ES2230745T3 - Adhesivo para laminacion endurecible mediante irradiacion y su empleo. - Google Patents
Adhesivo para laminacion endurecible mediante irradiacion y su empleo.Info
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Abstract
Empleo de un pegamento, que contiene al menos tres componentes A, B y D para la obtención de un material compuesto en forma de láminas, estando contenidos a) a modo de componente A un compuesto con al menos un grupo viniléter, que presente un peso molecular mayor que 400, b) como componente B un fotoiniciador, que inicie una polimerización del componente A tras irradiación con luz con una longitud de onda desde 100 hasta 600 nm, d) a modo de componente D un compuesto con al menos dos grupos OH, elegido del grupo formado por policarbonatopolioles, polivinilacetatopolioles, poliuretanopolioles, etilenglicol, dietilenglicol, neopentilglicol, hexanodiol, butanodiol, propilenglicol, glicerina, trimetilolpropano, pentaeritrita o alcoholes sacáricos o una mezcla formada por dos o varios de los mismos.
Description
Adhesivo para laminación endurecible mediante
irradiación y su empleo.
La invención se refiere al empleo de un pegamento
que contiene, al menos, dos componentes A y B para la obtención de
pegamentos para la unión de láminas. Además la invención se refiere
al empleo de un pegamento para laminación endurecible por
irradiación, de éste tipo, para la fabricación de materiales
compuestos en lámina.
En el sector de los pegamentos, especialmente
para la laminación de materiales en forma de banda, existe la
demanda creciente de tiempos de endurecimiento cortos y de un
"tiempo de respuesta" más corto (posibilidad más rápida de
utilización) de los pegamentos utilizados para la laminación. Los
sistemas tradicionales, extendidos en el mercado, están basados, por
regla general, sobre aglutinantes de poliuretano, de acrilato o de
epoxi, que se endurecen a través de la reacción con endurecedores
añadidos o por medio de la humedad mediante una reticulación
relativamente lenta. Los tiempos usuales para el endurecimiento de
tales sistemas, obtenibles en el mercado, supone aproximadamente 4
hasta aproximadamente 21 días. Un lapso de tiempo de éste tipo para
un endurecimiento definitivo y, por lo tanto, hasta que se alcance
la posibilidad máxima de carga de los materiales compuestos en forma
de lámina no es, sin embargo, deseable por regla general.
Los materiales compuestos en forma de lámina
están expuestos durante la fabricación, durante la transformación y
durante el uso a una serie de solicitaciones, que no se presentan en
el caso de otros materiales pegados, o no se presentan con la
intensidad que se encuentra en el caso de los materiales compuestos
en forma de lámina. En el caso de la fabricación de materiales
compuestos en forma de lámina se unen entre sí materiales, en parte
completamente diferentes, que pueden presentar, además, una
estructura superficial diferente. Por regla general se trata en éste
caso de materiales en forma de banda constituidos, por ejemplo, por
papel, material sintético, láminas de material sintético tratadas
con vapor de metal o de óxidos metálicos, especialmente con óxidos
de metales de transición, o láminas metálicas, especialmente láminas
de aluminio.
Los materiales compuestos en forma de lámina
están sometidos durante la fabricación, la transformación y el uso a
una serie de solicitaciones mecánicas, que plantean elevadas
exigencias en cuanto a las propiedades mecánicas del pegamento con
relación al pegamento que proporciona la unión entre los materiales.
Puesto que, usualmente, los materiales en forma de banda, a ser
pegados, están constituidos por materiales con elevada flexibilidad,
que están sometidos durante la fabricación, durante la
transformación y durante el uso permanentemente a movimientos de
tracción y de flexión, el pegamento debe disponer de una
flexibilidad suficientemente elevada para soportar las
solicitaciones que se presentan en éste caso sin deterioro o
desprendimiento de la unión por pegado.
Además, el pegamento debe presentar desde luego,
también, un elevado nivel de resistencia al pelado, para resistir a
las solicitaciones de tracción perpendicularmente con respecto a la
superficie de unión de las láminas sin separación del material
compuesto en forma de lámina.
El pegamento debe cumplir, además, por regla
general, también una serie de criterios con relación a la tendencia
a la cristalización y al coloreado, que sobrepase a las
características de las prestaciones de los pegamentos para las
uniones por pegado tradicionales. De éste modo debe garantizarse,
por ejemplo, en el caso del pegado de láminas de materiales
sintéticos transparentes, que incluso el material compuesto en forma
de láminas presente una transparencia duradera sin turbidez debida a
la cristalización. Del mismo modo, el pegamento debe presentar una
tendencia a la formación de productos coloreados secundarios lo más
baja posible incluso durante un almacenamiento prolongado del
material compuesto en forma láminas, por ejemplo bajo irradiación
UV.
Los materiales compuestos en forma de lámina
deben presentar, además, ya al cabo del tiempo más corto posible una
resistencia térmica que sea lo más elevada posible. Ésta propiedad
es especialmente importante cuando, por ejemplo, tengan que
envasarse con materiales compuestos en forma de lámina productos,
que presenten todavía una temperatura elevada, con el fin de acortar
los ciclos de producción y de envasado. Sin embargo, la
característica de la resistencia térmica es también significativa
cuando tengan que someterse a un calentamiento por ejemplo
materiales revestidos ya al menos en parte por el material compuesto
en forma de lámina.
Un criterio creciente por su significado para los
materiales compuestos en forma de lámina consiste en la ausencia,
tan amplia como sea posible, de productos migratorios. Se entenderán
por productos migratorios aquellos componentes de bajo peso
molecular del material compuesto en forma de lámina, que, por un
lado, no están localmente fijados dentro del material compuesto, es
decir que pueden desplazarse en el interior del material compuesto
y, por otro lado, pueden difundirse en caso dado desde el material
compuesto hasta el material recubierto por el material compuesto.
