ES2332601T3 - Poliisocianato emulsionable. - Google Patents

Poliisocianato emulsionable. Download PDF

Info

Publication number
ES2332601T3
ES2332601T3 ES05793294T ES05793294T ES2332601T3 ES 2332601 T3 ES2332601 T3 ES 2332601T3 ES 05793294 T ES05793294 T ES 05793294T ES 05793294 T ES05793294 T ES 05793294T ES 2332601 T3 ES2332601 T3 ES 2332601T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
coating
percent
adhesive
polyisocyanate
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES05793294T
Other languages
English (en)
Inventor
Bedri Erdem
Jorge Jimenez
Debkumar Bhattacharjee
John N. Argyropoulos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Global Technologies LLC
Original Assignee
Dow Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Global Technologies LLC filed Critical Dow Global Technologies LLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2332601T3 publication Critical patent/ES2332601T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/751Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring
    • C08G18/752Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group
    • C08G18/753Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/703Isocyanates or isothiocyanates transformed in a latent form by physical means
    • C08G18/705Dispersions of isocyanates or isothiocyanates in a liquid medium
    • C08G18/706Dispersions of isocyanates or isothiocyanates in a liquid medium the liquid medium being water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/751Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring
    • C08G18/752Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group
    • C08G18/757Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing at least two isocyanate or isothiocyanate groups linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78Nitrogen
    • C08G18/79Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78Nitrogen
    • C08G18/79Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/791Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups
    • C08G18/792Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups formed by oligomerisation of aliphatic and/or cycloaliphatic isocyanates or isothiocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

Un adhesivo acuoso o revestimiento acuoso que comprende una composición de poliisocianato emulsionable que comprende el producto de reacción de (a) un poliisocianato alifático y (b) un emulsionante en el que el poliisocianato contiene al menos 10 por ciento en peso de restos isocianurato, y comprende una mezcla de dos o más de cis-1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, trans-1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, cis-1,4bis(isocianatometil)ciclohexano o trans-1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano, o un producto de reacción de la mezcla, con la condición de que dicha mezcla isomérica comprenda al menos 5 por ciento en peso de dicho trans-1,4-bis (isocianatometil)ciclohexano.

Description

Poliisocianato emulsionable.
Esta invención se refiere a adhesivos acuosos o revestimientos acuosos que comprenden una composición de poliisocianatos emulsionables.
Debido a que la legislación medioambiental es cada vez más restrictiva, los poliisocianatos dispersables en agua han adquirido en los últimos años cada vez más importancia en una serie de campos de aplicación.
Los poliisocianatos dispersables en agua desempeñan una función particular hoy en día como componentes de reticulación para composiciones de revestimiento de poliuretano de un componente y de dos componentes que pueden reducirse en agua. Combinados con dispersiones de poliol acuosas, éstos permiten la formulación de composiciones de revestimiento exentas de disolvente que se curan a temperatura ambiente dando revestimientos de alta calidad con buena resistencia a los disolventes y agentes químicos. Véase, por ejemplo, la patente de Estados Unidos 5.331.039 y las publicaciones EP 562 282 y 583 728.
Las preparaciones de poliisocianato dispersables en agua son además importantes como aditivos para dispersiones de adhesivos acuosas. Estos contribuyen, por ejemplo, a mejoras considerables en la resistencia térmica y al agua en adhesivos para diversos materiales.
Los poliisocianatos (ciclo)alifáticos dispersables en agua se describen en la patente de Estados Unidos 4.663.377. Estos contienen como emulsionantes productos de reacción de poliisocianatos y alcoholes de poli(óxido de alquileno) monohidroxilados y polihidroxilados que tienen al menos una cadena poliéter con al menos 10 unidades de óxido de etileno. Los productos se revelan por su utilidad como aditivos para adhesivos acuosos.
El uso de isocianuratos que reaccionan rápidamente basados en isocianatos alifáticos, tales como diisocianato de 1,6-hexametileno (HDI), dan como resultado en general formulaciones que tienen una vida útil de aplicación corta. Además, aunque las películas producidas a partir de tales productos tienen buena flexibilidad, la dureza es frecuentemente menor que la deseada. El uso de trímeros producidos a partir de isocianatos cicloalifáticos tales como diisocianato de 4,4'-diciclohexanometileno (H12MDI) y diisocianato de isoforona (IPDI) puede aumentar la vida útil de aplicación, sin embargo, su reactividad es en general demasiado lenta para obtener las propiedades deseadas en el margen de tiempo de las aplicaciones debido a su reactividad muy baja con hidroxilos o ácidos.
El documento WO 2004/078820, publicado el 16 de septiembre de 2004, describe un procedimiento para preparar mezclas de poliisocianato que contienen grupos isocianurato.
En consecuencia, un objeto de la presente invención es proporcionar poliisocianatos modificados basados en bis(isocianatometil)ciclohexano que son líquidos, no requieren el uso de disolventes orgánicos para su dispersión en agua y tienen propiedades mejoradas cuando se comparan con poliisocianatos líquidos modificados de la técnica anterior basados, por ejemplo en HDI, IPDI. Cuando se usan en aplicaciones de revestimiento, tales poliisocianatos emulsionables tienen propiedades mecánicas mejoradas que se miden por el equilibrio de dureza y flexibilidad de la película.
La presente invención es una composición de adhesivo acuosa o de revestimiento acuosa que comprende una composición de poliisocianato emulsionable que comprende el producto de reacción de
(a) un poliisocianato alifático y
(b) un emulsionante, donde el poliisocianato contiene al menos 10 por ciento en peso de restos isocianurato, y comprende una mezcla de dos o más de cis-1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, trans-1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, cis-1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano o trans-1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano, o un producto de reacción de esta mezcla, con la condición de que dicha mezcla isomérica comprenda al menos 5 por ciento en peso de dicho trans-1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano.
