo de aproximadamente 90°C, preferiblemente entre aproximadamente 30°C y 80°C, con agitación de la mezcla de reacción.

Una vez que se ha formado el prepolímero terminado de NCO, se dispersa en agua destilada/agua desionizada con agitación suave. La temperatura del agua antes de la dispersión está en el intervalo de aproximadamente 5°C a aproximadamente 9Q°C, y preferiblemente de aproximadamente 25°C a aproximadamente 85°C.

El prepolímero terminado de NCO luego se dispersa a continuación con cadena extendida con una poliamina. El componente de poliamina es una poliamina o una mezcla de poliaminas que tienen una funcionalidad (promedio) de amina de 2 a 3 y un peso molecular (promedio) de aproximadamente 50 a 2000, preferiblemente aproximadamente de 50 a 300. La presencia de grupos amino primarios y/o secundarios en las poliaminas mencionadas es crucial.

Las poliaminas adecuadas incluyen etilendiamina, 1 ,2 - y 1 ,3-diaminopropano, 1 ,4-diaminobutano, 1 ,6-diaminohexano, isoforondiamina, mezcla de isómeros de 2,2,4 - y 2,4,4-trimethylhexa-metilendiamina, 2-metil-pentametilendiamina, muere-Heno triamina, 1 ,3 - y 1 ,4-xililendiamina, a, a, a ', a'-tetrametil-1 , 3 - y -1 ,4-xililendiámina y 4,4 - diaminodiciclohexilmetano. Las poliaminas adecuadas en el contexto del invento es también de hidrazina, hidrato de hidrazina e hidrazinas sustituidas, tales como, por ejemplo, N-metilhidrazina, N, N'-dimetilhidracina y sus homólogos y dihidrazidas de ácido, ácido adípico, ácido ß-methyladipic, ácido sebácico, ácido hidracrílico y ácido tereftálico, hidrazidas semicarbazidoalquileno, tales como, por ejemplo, hidrazida del ácido ß-semicarbazidopropionico (por ejemplo, DE-A 17 70 591 ), semicarbazidoalquileno carbazine-ésteres, tales como, por ejemplo, éster 2-sem¡carbazidoethylcarbaz¡ne (por ejemplo, DE -A 19 18 504), o compuestos de aminosemicarbazida, tales como, por ejemplo, la ß-aminoetil semicarbazl-carbonato (por ejemplo, DE-A 19 02 931 ).

Además de estas poliaminas de bajo peso molecular que tiene un peso molecular de hasta 300, también es posible, en principio, usar poliaminas de peso molecular relativamente alto, de modo que el componente de poliamina tiene un peso molecular medio de hasta 2000. Las poliaminas de peso molecular relativamente alto de este tipo incluyen poliaminas que el poliéter conocido obtiene por conversión de los grupos hidroxilo de polioles de poliéter mencionados anteriormente en grupos amino primarios.

El tamaño de partícula (diámetro medio) de los polímeros de poliuretano-urea aniónicos a base de agua totalmente reaccionados están en el intervalo de aproximadamente 30 nanómetros a aproximadamente 500 nanómetros, y preferiblemente de aproximadamente 40 nm a aproximadamente 100 nm. Las dispersiones a base de agua de los polímeros de poliuretano-urea del invento tienen un contenido de sólidos en el intervalo de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 45% en peso, y preferiblemente de aproximadamente 30% en peso a aproximadamente 40% en peso.

El aceite natural basado dispersión de poliuretano descrito anteriormente es eficiente en términos de coste, así como los materiales utilizados s.

La dispersión de poliuretano basada en aceite natural que se describe anteriormente está libre de compuestos orgánicos volátiles, lixiviables catalizadores de aminas terciarias y compuestos orgánicos de terminación de cadena de amina sin reaccionar. La dispersión de poliuretano basado en aceite natural que se describe arriba es de plástico y no biodegradables. Respecto de sus propiedades/características superiores, la dispersión de poliuretano basada en aceite natural se aplica ampliamente en la industria en una variedad de formas, especialmente para aplicaciones de contacto directo con alimentos.