Puesto que tales componentes de bajo peso molecular pueden
influenciar negativamente sobre la salud corporal de los seres
vivos, especialmente de los seres humanos, es deseable preparar
materiales compuestos en forma de lámina, que estén exentos de
migración tanto como sea posible.
Se conocen componentes polimerizables por medio
de radicales, bajo irradiación, en pegamentos. En el caso de tales
pegamentos polimerizables por medio de radicales constituye un
inconveniente el que éstos tienen que endurecerse, por regla
general, bajo condiciones inertes, puesto que el oxígeno del aire
actúa como inhibidor. De manera ejemplificativa esto se consigue
mediante irradiación del material, a ser polimerizado, en una
atmósfera de gas inerte, entrando en consideración como gases
inertes, por ejemplo, nitrógeno o argón. En éste procedimiento
constituye un inconveniente el que tiene que trabajarse en caso dado
con un coste de instalación elevado, para garantizar las condiciones
inertes, necesarias.
La publicación DE-U 94 20 640.6
se refiere a composiciones endurecibles mediante irradiación con un
contenido en poliuretanos terminados en OH, de un compuesto epoxi y
de un fotoiniciador. Se describe una composición de pegamento
endurecible por irradiación, en una sola etapa, que dispone tanto de
una elevada adherencia inicial así como también de una elevada
adherencia final, cuando se emplea como pegamento para
laminación.
La publicación EP-A 0 688 804
describe masas de tipo epóxido, policomponentes, endurecibles de
manera catiónica, así como procedimientos para su endurecimiento.
Ésta describe masas de tipo epóxido, endurecibles catiónicamente, en
diversas formas de realización, que contienen a modo de componentes
básicos, por regla general, una mezcla formada por compuestos que
generan bajo irradiación ácidos de Lewis y/o ácidos de Brönsted,
monómeros catiónicamente polimerizables, que contienen grupos
epóxido, así como al menos otro componente elegido del grupo de los
agentes de flexibilización, retardadores, monómeros polimerizables
por medio de radicales, aceleradores o modificadores. Como agentes
flexibilizadores se citan alcoholes y glicoles con un peso molecular
de al menos 200 hasta 20.000 g/mol.
La publicación DE-A 43 40 949
describe masas de tipo epóxido endurecibles catiónicamente con
iniciación por medio la luz y su empleo. La publicación describe una
masa de tipo epóxido endurecible catiónicamente, iniciada por medio
de la luz, que contiene al menos un retardador, al menos un
acelerador, al menos una sal compleja de ferrocenio y, al menos, un
compuesto cicloalifático, que contiene grupos epóxido así como
agentes auxiliares y aditivos usuales.
Los pegamentos, que representan el estado de la
técnica, presentan, por regla general, el inconveniente de que no
cumplen todos los requisitos que se exigen a un pegamento para la
fabricación de materiales compuestos en forma de lámina. De éste
modo, pueden fabricarse pegamentos que ciertamente endurecen de
forma rápida constituidos por compuestos epoxi y por
poliuretanopolioles, pero cuya resistencia térmica no cumple, sin
embargo, los requisitos exigidos, por ejemplo en el caso de la
preparación de artículos comestibles o en el caso de la
esterilización de aparatos para medicina.
Por lo tanto, la tarea de la presente invención
consistía en poner a disposición un sistema de pegamento para la
fabricación de materiales compuestos en forma de lámina, que
resistiese a las elevadas solicitaciones, que se generan durante la
fabricación, durante la transformación y durante el uso de tales
materiales compuestos en forma de lámina así como que presentase un
tiempo de endurecimiento rápido y una elevada resistencia a la
cizalla y al pelado. Además la tarea de la invención consistía en
poner a disposición un pegamento para la obtención de materiales
compuestos en forma de lámina, con el que se pudieran obtener
materiales compuestos en forma de lámina con elevada resistencia
térmica y con un bajo contenido en productos migratorios (por
ejemplo polioles de bajo peso molecular).
La tarea se resuelve por medio de un pegamento
que contiene al menos dos componentes A y B, como se ha descrito más
adelante dentro de éste texto.
El objeto de la invención es el empleo de un
pegamento según la reivindicación 1 y un pegamento según la
reivindicación 7.
Los compuestos, empleables en el ámbito de la
presente invención, a modo de componente A, presentan un peso
molecular mayor que aproximadamente 400. De manera ejemplificativa,
el componente A puede contener solo un compuesto con al menos un
grupo de viniléter, sin embargo es igualmente posible emplear una
mezcla formada por dos o varios compuestos con al menos un grupo
viniléter. En éste contexto se entenderá por una "mezcla" no
una mezcla de moléculas diferentes de un solo compuesto polímero,
como la que se forma debido a la distribución estadística del peso
molecular durante la síntesis de un compuesto polímero por regla
general (en función de los métodos de síntesis elegidos). La
expresión "mezcla" significa, en el presente contexto, que al
menos se mezcla dos compuestos polímeros procedentes de dos cargas
de síntesis diferentes.
Los compuestos polímeros puede diferenciarse, por
ejemplo, en cuanto a la distribución del peso molecular, es decir
que los valores para el promedio en número del peso molecular
(M_{n}) y/o el promedio en peso del peso molecular (M_{w}) son
diferentes. Sin embargo, por regla general la expresión
"mezcla" designa una mezcla formada por al menos dos compuestos
polímeros diferentes, que hayan sido sintetizados por ejemplo con
ayuda de monómeros diferentes.
Los compuestos polímeros, empleos como componente
A, presentan un esqueleto polímero que ha sido preparado por
policondensación, poliadición o polimerización o mediante aplicación
simultánea o sucesiva de los métodos citados para la constitución
del polímero durante la síntesis de un polímero.