En una realización preferente, la composición de revestimiento o de adhesivo de la presente invención comprende además un polímero dispersable o soluble en agua.
Debido a las relaciones de isómeros definidas, los poliisocianatos emulsionables usados en la presente invención tienen propiedades ventajosas, tales como alta reactividad, baja viscosidad, buena solubilidad y una estabilidad durante el almacenamiento mejorada. Además, cuando se usan en formulaciones para aplicaciones de revestimiento, los revestimientos preparados a partir de tales poliisocianatos emulsionables presentan un buen equilibrio de dureza a flexibilidad.
Las composiciones de poliisocianato usadas en la presente invención presentan una excelente capacidad de dispersión en agua y una mayor estabilidad en la forma de una dispersión acuosa de las mismas, puesto que se suprime la reacción entre los grupos isocianato terminales y agua al compararse con los derivados correspondientes de HDI. Sin pretender quedar limitado por teoría alguna, se cree que el aumento en la capacidad de almacenamiento se debe a la reducida reactividad del isocianato en la presente composición al compararlo con los derivados de HDI. Los presentes poliisocianatos emulsionables empleados en la presente invención pueden sufrir autorreticulación cuando se exponen a agua además de la reacción con grupos funcionales reactivos isocianato tales como hidroxilo y carboxilo. Además, una composición de revestimiento de uretano acuosa de dos componentes, que comprende un poliol acuoso como agente principal y la composición de poliisocianato usada en la presente invención como agente de curado, no solo tiene excelentes características de vida útil de aplicación, sino que también puede formar un revestimiento que tenga excelentes propiedades, tales como excelente resistencia química y al agua, de modo que dicha composición de revestimiento acuosa puede usarse de forma ventajosa en diversas pinturas al agua, adhesivos, materiales de construcción y materiales de sellado. Los poliisocianatos emulsionables también se pueden usar en combinación con dispersiones de poliuretano acuosas de un solo componente usadas de forma típica en la industria.
La Figura 1 muestra la reducción en restos NCO de diversos poliisocianatos que se describen en el Ejemplo 1.
El poliisocianato emulsionable empleado en la presente invención se basa en una mezcla de dos o más de cis-1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, trans-1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, cis-1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano y trans-1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano, con la condición de que dicha mezcla de isómeros comprende al menos 5 por ciento en peso del isómero 1,4. Los diisocianatos cicloalifáticos preferentes se representan por las siguientes fórmulas estructurales I a IV:
1
2
En una realización preferente, la composición de obtiene de una mezcla que contiene de 5 a 90 por ciento en peso de isómeros 1,4. Con preferencia, la mezcla de isómeros comprende 10 a 80 por ciento en peso de los isómeros 1,4. Más preferentemente, al menos 20, lo más preferentemente, al menos 30 e, incluso más preferentemente al menos 40 por ciento en peso de los isómeros 1,4.
Estos diisocianatos cicloalifáticos se pueden usar en una mezcla tal como se fabrican de, por ejemplo la reacción de Diels-Alder de butadieno y acrilonitrilo, posterior hidroformilación, luego aminación reductora para formar la amina, es decir, cis-1,3-bis(aminometil)ciclohexano, trans-1,3-bis(aminometil)ciclohexano, cis-1,4-bis(aminometil)ciclohexano y trans-1,4-bis(aminometil)ciclohexano, seguido por reacción con fosgeno para formar la mezcla de diisocianato cicloalifático. La preparación del bis(aminometil)ciclohexano se describe en la patente de Estados Unidos 6.252.121.
Los poliisocianatos o las mezclas de poliisocianato pueden contener además grupos carbodiimida, grupos uretano, grupos uretdiona, grupos alofanato, grupos isocianurato, grupos buiret, grupos oxadiazinatriona, grupos uretonimina y/o grupos urea. En general, un poliisocianato que tiene una estructura biuret tiene excelentes propiedades de adhesión. Un poliisocianato que tiene una estructura isocianurato tiene excelentes propiedades de envejecimiento a la intemperie. Un poliisocianato que tiene una estructura uretano, que se produce usando un alcohol que tiene una cadena pendiente larga, tiene una elevada elasticidad y excelentes propiedades de alargamiento. Y, en general, un poliisocianato que tiene una estructura uretdiona o una estructura alofanato tiene una baja viscosidad.
Opcionalmente, se pueden usar otros isocianatos multifuncionales en la mezcla de isómeros anterior. Son ilustrativos de tales isocianatos diisocianatos de 2,4- y 2,6-tolueno, diisocianato de 4,4'-bifenileno, diisocianato de 4,4'-difenilmetano, diisocianatos de meta- y para-fenileno, diisocianato de 1,5-naftileno, diisocianato de 1,6-hexametileno, bis(2-isocianato)fumarato, diisocianato de 4,4'diciclohexanometilo, diisocianato de 1,5-tetrahidronaftileno y diisocianato de isoforona. Las cantidades minoritarias de otros isocianatos multifuncionales pueden variar de 0,1 a 50 por ciento en peso o más, preferentemente de 0 por ciento a 40 por ciento, más preferentemente de 0 por ciento a 30 por ciento, incluso más preferentemente de 0 por ciento a 20 por ciento y, lo más preferente de 0 por ciento a 10 por ciento en peso del isocianato polifuncional total usado en la formulación.
Los poliisocianatos emulsionables contienen al menos 10 por ciento en peso de restos isocianurato. Con preferencia, los poliisocianatos emulsionables contienen al menos 20 por ciento en peso y, más preferentemente al menos 30 por ciento en peso de restos isocianurato.