La dispersión de poliuretano basado en aceite natural, descrita anteriormente, tiene buenas características de adhesión sobre sustratos, incluyendo papel, polietileno, polipropileno, poliéster, nylon, acetato de vinilo de etileno, celofán, cloruro de polivinilo, películas no tejidas y películas metalizadas.

La dispersión de poliuretano basada en el aceite natural descrita anteriormente puede, por lo tanto, utilizarse como adhesivo de laminación.

La dispersión de poliuretano basada en aceite natural que se ha descrito anteriormente, por consiguiente, también se utiliza en máquinas de laminación convencionales para la preparación de películas u otros envases flexibles laminados.

Asimismo, la dispersión de poliuretano basada en aceite natural descrita anteriormente puede, por lo tanto, utilizarse para producir el material de embalaje, que posee propiedades de ser resistente al agua, resistente, duradero, amigable con el ambiente, fácil de usar y capaz de termosellado.

Específicamente, la dispersión de poliuretano basada en aceite natural descrita anteriormente se puede utilizar para producir los materiales de embalaje adecuados para, entre otros, el contacto directo con alimentos y aplicaciones de productos duraderos.

Debido a la naturaleza crítica de este invento, la dispersión de poliuretano basada en aceite natural que se ha descrito anteriormente se puede utilizar para materiales de embalaje para diversos productos, sin ninguna restricción/limitación de forma, tamaño o naturaleza de las mercancías.

Todos los porcentajes, cantidades o medidas preferidas y criterios de valoración de los mismos en el presente son inclusivos. Los números tienen más precisión que los indicados. Todas las cantidades, razones, proporciones y otras mediciones son en peso salvo que se indique lo contrario. Todos los porcentajes se refieren al porcentaje en peso basado en la composición global de acuerdo con la práctica del invento salvo que se indique lo contrario. Excepto en los ejemplos, o que se indique lo contrario, todos los números que expresan cantidades, porcentajes, números OH, funciones, etc, del pliego han de entenderse como modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". Salvo indicación en contrario o reconocida por los expertos de otra manera imposibles, los pasos de los procesos descritos en este documento se llevan a cabo opcionalmente en secuencias diferentes de la secuencia en que se discuten los pasos aquí. Además, opcionalmente se producen pasos por separado, o simultáneamente con la superposición en el tiempo. A menos que se indique otra cosa, cuando un elemento, material o pasos que pueden causar efectos no deseados está presente en cantidades o en una forma tal que no produce el efecto de un grado inaceptable, se considera sustancialmente ausente durante la práctica de este invento. Los expertos en la técnica reconocen límites aceptables que varían con el equipo, las condiciones, las aplicaciones y otras variables, pero se pueden determinar sin experimentación indebida en cada situación en la que se aplican. En algunos casos, la variación o desviación en un parámetro pueden ser aceptables para lograr otro fin deseable.

La descripción anterior revelará completamente el invento según el punto de vista conceptual, de modo que otros, aplicando el conocimiento actual serán capaces de modificar y/o adaptar, para diversas aplicaciones, tal invento sin investigación adicional y sin alejarse del invento, y se ha de entender que tanto las adaptaciones y modificaciones tendrán que ser consideradas como el equivalente al presente invento. Los medios y los materiales para realizar las diferentes funciones descritas en este documento podrían tener una naturaleza diferente sin, por ello apartarse del ámbito del invento. Se ha de entender que la fraseología o la terminología empleada son con el propósito de descripción y no de limitación. También será evidente para los expertos que otras realizaciones, mejoras, detalles y usos se pueden hacer compatibles con la letra y el espíritu de la descripción anterior y dentro del alcance de esta patente.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Una dispersión de poliuretano basada en aceite natural producida por: a) la formación de un prepolímero de poliuretano terminado en NCO dispersable en agua que consiste esencialmente en el producto de reacción de: i) el componente de poliol consta de una mezcla de poliol monobloqueado basado en éster natural ricinoleeato, que se prepara sin necesidad de utilizar el sistema de alcoholisis para derivar el aceite de éster natural bloqueado, y un grupo- carboxílico adecuado que contienen polioles, según se describe en este documento, y ii) el exceso estequiométrico de un componente de polüsocianato aromático, el aquí descrito; b) neutralizar el prepolímero con un agente neutralizante adecuado de la forma que se describe aquí; c) dispersando el prepolímero en agua sin disolventes de la manera descrita aquí y d) haciendo reaccionar el prepolímero con un extendedor de cadena adecuada aquí descrito; en el que el dicho prepolímero, que se forma a una temperatura inferior a aproximadamente 100 °C en la manera dada a conocer aquí, posee mejores características que lo hacen ampliamente aplicable en la industria, según se describe aquí.