Los compuestos, empleables a modo de componente A
en el ámbito de la presente invención, presentan al menos un grupo
de viniléter, que está enlazado bien en el extremo de la cadena, es
decir en el extremo de una cadena polímera, o que se encuentra
lateralmente, es decir como grupo lateral enlazado de manera
covalente sobre la cadena polímera. El enlace de un polímero con un
grupo de viniléter puede traducirse de diversas formas, habiéndose
establecido como ventajoso, sin embargo, en el ámbito de la presente
invención que se produzca un enlace de la cadena polímera con los
grupos de viniléter o bien la introducción de un grupo viniléter
sobre una cadena polímera con ayuda de al menos un grupo OH que se
encuentre sobre la cadena polímera.
Por lo tanto el esqueleto polímero de los
compuestos polímeros empleables en el ámbito de la presente
invención a modo de componente A puede ser, por ejemplo, una
poliamida, un poliéster, un poliéter, un poliacrilato, un
polimetacrilato, un policarbonato o un poliuretano o un copolímero,
que contenga dos o más de las estructuras polímeras citadas. En el
ámbito de la presente invención son preferentes aquellos compuestos
polímeros que presenten al menos un grupo OH sobre el esqueleto
polímero antes de la introducción del grupo viniléter. A éstos
pertenecen, por ejemplo, polibutadieno o poliisopreno con grupos OH
extremos. El técnico en la materia conoce por la literatura
especializada del ramo para la química macromolecular procedimientos
para la obtención de polímeros que portan grupos OH del tipo
anteriormente citado y no necesita mayores explicaciones a éste
respecto.
Los polímeros, que portan grupos OH pueden
equiparse con grupos de viniléter de forma especialmente sencilla y
ventajosa. Para ello se parte, usualmente, de
monohidroxiviniléteres, que pueden obtenerse, por ejemplo, mediante
reacción de acetileno con un poliol, preferentemente con un diol.
Los monohidroxiviniléteres pueden hacerse reaccionar a continuación,
por ejemplo, con un poliisocianato, eligiéndose la proporción
estequiométrica entre el monohidroviniléter y el poliisocianato de
tal manera que, tras la reacción permanezca al menos un grupo
isocianato libre por molécula. A continuación puede hacerse
reaccionar el compuesto, obtenido de éste modo, con el compuesto
polímero que porta los grupos OH, lo cual conduce a un compuesto que
presenta grupos de viniléter enlazados de manera covalente.
Del mismo modo es posible una forma de proceder a
la inversa, si se hace reaccionar, en primer lugar, el polímero que
porta los grupos OH con un poliisocianato de tal manera, que se
forme un polímero que porte grupos isocianato y éste polímero que
porta grupos isocianato se hace reaccionar a continuación con un
monohidroxiviniléter.
Los polímeros, fabricados de éste modo, portan en
el extremo de la cadena o de forma lateral con respecto a la cadena
un grupo uretano. Por lo tanto la expresión "poliuretano"
empleada en el ámbito de la presente invención abarca también
aquellos compuestos polímeros que estén enlazados, de la manera
anteriormente descrita, a través de un grupo uretano con un grupo de
viniléter.
El poliuretano, empleado preferentemente, a modo
de componente A, en el ámbito de la presente invención, está
constituido de forma especialmente preferente por un poliéster- o
poliéterpoliuretano.
Un poliésterpoliuretano empleado de forma
especialmente preferente como componente A en el ámbito de la
presente invención, puede obtenerse a partir de la reacción de un
poliésterpoliol con un poliisocianato y con un
monohidroxiviniléter.
Para la obtención del componente A son adecuados
poliésterpolioles con un peso molecular desde aproximadamente 200
hasta aproximadamente 10.000. De éste modo, pueden emplearse, por
ejemplo, poliésterpolioles que se forman mediante la reacción de al
menos un alcohol de bajo peso molecular, especialmente de
etilenglicol, dietilenglicol, neopentilglicol, hexanodiol,
butanodiol, propilenglicol, glicerina o trimetilolpropano con
caprolactona. Del mismo modo son adecuados a modo de alcoholes
polifuncionales para la obtención de los poliésterpolioles el
1,4-hidroximetilciclohexano, el
2-metil-1,3-propanodiol,
el butanotriol-1,2,4, el trietilenglicol, el
tetraetilenglicol, el polietilenglicol, el dipropilenglicol, el
polipropilenglicol, el dibutilenglicol y el polibutilenglicol.
Igualmente son adecuadas, para la obtención del componente A,
mezclas formadas por dos o varios de los alcoholes citados.
Otros poliésterpolioles adecuados pueden
obtenerse mediante policondensación. De éste modo pueden condensarse
alcoholes difuncionales y/o trifuncionales con un exceso de ácidos
dicarboxílicos y/o de ácidos tricarboxílicos, o de sus derivados
reactivos, para dar poliésterpolioles. Los ácidos dicarboxílicos
adecuados son, por ejemplo, el ácido succínico y sus homólogos
superiores con hasta aproximadamente 16 átomos de carbono, además
ácidos dicarboxílicos insaturados tales como ácido maleico o ácido
fumárico así como ácidos dicarboxílicos aromáticos, especialmente
los ácidos ftálicos isómeros, tales como el ácido ftálico, el ácido
isoftálico o el ácido tereftálico o mezclas formadas por dos o
varios de los ácidos dicarboxílicos citados. Como ácidos
carboxílicos son adecuados, por ejemplo, el ácido cítrico o el ácido
trimelítico. En el ámbito de la invención son especialmente
adecuados los poliésterpolioles constituidos por al menos uno de los
ácidos dicarboxílicos citados y glicerina, que presenten un
contenido residual en grupos OH. Los alcoholes especialmente
adecuados son hexanodiol, etilenglicol, dietilenglicol o
neopentilglicol o mezclas formadas por dos o varios de ellos. Los
ácidos especialmente adecuados son el ácido isoftálico o el ácido
adípico o sus mezclas.