Para la preparación de los poliisocianatos que contienen grupos isocianurato, los diisocianatos orgánicos se ciclan en presencia del catalizador de trimerización y, si se desea, en presencia de disolventes y/o auxiliares, tales como catalizadores comunes, convenientemente a elevada temperatura, hasta que se ha alcanzado el contenido en isocianato (NCO) deseado. La reacción se termina entonces desactivando el catalizador. Si se desea, se separa el exceso de diisocianato monomérico, de preferencia por destilación con la ayuda de un evaporador de película delgada. Dependiendo del tipo y la cantidad de catalizador usado y de las condiciones de reacción usadas, se obtienen mezclas de poliisocianato que contiene grupo isocianurato que pueden tener contenido diferente de grupos ureditona o isocianatos oligoméricos. Tal como se usa en la presente memoria, el término trímero se usará en general para hacer referencia a moléculas que contienen una o más estructuras de anillo isocianurato. A los efectos de esta invención, a un isocianato que contiene una estructura de anillo isocianurato se hace referencia en la presente como IR1. A las moléculas que contienen dos estructuras de anillo isocianurato se hace referencia en la presente como IR2. Como una clase general, a no ser que se indique de otro modo, a los compuestos que contienen 2 o más anillos isocianurato basados en poliisocianatos usados en la presente invención se hace referencia como trímeros oligoméricos.
Ejemplos de catalizador de trimerización adecuado son aminas terciarias, fosfinas, alcóxidos, óxidos metálicos, hidróxidos, carboxilatos y compuestos organometálicos. Ejemplos de catalizadores de trimerización que han demostrado ser adecuados son tris-(N,N-dialquilaminoalquil)-s-hexahidrotriazinas y sales orgánicas de ácidos débiles que contienen grupos tetraalquilamonio de grupos hidroxialquilamonio, por ejemplo, tris-(N,N-dimetilaminopropil)-s-hexahidrotriazina, hexanoato de trimetil-N-w-hidroxipropilamonio-2-etilo y hexanoato de N,N-dimetil-N-hidroxietil-N-2-hidroxipropilamonio. Debido a su fácil preparación y purificación, catalizadores de trimerización preferidos son sales de trialquilhidroxialquilamonio, por ejemplo, p-terc-butilbenzoato de N,N,N-trimetil-N-2-hidroxipropilamonio y, en particular, 2-etilhexanoato de N,N,N-trimetil-N-2-hidroxipropilamonio. Catalizadores de trimerización, que también pueden provocar la formación de grupos uretdiona y grupos isocianurato oligoméricos como subproductos se usan normalmente en cantidades que varían de 0,001 a 0,5 por ciento en peso, de preferencia de 0,005 a 0,1 por ciento en peso, en base al peso del diisocianato. El trímero también se puede producir mediante el uso de un catalizador heterogéneo.
De forma alternativa, el trímero de isocianurato se puede preparar por trimerización con un catalizador heterogéneo, véase, por ejemplo, el documento WO 93/18014. El control apropiado del soporte sólido y los grupos activos en el catalizador pueden dar lugar a la formación de una mezcla oligomérica de trímeros de isocianurato con una polidispersidad muy estrecha, es decir, un producto que contiene menos de 50 por ciento de IR1 y más de 25 por ciento de IR2, de preferencia menos de 40 por ciento de IR1 y más de 30 por ciento de IR2. Este tipo de distribución proporciona producto con alto peso molecular promedio en peso con baja viscosidad.
Después de haberse formado la cantidad deseada de grupos isocianurato, que se puede determinar de forma analítica mediante determinación del contenido en NCO de la mezcla de reacción, normalmente se desactiva el catalizador de trimerización. Ejemplos de desactivadores adecuados con ácidos inorgánicos y orgánicos, los haluros de ácido correspondientes y agentes alquilantes. Ejemplos específicos de desactivadores incluyen ácido fosfórico, ácido monocloroacético, ácido dodecilbenceno/sulfónico, cloruro de benzoilo, sulfato de dimetilo y fosfato de dibutilo. Los desactivadores pueden emplearse en una cantidad que varía de 1 a 200 por ciento molar, de preferencia de 20 a 100 por ciento molar, en base a la cantidad de catalizador de trimerización. El catalizador también se puede desactivar por termolisis. Temperaturas de desactivación térmica típicas son mayores que 130ºC y menores que las temperaturas de descomposición del isocianato, en general menores que 200ºC.
Para la preparación del isocianurato, el diisocianato orgánico se cicla parcialmente desde 30 a 120ºC, preferentemente desde 60 a 110ºC, en presencia de los catalizadores de trimerización, de forma ventajosa en una atmósfera de gases que son inertes en las condiciones de reacción, por ejemplo, nitrógeno. En general, la reacción ciclada se lleva a cabo para dejar un contenido en monómero menor que 80 por ciento. Preferentemente, la reacción se lleva a cabo para dar un contenido en monómero menor que 70 por ciento. En general, a altas conversiones la cantidad de monómero que queda en la mezcla de reacción varía de 20 a 40 por ciento. Más preferentemente, la reacción se lleva a cabo para dar un contenido final de monómero menor que 65 por ciento. El contenido de NCO deseado de la mezcla de reacción (es decir, trímero y monómero sin reaccionar) varía en general de 20 a 40 por ciento en peso. Preferentemente, el contenido de NCO deseado de la mezcla de reacción varía de 22 a 38 por ciento en peso y, más preferentemente, de 23 a 35 por ciento en peso. Después de que se ha alcanzado el contenido de NCO deseado, se desactiva el catalizador de trimerización y de este modo finaliza la formación de isocianurato. Después de eliminar el monómero sin reaccionar, el contenido de NCO del trímero y los oligómeros trímeros (IR1, IR2 y oligómeros mayores) varía en general de 12 a 30 por ciento en peso y, más preferentemente, de 15 a 21 por ciento en peso del poliisocianato de isocianurato.