2. La dispersión de poliuretano con base en aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , en la que dicho prepolímero se forma a temperaturas en un rango de aproximadamente 40°C a aproximadamente 100°C.

3. La dispersión de poliuretano basada en aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , en el poliol monobloqueado basado en éster natural ricinoleato se prepara por medio de un proceso de múltiples pasos, sin necesidad de utilizar el sistema de alcohólisis para derivar el aceite de éster natural bloqueado.

4. La dispersión de poliuretano basada en aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , , en la que los aceites naturales utilizados para preparar poliol monobloqueado basado en éster natural ricinoleato incluyen: a. aceite de cañóla, aceite de sebo, aceite de soja, aceite de cártamo, aceite de linaza, aceite de ricino, aceite de maíz, aceite de girasol, aceite de oliva, aceite de cañóla, aceite de sésamo, aceite de semilla de algodón, aceite de palma basado en el aceite de colza, aceite de tung, aceite de cacahuete, aceite de Jatropha, y combinaciones de los mismos, y / o b. aceites de origen vegetal, que puede ser aceites vegetales natural o genéticamente modificados, como el aceite de cártamo alto oleico, aceite de soja alto oleico, aceite de cañóla alto oleico , aceite de maní alto oleico, aceite de girasol alto oleico y aceite de colza alto erúcico (aceite crambe), y / o c. Las grasas animales tales como aceite de pescado, manteca de cerdo y sebo, y / o d. aceites microbianos, tales como aceite de algas, incluyendo aquellos que se modifican genéticamente para aumentar los rendimientos y / o para obtener distribuciones de ácidos grasos selectivos

5. La dispersión de poliuretano a base de aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , en la que el poliol monobloqueado basado en éster natural ricinoleato constituye hasta aproximadamente 95% en peso del peso total del componente de poliol.

6. La dispersión de poliuretano basada en aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , en la que el componente de poliisocianato aromático utilizado es un isómero de diisocianato de tolueno y / o de diisocianato de metileno difenil.

7. La dispersión de poliuretano basada en aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , en la que la relación del componente de poliisocianato con el componente de poliol puede ser 1 :4, y es más preferiblemente 1 :2.

8. La dispersión de poliuretano a base de aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , en la que el prepolímero terminado en NCO se dispersa en agua destilada / agua desionizada de temperatura que varía de aproximadamente 5°C a aproximadamente 90°C, con agitación suave.

9. La dispersión de poliuretano a base de aceite natural, según se indica en la reclamación 1, que sustahcialmente está libre de compuestos orgánicos volátiles, lixiviables catalizadores de aminas terciarias y compuestos orgánicos de terminación de cadena de amina sin reaccionar.

10. La dispersión de poliuretano a base de aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , qué no es de plástico.

11. La dispersión de poliuretano a base de aceite natural, que se indica en la reclamación 1 , que es biodegradable.

12. La dispersión de poliuretano a base de aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , que es ampliamente aplicable en la industria en una variedad de formas, especialmente en los materiales de embalaje para aplicaciones de contacto directo con alimentos y aplicaciones de productos duraderas sin ningún tipo de restricción/limitación de forma, tamaño o naturaleza de la comida/mercancías.

13. La dispersión de poliuretano a base de aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , que se puede utilizar como un adhesivo de laminación.

14. La dispersión de poliuretano a base de aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , que se puede utilizar en máquinas de laminación convencionales para la preparación de películas u otros envases flexibles laminados.

15. La dispersión de poliuretano a base de aceite natural, según se indica en la reclamación 1 , que tiene buenas características de adhesión sobre sustratos, incluyendo papel, polietileno, polipropileno, poliéster, nylon, acetato de vinilo de etileno, celofán, cloruro de polivinilo, películas no tejidas y películas metalizadas.