Los poliésterpolioles con elevado peso molecular
abarcan, por ejemplo, los productos de reacción de alcoholes
polifuncionales, preferentemente difuncionales (en caso dado junto
con pequeñas cantidades de alcoholes trifuncionales) y ácidos
carboxílicos polifuncionales, preferentemente difuncionales. En
lugar de los ácidos policarboxílicos libres pueden emplearse (cuando
sea posible) también los correspondientes anhídridos de los ácidos
policarboxílicos o los correspondientes ésteres de los ácidos
policarboxílicos con alcoholes con, preferentemente, 1 hasta 3
átomos de carbono. Los ácidos policarboxílicos pueden ser
alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos y/o heterocíclicos. Estos
pueden estar substituidos en caso dado, por ejemplo por grupos
alquilo, por grupos alquenilo, por grupos éter o por halógeno. Como
ácidos policarboxílicos son adecuados, por ejemplo, el ácido
succínico, el ácido adípico, el ácido subérico, el ácido azelaico,
el ácido sebácico, el ácido ftálico, el ácido isoftálico, el ácido
tereftálico, el ácido trimelítico, el anhídrido del ácido ftálico,
el anhídrido del ácido tetrahidroftálico, el anhídrido del ácido
hexahidroftálico, el anhídrido del ácido tetracloroftálico, el
anhídrido del ácido endometilentetrahidroftálico, el anhídrido del
ácido glutárico, el ácido maleico, el anhídrido del ácido maleico,
el ácido fumárico, los ácidos grasos dímeros o los ácidos grasos
trímeros o mezclas formadas por dos o varios de ellos. En caso dado
pueden estar presentes en la mezcla de la reacción cantidades
subordinadas de ácidos grasos monofuncionales.
Cuando deba emplearse un poliéterpoliuretano, a
modo de componente A, será adecuado como poliéter de base, por
ejemplo un producto de reacción de alcoholes polifuncionales de bajo
peso molecular con óxidos de alquileno. Los óxidos de alquileno
presentan, preferentemente, desde 2 hasta aproximadamente 4 átomos
de carbono. Son adecuados, por ejemplo, los productos de reacción de
etilenglicol, de propilenglicol, de los butanodioles o de los
hexanodioles isómeros con óxido de etileno, óxido de propileno y/o
óxido de butileno. Además son adecuados también los productos de
reacción de alcoholes polifuncionales tales como glicerina,
trimetiloletano y/o trimetilolpropano, pentaeritrita o alcoholes
sacáricos, con los óxidos de alquileno citados para dar los
poliéterpolioles. Son especialmente preferentes los poliéterpolioles
con un peso molecular desde aproximadamente 100 hasta
aproximadamente 10.000, preferentemente desde aproximadamente 200
hasta aproximadamente 5.000. En el ámbito de la presente invención
es especialmente preferente el polipropilenglicol con un peso
molecular desde aproximadamente 300 hasta aproximadamente 2.500. Del
mismo modo son adecuados, como componentes poliol para la obtención
del componente A, aquellos poliéterpolioles como los que se forman,
por ejemplo, a partir de la polimerización con tetrahidrofurano.
Los poliéteres se hacen reaccionar, en una forma
conocida por el técnico en la materia, mediante reacción de al menos
un compuesto de partida, que presente un átomo de hidrógeno
reactivo, con óxidos de alquileno, por ejemplo óxido de etileno,
óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de estireno,
tetrahidrofurano o epiclorhidrina o mezclas formadas por dos o
varios de los mismos.
Los compuestos de partida adecuados son, por
ejemplo, agua, etilenglicol, propilenglicol-1,2 o
-1,3, butilenglicol-1,4 o -1,3,
hexanodiol-1,6, octanodiol-1,8,
neopentilglicol, 1,4-hidroximetilciclohexano,
2-metil-1,3-propanodiol,
glicerina, trimetilolpropano, hexanotriol-1,2,6,
butanotriol-1,2,4, trimetiloletano, pentaeritrita,
manitol, sorbitol, metilglicósido, azúcar, fenol, isononilfenol,
resorcina, hidroquinona, 1,2,2- o
1,1,2-tris-(hidroxifenil)-etano,
amoníaco, metilamina, etilendiamina, tetra- o hexametildiamina,
trietanolamina, anilina, fenilendiamina, 2,4- o
2,6-diaminotolueno o polifenilpolimetilenpoliaminas,
como las que pueden obtenerse mediante condensación de
anilina-formaldehído.
Del mismo modo son adecuados, para el empleo a
modo de componentes poliol, los poliéteres que hayan sido
modificados por polímeros. Tales productos pueden obtenerse, por
ejemplo, si se polimerizan estireno, acrilonitrilo, acetato de
vinilo, ácido acrílico o ácido metacrílico o mezclas formadas por
dos o varios de ellos, en presencia de poliéteres.
Como poliisocianatos para la obtención del
componente A entran en consideración, por ejemplo,
etilendiisocianato, 1,4-tetrametilendiisocianato,
1,6-hexametilendi-isocianato (HDI),
ciclobutano-1,3-diisocianato,
ciclohexano-1,3- y
-1,4-di-isocianato así como mezclas
formadas por dos o varios de los mismos,
1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano
(isoforonadiisocianato, IPDI), 2,4- y
2,6-hexahidrotoluilendiisocianato,
hexahidro-1,3- o
-1,4-fenilendiisocianato,
tetrametilxililendiisocianato (TMXDI), 1,3- y
1,4-fenilendiisocianato, 2,4- o
2,6-toluilendiisocianato,
difenilmetano-2,4-diisocianato,
difenilmetano-2,2'-diisocianato o
difenilmetano-4,4'-diisocianato o
mezclas formadas por dos o varios de los diisocianatos citados.