El producto de reacción contendrá en general especies monoméricas, por ejemplo, isocianuratos que tienen una única estructura de anillo, así como especies oligoméricas, por ejemplo, isocianuratos que tienen dos o más estructuras de anillo. Preferentemente IR1 está presente en la composición de 20 a 80 por ciento en peso de la composición. Más preferentemente, el contenido de IR1 varía de 25 a 70 por ciento en peso de la composición. Lo más preferentemente, el contenido de IR1 varía de 25 a 65 por ciento en peso de la composición. En general, la composición contendrá de 5 a 40 por ciento en peso de IR2. No es necesario que los componentes IR1 e IR2 constituyan el 100 por ciento de la composición puesto que pueden estar presentes oligómeros superiores.
Para la presente invención, se pueden mezclar diferentes poliisocianatos antes de la etapa de trimerización, o se pueden formar trímeros y oligómeros superiores de los isómeros individuales y luego mezclarse. Por ejemplo, se pueden producir por separado trímeros y oligómeros superiores de los isómeros 1,3- y 1,4- de bis(isocianatometil)ciclohexano y los productos mezclarse, o pueden estar presentes los isómeros 1,3- y 1,4- juntos antes de la etapa de trimerización. De una forma similar, los poliisocianatos de isocianurato que contienen isocianatos multifuncionales distintos de bis(isocianatometil)ciclohexano se pueden producir estando los otros isocianatos multifuncionales presentes antes de la trimerización o producirse por separado y mezclarse con los poliisocianatos de isocianurato producidos a partir de los isómeros de bis(isocianatometil)ciclohexano. En general se prefiere producir poliisocianatos de isocianurato a partir de los isómeros 1,3- y 1,4 cuando ambos isómeros están presentes en la mezcla de reacción inicial. También se prefiere que esté presente cualquier otro isocianato multifuncional antes de iniciarse la reacción de trimerización, o durante la misma.
Cuando se usa una mezcla de isocianatos, en una realización preferida de la presente invención es una mezcla de los monómeros 1,3- y 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano con diisocianato de 1,6-hexametileno (HDI). La cantidad de HDI presente varía, en función de las cantidades de otros isocianatos, como se ha descrito antes.
La producción de los poliisocianatos de isocianurato empleados en la presente invención se realiza preferentemente en ausencia de un disolvente. Si se desea, puede usarse un disolvente que sea inerte hacia los respectivos materiales de partida. Se da preferencia al uso de disolventes orgánicos tales como éter dietílico, tetrahidrofurano, acetona, 2-butanona, metil isobutil cetona, acetato de etilo, acetato de butilo, benceno, tolueno, clorobenceno, o-diclorobenceno, xileno, acetato de metoxietilo, acetato de metoxipropilo, propionato de etil-3-etoxi, dimetilformamida, dimetilacetamida o disolventes nafténicos.
Procedimientos para modificar los poliisocianatos para que incluyan otros grupos funcionales son bien conocidos en la técnica. Por ejemplo, la preparación de alofanato o prepolímeros de buiret, seguida por trimerización se revela en las patentes de Estados Unidos 5.663.277 y 6.028.158. En general, los isocianatos modificados con alofanato se preparan haciendo reaccionar el isocianato con un compuesto orgánico que contiene al menos un grupo hidroxilo a una temperatura de 50 a 200ºC en presencia de un catalizador de alofanato-trímero.
Además, la adición de un catalizador de carbodiimida, tal como trialquilfosfato u óxido de fosfoleno después de la formación del trímero permitirá modificaciones del isocianato para incluir grupos carbodiimida. También se pueden formar carbodiimidas a partir de la reacción de monómeros de poliisocianato en presencia de un catalizador de carbodiimida. Los grupos carbodiimida pueden reaccionar además con un diisocianato monomérico para formar un producto monomérico modificado con uretonimina. La adición de un ácido como catalizador facilita la posterior reacción de las uretoniminas con diisocianato monomérico para dar un aducto cíclico con un anillo de seis miembros, por ejemplo, imino-s-triazinas.
La funcionalidad promedio de los poliisocianatos emulsionables usados en la presente invención varía de 2 a 4,5.
Para la preparación de los poliisocianatos emulsionables en agua, se hacen reaccionar los poliisocianatos definidos antes con un agente hidrófilo o emulsionante que es un compuesto que tiene un grupo hidrófilo y al menos un grupo reactivo con isocianato, por ejemplo, hidroxilo, mercapto o amina primaria o secundaria.
El grupo hidrófilo puede ser, por ejemplo, un grupo iónico o un grupo convertible en un grupo iónico o un compuesto de polioxialquileno no iónico que contiene suficiente óxido de etileno (EO) para aportar las propiedades hidrófobas del compuesto.
Grupos aniónicos o grupos convertibles en grupos aniónicos son, por ejemplo, carboxilo y grupos sulfo. Ejemplos de compuestos adecuados son ácidos hidroxicarboxílicos, tales como ácido hidroxipiválico o ácido dimetilol propiónico, y ácidos hidroxi y aminosulfónicos, tales como, ácido amino butanoico, ácido amino caproico, ácido amino láurico, ácido 2-(ciclohexilamino)-etano-sulfónico (CHES) y ácido 3-(ciclohexilamino)-propano-sulfónico (CAPS), o cualquiera de sus mezclas deseadas.
Con el fin de convertir grupos carboxilo o sulfo en grupos aniónicos, se pueden usar bases inorgánicas y/u orgánicas, tales como hidróxido de litio, hidróxido potásico, carbonato potásico, bicarbonato sódico, amoníaco o aminas primarias, secundarias o, en particular, terciarias, por ejemplo, trietilamina o dimetilaminopropanol.
Grupos catiónicos o grupos convertibles en grupos catiónicos son, por ejemplo, grupos amino terciarios que se convierten en sales de amonio cuaternario después de neutralizar con un ácido orgánico o inorgánico. Ejemplos de agentes neutralizantes adecuados ácidos incluyen ácido clorhídrico, ácido acético, ácido fumárico, ácido maleico, ácido láctico, ácido tartárico, ácido oxálico o ácido fosfórico.
Grupos no iónicos son, por ejemplo, polímeros que contienen grupos éter de polialquileno, en particular polietilen alcoholes que contienen unidades óxido de etileno y copolímeros de EO con óxido de propileno (PO), óxido de butileno (BO), óxido de estireno y similares, donde los copolímeros contienen EO suficientes para mantener las propiedades hidrófilas de los polímeros. Con preferencia, los polímeros no iónicos contienen al menos una cadena de polietileno que contiene al menos 5, en general de 5 a 100, preferentemente de 10 a 70 y, más preferentemente 10 a 50 unidades óxido de etileno. Las cadenas poliéter presentes en los emulsionantes son en general bien cadenas de poli(óxido de etileno) puro o cadenas de poli(óxidos de alquileno) mixtos en las que las unidades óxido de alquileno comprenden al menos aproximadamente 60 por ciento del óxido de etileno. Los éter alcohol monohidroxilados correspondientes son particularmente adecuados para la producción de los emulsionantes. Se pueden preparar polioxialqueno alcoholes adecuados de este tipo, que pueden contener los grupos oxialquileno unidos en forma de bloques o al azar de una forma conocida per se mediante la poliadición de óxido de etileno, óxido de 1,2-propileno o sus mezclas en una molécula iniciadora mono- o difuncional.
Preferentemente, los éteres de polialquileno tienen entre 5 (220 PM) y 100 (4400 PM) unidades óxido de etileno, preferentemente los polímeros contienen bloques de EO. Más preferentemente, el peso molecular de los éteres de polialquileno varía de 300 a 2500, más preferentemente de 500 a 2000.
Monoalcoholes y polialcoholes con grupo funcional hidroxi que se pueden emplear en la invención incluyen polioxietileno monooles monohidroxi funcionales, polioxietilenglicoles dihidroxi funcionales, polioxietileno-polioxipropileno monoalcoholes monohidroxi funcionales y EO/PO glicoles dihidroxi funcionales. Preferentemente, los polioxietileno monoalcoholes monohidroxi funcionales y los EO/PO monoalcoholes monohidroxi funcionales son los que están disponibles con los nombres comerciales Carbowax MPEG y UCON. Los monoalcoholes se pueden preparar a partir de iniciadores como butanol, metanol y alcohol alílico.
Los polioxietileno monoalcoholes monohidroxi funcionales Carbowax MPEG tienen todos una estructura principal de óxido de etileno (EO) y un peso molecular de 100 a 5000. Los Carbowax MPEG usados en la invención tienen preferentemente un peso molecular que varía de 300 a 800. Los EO/PO glicoles monohidroxi funcionales UCON tienen un peso molecular que varía de 270 a 3930.
Polioxietilen glicoles dihidroxi funcionales y los EO/PO glicoles dihidroxi funcionales son preferentemente aquellos que están disponibles con los nombres comerciales Carbowax PEG y UCON. Los dihidroxi polioxietilen glicoles Carbowax empleados en la invención tienen un peso molecular de 500 a 2500, preferentemente de 600 a 800. Los EO/PO glicoles dihidroxi funcionales UCON empleados en la invención tienen un peso molecular de 500 a 5000, preferentemente de 980 a 2500.
La reacción del poliisocianato, preferentemente que contiene anillos isocianurato, con el agente hidrófilo tiene lugar a un NCO para el grupo reactivo isocianato (OH) de agente hidrófilo en una relación tal que el poliisocianato emulsionable final contiene de 0,5 a 40 por ciento en peso, preferentemente de 1 a 30, y más preferentemente de 2 a 25 y puede variar de 2 a 21 por ciento en peso los poliisocianatos emulsionables.
En la preparación de los poliisocianatos emulsionables en agua, los compuestos que contienen al menos un grupo hidrófilo y al menos un grupo que reacciona con isocianato se pueden hacer reaccionar con parte del poliisocianato y los poliisocianatos hidrolizados resultantes se pueden mezclar a continuación con los poliisocianatos restantes; un proceso en varias etapas. No obstante, la preparación también se puede llevar a cabo añadiendo los compuestos a la cantidad total de los poliisocianatos y luego efectuando la reacción in situ; un proceso en una etapa.
Poliisocianatos emulsionables en agua preferidos son los que contienen grupos hidrófilos, no iónicos, en particular grupos éter de polialquileno. La capacidad de emulsión en agua se consigue preferentemente y de forma exclusiva por los grupos no iónicos hidrófilos.
En la preparación de poliisocianatos emulsionables, en el agente hidrófilo preferentemente se usa un exceso de NCO respecto a resto reactivo isocianato (es decir, OH). En general, se usa una relación equivalente de NCO/OH de al menos 1,05:1. Preferentemente, la relación varía de 2:1 a 20:1. La producción de los poliisocianatos emulsionables tiene lugar en general a una temperatura moderadamente elevada que varía de 50 a 130ºC, opcionalmente en presencia de un catalizador adecuado.
En algunas aplicaciones puede ser deseable tener emulsiones en las que el poliisocianato contenga un grupo de bloqueo. Tales agentes de bloqueo incluyen, por ejemplo, oximas, fenoles, caprolactama, imidazoles y compuestos de metileno activos.