Del mismo modo, en el sentido de la presente
invención, son adecuados como poliisocianatos para la obtención del
componente A, isocianatos trivalentes o con una valencia mayor que
tres, como los que pueden obtenerse, por ejemplo, mediante
oligomerización de diisocianatos. Ejemplos de tales poliisocianatos
trivalentes y con una valencia mayor que tres son los
triisocianuratos de HDI o de IPDI o sus mezclas o sus
triisocianuratos mixtos.
Como monohidroxiviniléteres son adecuados todos
los alcoholes monofuncionales, que presenten al menos un grupo de
viniléter en la molécula. Especialmente éstos son compuestos de la
fórmula general I
(I)R^{1}-CH=CR^{2}-O-Z-OH
en la que R^{1} y R^{2}
significan, independientemente entre sí, hidrógeno y/o restos
alquilo con 1 a 10 átomos de carbono, siendo preferentes, sin
embargo, los restos alquilo con 1 a 4 átomos de carbono.
Preferentemente uno de ambos restos significa hidrógeno, puesto que
en otro caso se produciría, por regla general, una disminución
indeseada de la velocidad de polimerización del componente A. En
una forma preferente de realización, R^{1} significa un grupo
metilo y R^{2} significa hidrógeno. En una forma de realización
especialmente preferente R^{1} y R^{2} significan hidrógeno, Z
significa un radical divalente, derivado de alcoholes divalentes.
De éste modo Z puede significar, por ejemplo, un radical divalente,
derivado del grupo de los dioles lineales, por ejemplo etilenglicol,
propilenglicol-1,3,
butilenglicol-1,4. Del mismo modo Z puede derivarse
del grupo de los dioles divalentes tales como
propilenglicol-1,2 o
butilenglicol-2,3, o del grupo de los
polialquilenglicoles, por ejemplo dietilenglicol, trietilenglicol, y
sus homólogos
superiores.
Los monohidroxiviniléteres especialmente
preferentes son 4-hidroxibutilviniléter,
4-hidroximetilciclohexilmetilviniléter,
2-hidroxietilviniléter, trietilenglicolmonoviniléter
o dietilenglicolmonoviniléter, o mezclas formadas por dos o varios
de los mismos.
El pegamento, a ser empleado según la invención,
contiene como, a modo de componente B, un fotoiniciador, o una
mezcla formada por dos o varios fotoiniciadores, el fotoiniciador es
capaz de iniciar la polimerización de los grupos viniléter inducida
mediante irradiación. En éste caso son especialmente adecuados
aquellos fotoiniciadores que generen ácidos de Lewis o ácidos de
Brönsted bajo el efecto de la irradiación electromagnética,
especialmente bajo el efecto de la luz.
Como fotoiniciadores, que generan ácidos de Lewis
o ácidos de Brönsted bajo el efecto de la luz, se emplearán en el
ámbito de la presente invención, preferentemente compuestos
complejos de onium o sales complejas de ferroceno. Básicamente son
adecuadas todas las sales de sulfonio o de yodonio aromáticas,
fotosensibles para la iniciación de la polimerización inducida por
medio de la luz. En éste caso son especialmente adecuados el
hexaflúorantimoniato de trisarilsulfonio, el hexaflúorfosfato de
trisarilsulfonio, como los que están contenidos por ejemplo en los
compuestos comerciales Cyracure® UVI-6974 y
UVI-6990 (fabricante: UCC, Danbury, UK), o el
tetra(pentaflúorbencil)borato de
bis(4,4'-dimetilbencil)yodonio (UV
CATA 200, fabricante: Rhone-Poulenc,
Saint-Fons, FR).
En el ámbito de la presente invención se
empleará, de forma especialmente preferente, a modo de componente B,
un fotoiniciador elegido del grupo que contiene sales de complejos
de triarilsulfonio, sales de complejos de diarilyodonio o sales
complejas de ferroceno, o mezclas formadas por dos o varias de las
mismas.
El fotoiniciador, empleado en el ámbito de la
presente invención, es capaz de iniciar, tras irradiación con luz
con una longitud de onda desde aproximadamente 100 hasta
aproximadamente 600 nm, una polimerización del componente A. En una
forma preferente de realización de la invención se lleva cabo la
iniciación por irradiación con luz con una longitud de onda desde
aproximadamente 150 hasta aproximadamente 500 nm, por ejemplo desde
aproximadamente 200 hasta aproximadamente 480 nm.
En caso dado el pegamento, a ser empleado según
la invención puede contener
- c)
- a modo de componente C un compuesto con al menos un grupo viniléter, que presente un peso molecular que aproximadamente 400.
En caso dado puede ser deseable reducir la
viscosidad del pegamento a ser empleado según la invención sin tener
que recurrir a disolvente difícilmente eliminables. En éstos casos
es conveniente añadir al pegamento, a ser empleado según la
invención, a modo de componente C, un compuesto con al menos un
grupo de viniléter y con un peso molecular menor que aproximadamente
400. Mientras que el componente C se encarga de una baja viscosidad
el pegamento, éste se incorpora, por regla general, de manera total
o al menos casi total en el polímero a ser reticulado durante el
endurecimiento, de acuerdo con el concepto de un "diluyente
reactivo".
Cuando únicamente deba conseguirse un efecto
diluyente, será suficiente emplear a modo de componente C un
compuesto o una mezcla formada por dos o varios compuestos con
únicamente un grupo de viniléter. Sin embargo cuando deba
influenciarse la reticulación del pegamento por medio del componente
C, será ventajoso que el componente C contenga, a modo de
"reticulante", al menos una proporción de como mínimo un
compuesto con al menos dos grupos de viniléter o una mezcla formada
por dos o varios de tales compuestos.