Con el fin de reducir la viscosidad de las preparaciones de poliisocianato, se pueden añadir a las preparaciones antes de que éstas se usen de acuerdo con la invención pequeñas cantidades, es decir, 1 a 10 por ciento en peso en base a la preparación exenta de disolvente, de un disolvente orgánico tal como acetato de etilo, acetona o metilcetona. También es posible procesar las preparaciones de poliisocianato usadas en la invención en la forma de dispersiones acuosas con un contenido en sólidos de 10 a 65 por ciento en peso. La producción de estas dispersiones y emulsiones tiene lugar poco antes de usar de acuerdo con la invención mezclando las preparaciones de poliisocianato con
agua.
Los poliisocianatos emulsionables usados en la presente invención se usan para adhesivos y revestimientos. El poliisocianato emulsionable usado en la invención preferente también puede ser útil para espumas, producir pinturas y barnices, materiales de impregnación y selladores.
Los poliisocianatos emulsionables usados en la presente invención se pueden usar como componente de reticulación o endurecimiento de una composición de revestimiento, lo cual será evidente para un experto en la técnica. Estos son particularmente adecuados para materiales de revestimiento de superficies a base de poliuretano de uno o dos componentes, capas de acabado resistentes a los arañazos y respetuosas con el medio ambiente, capas base, revestimientos de madera, revestimientos arquitectónicos, revestimientos industriales, revestimientos para pieles y revestimientos textiles. En un enfoque, la composición de revestimiento comprende (1) una dispersión del poliisocianato y (2) un compuesto polihidroxilado dispersable/soluble en agua como poliacrilato, poliéster, poliéter conocido por los técnicos. Preferentemente, se usan poliéster alifático soluble/dispersable en agua y polioles acílicos. En otro enfoque, los poliisocianatos emulsionables se podrían combinar con látex natural, dispersiones acuosas de homo y copolímeros de monómeros insaturados olefínicamente, dispersiones acrílicas, dispersiones de estireno-butadieno y las dispersiones acuosas de poliuretano. Las composiciones de revestimiento también pueden contener otros aditivos conocidos per se en la técnica, tales como pigmentos, colorantes, cargas, agentes niveladores y disolventes.
Dispersiones adecuadas de homo y copolímeros de monómeros olefínicamente insaturados incluyen dispersiones conocidas de vinil ésteres de ácidos carboxílicos que tienen de 2 a 18, preferentemente de 2 a 4 átomos de carbono, tales como acetato de vinilo, opcionalmente con homo o copolímeros alcohol ésteres de ácido (met)acrílico que tienen de 1 a 18, preferentemente de 1 a 4 átomos de carbono. Ejemplos incluyen ácido (metil)acrílico o sus ésteres metílico, etílico, propílico, hidroxietílico o hidroxipropílico. Ejemplos de dispersiones de poliuretano adecuadas se describen por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos 3.479.310; 4.108.814; y 4.190.566.
Las preparaciones de poliisocianato son particularmente adecuadas para modificar adhesivos acuosos. Ejemplos de adhesivos acuosos incluyen látex naturales, dispersiones acuosas de homo o copolímeros de monómeros olefínicamente insaturados, dispersiones acrílicas, dispersiones de estireno-butadieno y las dispersiones acuosas de poliuretano. Estas dispersiones pueden contener de forma natural los auxiliares y aditivos que son convencionales en la tecnología de adhesivos.
Ejemplos de auxiliares y aditivos incluyen cargas orgánicas e inorgánicas, agentes humectantes adecuados, antiespumantes, agentes niveladores, fungicidas espesantes, pigmentos o colorantes, bactericidas, agentes de control del flujo y resinas de pegajosidad. La cantidad de tales aditivos que se usará en los adhesivos es conocida o se puede determinar por procedimientos conocidos por los expertos en la técnica.
Las dispersiones acuosas así modificadas son adecuadas para unir materiales seleccionados del mismo o diferente tipo, por ejemplo, unir madera y papel, materiales plásticos, textiles, piel y materiales inorgánicos tales como cerámicas, barro cocido o cemento de amianto.
La adición de las preparaciones de poliisocianato a las formulaciones de adhesivos acuosos y revestimientos causa, en particular, una mejora de la resistencia térmica, la resistencia al agua, la resistencia a los disolventes, la resistencia química cuando se compara con los adhesivos correspondientes a base de poliisocianatos aromáticos y HDI.
Cuando los poliisocianatos emulsionables o sus derivados se usan en las aplicaciones descritas antes, la composición puede mezclarse opcionalmente con un disolvente, tal como tolueno, xileno, acetato de butilo, metil etil cetona, dioxano o sus mezclas; o también se pueden añadir plastificantes tales como los basados en adipato, ftalato o fosfato a las dispersiones de adhesivos acuosos. Dependiendo del tipo de aplicación de adhesivo o de revestimiento, el contenido en sólidos de la dispersión puede variar de 1 a 65 por ciento en peso, preferentemente de 2 a 60 por ciento en peso de la composición. El poliisocianato emulsionable comprende en general de 0,3 a 15 por ciento en peso, preferentemente de 0,5 a 10 por ciento en peso, más preferentemente de 1,0 a 6,0 por ciento en peso de la formulación
total.
Los revestimientos preparados a partir del poliisocianato emulsionable tienen buena resistencia química y a los disolventes y proporcionan revestimientos con buenas propiedades ópticas, en particular alto brillo superficial.
Las emulsiones acuosas de poliisocianatos emulsionables se preparan mezclando el poliisocianato emulsionable con agua a una relación deseada en condiciones de agitación vigorosa hasta que el isocianato se ha emulsionado total y visiblemente, como se indica por un líquido uniformemente turbio. La estabilidad (vida útil de aplicación) de la emulsión acuosa resultante se mide por cambios en la viscosidad del líquido frente al tiempo. Las viscosidades se miden cada 30 - 60 minutos usando un viscosímetro Brookfield. La vida útil de aplicación de la emulsión se define como el tiempo en el que el cambio en la diferencia entre medidas sucesivas de viscosidad es mayor que 10 por ciento comparado con la medida de viscosidad inmediatamente anterior.
Para ilustrar la presente invención se presentan los siguientes ejemplos. No se desea que los ejemplos limiten el alcance de la presente invención y no se deberán interpretar así. Todos los porcentajes son en peso mientras no se especifique de otra manera.
Ejemplos
Los ingredientes y ensayos usados en los ejemplos son como se describen en el siguiente glosario:
Trímero 1 - Un poliisocianato de diisocianato de isoforona (IPDI) disponible de forma comercial de Degussa Corporation como VESTANATE^{TM} T 1890.
Trímero 2 - Un poliisocianato de una mezcla aproximadamente 1:1 de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano y 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano.
Trímero 3 - Un poliisocianurato de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano
Trímero 4 - Un poliisocianurato de diisocianato de hexametileno disponible de forma comercial de Rhodia como TOLONATE^{TM} HDT 90.
Trímeros emulsionables - Los trímeros individuales que reaccionan con 25% en peso de monoalcohol 2.
Monómero 1 - 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano disponible de forma comercial de Aldrich.
Monómero 2 - 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano.
Monómero 3 - Mezcla 1:1 de 1,3- y 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano.
Monómero 4 - Diisocianato de isoforona disponible de forma comercial de Aldrich.
Monómero 5 - Diisocianato de hexametileno disponible de forma comercial de Aldrich.
Monómero 6 - Bis(ciclohexil isocianato) de 4,4'-metileno disponible de forma comercial de Aldrich.
Monoalcohol 1 - 2-etoxi-etanol disponible de forma comercial de Aldrich.
Monoalcohol 2 - Metoxi polietilenglicol con un PM medio de 950 g/mol disponible de forma comercial de Dow como MPEG-950.
Catalizador 1 - Trietilamina (TEA) disponible de forma comercial de Aldrich.
Dicap-1000 - es un diol emulsionable (valor de ácido 57,9, Peso Eq. 480,3) disponible de Geo. benzoato amónico se adquirió de Aldrich.
La dureza al lápiz de la película se mide siguiendo la norma ASTM D 3363. La resistencia al impacto del revestimiento se determinó usando un analizador de impactos Gardner siguiendo la norma ASTM D 2794.
La dureza al péndulo del revestimiento se determinó usando un analizador de dureza con péndulo Koenig y se expresa en segundos.
Preparación de trímeros emulsionables
La preparación del poliisocianurato de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano y del poliisocianurato de una mezcla 1:1 de 1,3- y 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano es como se describe en la publicación WO 2004/078820. El trímero emulsionable de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano se prepara de acuerdo con el siguiente procedimiento. Se añaden a un tarro de 453,6 g (16-oz) de vidrio 321,44 gramos del poliisocianurato a un 70 por ciento de sólidos en acetato de butilo y 75 g del monoalcohol 2. El tarro se coloca en un horno durante 6 horas a 110ºC, con agitación periódica cada 15 a 20 minutos. La finalización de la reacción se indica por una estrecha distribución del tamaño de partículas (D_{v} = 80-100 nm) de la dispersión acuosa del trímero emulsionable. Los trímeros emulsionables del resto de poliisocianatos/poliisocianuratos se preparan siguiendo el mismo procedimiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 1
Mayor reactividad de API comparado con IPDI
Se realizó un conjunto de reacciones usando un reactor RC-1/calorímetro con espectroscopía de infrarrojos in-situ (FT-IR). En un experimento típico, se cargó aproximadamente 1 kg de 2-etoxi-etanol (2EE) en el reactor y se dejó equilibrar el contenido hasta la temperatura deseada. Se inyectó entonces isocianato y se usó el FT-IR para controlar la desaparición de los grupos NCO así como la aparición de las uniones uretano. No se usó catalizador en ninguno de los experimentos. Antes de cada inyección de isocianato y después de finalizar la reacción se llevó a cabo una calibración en el reactor/calorímetro con el fin de obtener valores de la capacidad calorífica así como de la entalpía de reacción. En la Tabla 1 se muestra una lista de los experimentos realizados.
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 1 Cargas iniciales y temperaturas para los experimentos en el RC-1
3
En la Figura 1 se muestra la desaparición de los grupos isocianato para los experimentos de la Tabla 1.
Resulta evidente la diferencia en la reactividad entre los diversos isocianatos. Esta diferencia aumenta a medida que el sistema se aproxima a la conversión total de los grupos isocianato. El tiempo necesario para alcanzar una conversión del 90 por ciento es \sim30 por ciento mayor para sistemas IPDI al compararlos con sistemas ADI. Cabe destacar que el tiempo necesario para alcanzar una conversión del 98 por ciento es significativamente mayor para sistemas IPDI al compararlos con sistemas ADI.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 2
Reactividad relativa de monómero a monoalcohol 1
Para el Ejemplo 2, se sigue el procedimiento descrito para el Ejemplo 1 con el monómero 1 (1,3-ADI), monómero 2 (1,4-ADI), monómero 3 (1,3-, 1,4-ADI) a una temperatura de reacción de 60ºC. No se observó diferencia en la reactividad entre el 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano y la mezcla 1:1 de 1,3- y 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 3
Reactividad relativa de dispersiones de trímeros emulsionables
Se obtiene una dispersión de trímeros emulsionables mezclando 20 g del trímero emulsionable y 50 g de agua en un matraz de 1 litro usando un agitador de alto cizallamiento. Se toman entonces muestras de 1 g de la dispersión en diferentes tiempos y se diluyen con 9 gramos de tetrahidroxifurano (THF). Se usa entonces FT-IR para medir el nivel de NCO en la dispersión. Este procedimiento se usó para dispersiones de trímeros emulsionables preparadas a partir de los trímeros 1, 2, 3 y 4. La reactividad del isocianato emulsionable sigue la misma tendencia que en los Ejemplos 1 y 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 4 - 7
Preparación de revestimientos
Para la preparación de revestimientos usando los trímeros emulsionables se usa el siguiente procedimiento. Se ajustan las cantidades de Dicap-1000 y trímeros emulsionables para que se obtenga una relación NCO/OH de 2,0. Se pesa el Dicap-1000 en un matraz de 907,2 g (32-oz) y se funde el material. Bajo alto cizallamiento, 1000 RPM, se añade el trímero emulsionable mediante una jeringa. Después de completarse la adición del trímero emulsionable, se usa un mezclador de alto cizallamiento a 3000 rpm. Se añaden TEA y agua hasta alcanzar el 35 por ciento en sólidos.