Para el empleo, como componente C, en los
pegamentos, a ser empleados según la invención, son adecuados, por
ejemplo, hidroxibutilviniléter, trietilenglicoldiviniléter,
ciclohexanodimetanoldiviniléter, propilenéter de propilencarbonato
(por ejemplo Rapi-Cure® PEPC, ISP Europe),
dodecilviniléter, ciclohexanodimetanolmonoviniléter,
ciclohexilviniléter, dietilenglicol, diviniléter,
2-etilhexilviniléter, dipropilenglicoldiviniléter,
tripropilenglicoldiviniléter, hexanodioldiviniléter,
octadecilviniléter, butanodioldiviniléter, glicerintriviniléter,
trimetilolpropanotriviniléter, pentaeritritatetraviniléter o
viniléteres superiores de alcoholes de valencia superior, o mezclas
formadas por dos o varios de los mismos.
El pegamento, a ser empleado según la invención,
contiene
- d)
- a modo de componente D un compuesto con al menos dos grupos OH.
El componente D puede participar igualmente, de
manera comparable a la del comportamiento del componente C, en la
polimerización del componente A, y puede incorporarse en el
pegamento reticulado. Por lo tanto el componente D puede cumplir,
por un lado, la función de un "diluyente reactivo" para reducir
la viscosidad del pegamento, pero, por otro lado, puede cumplir
también la función de un "reticulante".
Los compuestos que portan grupos OH, adecuados en
éste caso son, por ejemplo, etilenglicol, dietilenglicol,
neopentilglicol, hexanodiol, butanodiol, propilenglicol, glicerina,
trimetilolpropano, pentaeritrita o alcoholes sacáricos o una mezcla
formada por dos o varios de los mismos.
Del mismo modo son adecuados, para su empleo a
modo de componente D, compuestos de elevado peso molecular, de forma
típica poliuretanopolioles, policarbonatopolioles,
polivinilacetatopolioles o mezclas formadas por dos o varios de los
polioles citados.
Preferentemente los compuestos, empleados a modo
de componente D, presentan un peso molecular de hasta
aproximadamente 10.000, de forma especialmente preferente desde 500
hasta aproximadamente 6.000.
En el ámbito de la presente invención es
especialmente preferente el empleo de poliuretanopolioles a modo de
componente D.
Un grupo de polímeros, empleado preferentemente
en el ámbito de la presente invención a modo de componente D son los
poliuretanopolioles. Se entenderán por poliuretanopolioles en el
ámbito de la presente invención aquellos compuestos que pueden
obtenerse mediante poliadición a partir de alcoholes divalentes y/o
con una valencia mayor que dos y poliisocianatos. Como polioles para
la obtención de los poliuretanos se elegirán, de manera típica,
poliésteres y/o poliéteres con un peso molecular desde
aproximadamente 300 hasta 10.000, preferentemente desde
aproximadamente 800 hasta aproximadamente 5.000 y con al menos dos
grupos OH. Como poliésteres para la obtención de los poliuretanos,
empleables en el ámbito de la presente invención, son adecuados
todos los poliésteres terminados en grupos OH, que puedan hacerse
reaccionar con un isocianato, al menos difuncional, con prolongación
de las cadenas. A éstos pertenecen, por ejemplo, los poliésteres
anteriormente citados.
Otros dihidroxicompuestos, que pueden emplearse
para la obtención del poliéster, empleable a modo de componente
poliol para la obtención de los poliuretanos son, por ejemplo,
butanodiol-1,3, butanodiol-1,4,
butanodiol-2,3,
2,2-dietilpropano-1,3-diol,
2-metil-2-propilpropano-1,3-diol,
octanodioles isómeros, compuestos divalentes, etilénicamente
insaturados, tales como heptenodiol, octenodiol así como compuestos
divalentes con un contenido en heteroátomos N o S, por ejemplo
dietileglicol, trietilenglicol, tioetilenglicol, dietanolamina o
N-dietanolamina o mezclas formadas por dos o varios
de los mismos.
Los dioles se hacen reaccionar, por regla general
para la obtención de los poliuretanos, con isocianatos
correspondientes, al menos difuncionales. Los isocianatos, empleados
en el ámbito de la presente invención, pueden ser alifáticos o
aromáticos y pueden presentar aproximadamente desde 4 hasta
aproximadamente 40 átomos de carbono. Ejemplos de isocianatos
adecuados son hexametilendiisocianato (HDI),
1,8-octanodiisocianato,
1,10-decanodiisocianato, diisocianatos tales como
por ejemplo los que pueden ser obtenidos a partir de la dimerización
de ácidos grasos y la funcionalización subsiguiente,
correspondiente, fenilendiisocianato-1,4, 2,4- y
2,6-toluenodiisocianato y sus mezclas,
1,5-naftilenodiisocianato, 2,2'-, 2,4'- o
4,4'-difenilmetanodiisocianato (MDI) o mezclas
formadas por dos o varios de los mismos,
tetrametilxililendiisocianato (TMXDI), isoforonadiisocianato (IPDI),
ciclobutano-1,3-diisocianato,
ciclohexano-1,3- y
-1,4-diisocianato, 2,4- y
2,6-hexahidrotoluilendiisocianato,
hexahidro-1,3- o
-1,4-fenilendiisocianato,
2,2'-difenilmetanodiisocianato o
4,4'-difenilmetanodiisocianato o mezclas formadas
por dos o varios de los diisocianatos citados. Igualmente, en el
sentido de la presente invención, pueden emplearse como isocianatos,
para la obtención del poliuretano contenido en el componente A,
poliisocianatos trivalentes o con una valencia mayor que tres, como
los que pueden obtenerse por ejemplo mediante oligomerización de
diisocianatos. Ejemplos de tales poliisocianatos trivalentes o con
valencia mayor que tres son los triisocianuratos de HDI o de IPDI o
sus triisocianuratos mixtos.
Por regla general el peso molecular medio de los
polímeros, empleados a modo de componente D, no descenderá por
debajo del valor de 400. Puesto que los polímeros presentan, por
regla general, en función de los métodos de síntesis elegidos, una
distribución estadística del peso molecular, la expresión "peso
molecular medio " se refiere al promedio en número (M_{n}) del
peso molecular de los polímeros contenidos en el componente A. Esto
incluye que también pueden estar contenidas moléculas polímeras
individuales cuyo peso molecular se encuentre por debajo del valor
indicado de 500.
En caso dado el pegamento, a ser empleado según
la invención, puede contener
- e)
- a modo de componente E un compuesto con al menos un grupo epoxi.
A los compuestos, empleables como componente E en
el ámbito de la presente invención, con al menos un grupo epoxi
pertenecen, por ejemplo, los epóxidos cicloalifáticos. Ejemplos de
epóxidos cicloalifáticos son oxalato de
bis(3,4-epoxiciclohexilmetilo), adipato de
bis(3,4-epoxiciclohexilmetilo), adipato de
bis(3,4-epoxi-6-metilciclohexilmetilo)
y/o pimelato de
bis(3,4-epoxiciclo-hexilmetilo).
Del mismo modo son adecuados carboxilatos de
3,4-epoxiciclohexilmetil-3,4-epoxiciclohexano,
por ejemplo el ácido
3,4-epoxiciclohexilmetil-3,4-epoxiciclohexanocarboxílico,
el ácido
3,4-epoxi-1-metilciclohexilmetil-3,4-epoxi-1-metilciclohexanocarboxílico,
el ácido
6-metil-3,4-epoxiciclohexilmetil-6-metil-3,4-epoxiciclohexanocarboxílico,
el ácido
3,4-epoxi-2-metilciclohexilmetil-3,4-epoxi-2-metilciclohexanocarboxílico,
el ácido
3,4-epoxi-5-metilciclohexilmetil-3,4-epoxi-5-metilciclohexanocarboxílico
y similares.
Otros epóxidos adecuados, que pueden ser
empleados en el ámbito de la presente invención, abarcan
glicidiléteres, como los que pueden obtenerse a partir de fenoles
polivalentes, por ejemplo diglicidiléter de
2,2'-bis(2,3-epoxipropoxifenol)-propano.
El componente E contiene, por regla general, al
menos aproximadamente un 5% en peso de un compuesto con un grupo
epoxi. La proporción de los compuestos con dos o más grupos epoxi se
encuentra comprendida, de manera correspondiente, desde
aproximadamente un 5 hasta aproximadamente un 50% en peso, siendo la
proporción de epóxidos trifuncionales y con una funcionalidad mayor
que tres desde aproximadamente un 5 hasta aproximadamente un 30% en
peso.
Además de los componentes A, B, C, D y E, el
pegamento, a ser empleado según la invención, puede contener, a modo
de componente F, además al menos un compuesto o una mezcla formada
por dos o varios compuestos, que presenten un grupo funcional
catiónicamente polimerizable, que no sea un grupo viniléter o un
grupo epoxi. Ejemplos a éste respecto son olefinas, vinilarenos,
especialmente estireno, y compuestos heterocíclicos tales como
éteres, tioéteres, ésteres o acetales. En el ámbito de la presente
invención es preferente el estireno.
Los pegamentos, a ser empleados según la
invención, pueden contener otros aditivos, a los cuales pertenecen,
por ejemplo, aceleradores, colorantes, pigmentos, cargas, agentes de
refuerzo, agentes tixotrópicos, iniciadores, estabilizantes,
inhibidores o favorecedores de la adherencia. Los aceleradores se
emplean, por regla general, para acelerar el desarrollo de la
polimerización. Esto puede llevarse a cabo bien debido a que se
acelera la reacción de iniciación que se desarrolla bajo el efecto
de la irradiación o bien favoreciéndose la propia polimerización, es
decir la adición de los monómeros individuales entre sí.
El pegamento, a ser empleado según la invención,
contiene los componentes A, B y D así como, en caso dado, C, E y/o
F, así como, en caso dado, aditivos presentes, en proporciones
cuantitativas variables. Todas las indicaciones cuantitativas se
refieren en éste caso al conjunto del pegamento.
El componente A tiene una proporción en el
pegamento, por regla general, de aproximadamente un 1% hasta
aproximadamente un 99,9% en peso, siendo preferente una proporción
desde aproximadamente un 1% en peso hasta aproximadamente un 99% en
peso.
El componente B se emplea, por regla general, en
una proporción desde aproximadamente un 0,1% hasta aproximadamente
un 8% en peso en el pegamento, siendo preferente una proporción
desde aproximadamente un 1% en peso hasta aproximadamente un 5% en
peso, especialmente desde aproximadamente un 2% en peso hasta
aproximadamente un 4% en peso.
El componente C se emplea, en caso dado, en una
proporción de hasta aproximadamente un 40% en peso en el pegamento,
siendo preferente una proporción desde aproximadamente un 5% en peso
hasta aproximadamente un 30% en peso.
El componente D se emplea en una proporción de
hasta aproximadamente un 40% en peso en el pegamento, siendo
preferente una proporción desde aproximadamente un 5% en peso hasta
aproximadamente un 20% en peso.
El componente E se emplea, en caso dado, en una
proporción de hasta aproximadamente un 40% en peso en el pegamento,
siendo preferente una proporción desde aproximadamente un 10% en
peso hasta aproximadamente un 30% en peso.
El componente F se emplea, en caso dado, en una
proporción de hasta aproximadamente un 40% en peso en el pegamento,
siendo preferente una proporción desde aproximadamente un 10% en
peso hasta aproximadamente un 30% en peso.
Los aditivos, a ser añadidos en caso dado al
pegamento, a ser empleados según la invención, pueden estar
presentes en total en una cantidad de hasta aproximadamente un 20%
en peso.
Igualmente constituye un objeto de la invención
un pegamento que contiene los tres componentes A, B y D según la
reivindicación 7.
En otra forma preferente de realización, el
pegamento según la invención contiene aproximadamente
- desde un 50 hasta un 80% en peso del componente
A,
- desde un 2 hasta un 4% en peso del componente B
y
- desde un 18 hasta un 46% en peso del componente
D.
En caso dado el pegamento puede contener además
al menos otro componente, elegido entre los componentes C, E y F así
como entre los aditivos, como los que se han definido en el ámbito
del presente texto.
La composición de pegamento según la invención se
fabrica usualmente mediante mezcla de los componentes
respectivamente citados. La aplicación sobre las láminas a ser
pegadas puede llevarse a cabo con máquinas empleadas usualmente para
ésta finalidad, por ejemplo con máquinas laminadoras tradicionales.
Es especialmente adecuada la aplicación del pegamento en estado
líquido sobre una lámina a ser pegada para formar un laminado. La
lámina, recubierta así con el pegamento, se combina a continuación
con la otra lámina mediante técnicas conocidas y, a continuación, se
transfiere hasta una zona de irradiación, en la que se inicia la
reacción de polimerización mediante irradiación con luz
ultravioleta, es decir la reticulación de los componentes
individuales. En caso dado también puede irradiarse la lámina
cubierta con el pegamento, como paso previo a la combinación de la
superficie dotada con el pegamento con una segunda lámina. Esto
presupone, desde luego, que la reunión con la segunda lámina se
verifique en un instante en el que la polimerización del pegamento,
es decir el endurecimiento, no sea haya concluido todavía por
completo. El pegamento debe poder desarrollar en éste momento una
adhesión todavía suficiente con el fin de que pueda adherirse con la
segunda banda. La forma de proceder está indicada especialmente
cuando tengan que pegarse entre sí dos láminas, que no sean
permeables a una irradiación necesaria para la iniciación de la
polimerización.
El proceso de pegado y de laminación descrito
puede repetirse varias veces de manera que pueden prepararse
laminados que estén constituidos por más de dos capas pegadas.
A los materiales que pueden ser pegados
pertenecen, por ejemplo, papel, hidrato de celulosa, materiales
sintéticos tales como polietileno, polipropileno, tereftalato de
polietileno, cloruro de polivinilo, copolímeros de cloruro de vinilo
y de cloruro de vinilideno, copolímeros de acetato de
vinilo-olefinas, poliamidas, o láminas metálicas,
por ejemplo de aluminio, de plomo o de cobre.
Claims (8)
1. Empleo de un pegamento, que contiene al menos
tres componentes A, B y D para la obtención de un material compuesto
en forma de láminas, estando contenidos
- a)
- a modo de componente A un compuesto con al menos un grupo viniléter, que presente un peso molecular mayor que 400,
- b)
- como componente B un fotoiniciador, que inicie una polimerización del componente A tras irradiación con luz con una longitud de onda desde 100 hasta 600 nm,
- d)
- a modo de componente D un compuesto con al menos dos grupos OH, elegido del grupo formado por policarbonatopolioles, polivinilacetatopolioles, poliuretanopolioles, etilenglicol, dietilenglicol, neopentilglicol, hexanodiol, butanodiol, propilenglicol, glicerina, trimetilolpropano, pentaeritrita o alcoholes sacáricos o una mezcla formada por dos o varios de los mismos.
2. Empleo según la reivindicación 1,
caracterizado porque como componente B está contenido un
fotoiniciador elegido entre el grupo que comprende sales de
complejos de triarilsulfononio, sales de complejos de diarilyodonio
y sales complejas de ferroceno.
3. Empleo según las reivindicaciones 1 o 2,
caracterizado porque el pegamento contiene
- c)
- a modo de componente c un compuesto con al menos un grupo viniléter, que presenta un peso molecular menor que 400.
4. Empleo según una de las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado porque el pegamento contiene
- e)
- a modo de componente E un compuesto con al menos un grupo epoxi.
5. Empleo según una de las reivindicaciones 1 a
4, caracterizado porque el pegamento contiene al componente D
en una proporción de hasta aproximadamente un 40% en peso.
6. Empleo según una de las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado porque el pegamento contiene
- desde un 10 hasta un 96% en peso del componente
A,
- desde un 2 hasta un 4% en peso del componente B
y
- desde un 2 hasta un 30% en peso del componente
D.
7. Pegamento, que contiene tres componentes A, B
y D estando contenido
- a)
- a modo de componente A un compuesto con al menos un grupo viniléter, que presenta un peso molecular mayor que 400, y
- b)
- a modo de componente B un fotoiniciador, que inicia una polimerización del componente A tras irradiación con luz con una longitud de onda desde 100 hasta 600 nm, y
- d)
- como componente D un compuesto con al menos dos grupos OH, elegido del grupo formado por policarbonatopolioles, polivinilacetatopolioles, poliuretanopolioles, etilenglicol, neopentilglicol, hexanodiol, butanodiol, propilenglicol, glicerina, trimetilolpropano, pentaeritrita o alcoholes sacáricos o una mezcla formada por dos o varios de los mismos.
8. Pegamento según la reivindicación 7,
caracterizado porque contiene
- desde un 50 hasta un 80% en peso del componente
A,
- desde un 2 hasta un 4% en peso del componente B
y
- desde un 18 hasta un 46% en peso del componente
D.
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