Para recubrir la placa de acero con la dispersión anterior, se añade benzoato amónico (1 por ciento basado en sólidos) a 20 g de dispersión. Se dispersan 10 ml de la dispersión con benzoato amónico sobre la placa de acero usando una barra lisa nº 46. La película se seca durante cuatro días antes de medir la dureza y flexibilidad. Las formulaciones usadas y los resultados obtenidos de estos experimentos se muestran en la Tabla 2.
TABLA 2
4
Los resultados en la Tabla 2 muestran que los revestimientos preparados con un trímero emulsionable que contiene un poliisocianurato preparado con la mezcla de la invención conducen al mejor equilibrio de dureza y flexibilidad. Estos datos son coherentes con el análisis termogravimétrico de las películas.

Claims (15)

1. Un adhesivo acuoso o revestimiento acuoso que comprende una composición de poliisocianato emulsionable que comprende el producto de reacción de
(a) un poliisocianato alifático y
(b) un emulsionante
en el que el poliisocianato contiene al menos 10 por ciento en peso de restos isocianurato, y comprende una mezcla de dos o más de cis-1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, trans-1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, cis-1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano o trans-1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano, o un producto de reacción de la mezcla, con la condición de que dicha mezcla isomérica comprenda al menos 5 por ciento en peso de dicho trans-1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano.
2. El adhesivo o revestimiento de la reivindicación 1, en el que el emulsionante tiene al menos un grupo hidrófilo y al menos un grupo reactivo con isocianato, seleccionado de hidroxilo, mercapto o amina primaria o secundaria.
3. El adhesivo o revestimiento de la reivindicación 1, en el que el emulsionante contiene un grupo aniónico derivado de un grupo carboxilo o sulfo.
4. El adhesivo o revestimiento de la reivindicación 1, en el que el emulsionante es un éter de polialquileno o un polímero que es un copolímero de óxidos de alquileno, siendo el óxido de alquileno óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, u óxido de estireno y los copolímeros contienen al menos 1 cadena de polietileno que contiene al menos 5 unidades óxido de etileno y el peso molecular del poli(óxido de alquileno) varía de 300 a 2500.
5. El adhesivo o revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el poliisocianato y el emulsionante se hacen reaccionar a un NCO para el grupo isocianato reactivo en el emulsionante en una relación que da un poliisocianato emulsionable que contiene 0,5 a 30 por ciento en peso de NCO libre.
6. El adhesivo o revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el poliisocianato comprende al menos 10 por ciento en peso de los isómeros 1,4.
7. El adhesivo o revestimiento de la reivindicación 6, en el que el poliisocianato comprende al menos 20 a 80 por ciento en peso de los isómeros 1,4.
8. El adhesivo o revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el poliisocianato contiene al menos 20 por ciento en peso de restos isocianurato.
9. El adhesivo o revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición comprende de 0,1 a 50 por ciento en peso de al menos un isocianato polifuncional diferente.
10. El adhesivo o revestimiento de la reivindicación 1, en el que el poliisocianato emulsionable tiene una funcionalidad de 2 a 4,5.
11. El adhesivo o revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un polímero dispersable o soluble en agua.
12. El adhesivo o revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que es un adhesivo acuoso.
13. La composición de adhesivo o revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que es un revestimiento acuoso.
14. El revestimiento acuoso de la reivindicación 13, que es una composición de revestimiento acuosa de uretano reticulable de dos componentes que comprende un poliol acuoso como agente principal y dicha composición de poliisocianato emulsionable como agente de curado.
15. El revestimiento acuoso de la reivindicación 13, en el que dicha composición de poliisocianato emulsionable es un componente reticulante o endurecedor.
ES05793294T 2004-09-03 2005-09-02 Poliisocianato emulsionable. Active ES2332601T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US60710604P 2004-09-03 2004-09-03
US607106P 2004-09-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2332601T3 true ES2332601T3 (es) 2010-02-09

Family

ID=35478839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES05793294T Active ES2332601T3 (es) 2004-09-03 2005-09-02 Poliisocianato emulsionable.

Country Status (15)

Country Link
US (1) US20080103263A1 (es)
EP (1) EP1789465B1 (es)
JP (1) JP5210632B2 (es)
KR (1) KR101228208B1 (es)
CN (1) CN101010357B (es)
AT (1) ATE440878T1 (es)
AU (1) AU2005282548B2 (es)
BR (1) BRPI0515617A (es)
CA (1) CA2577869C (es)
DE (1) DE602005016276D1 (es)
ES (1) ES2332601T3 (es)
MX (1) MX2007002610A (es)
PL (1) PL1789465T3 (es)
WO (1) WO2006029140A1 (es)
ZA (1) ZA200701642B (es)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5390600B2 (ja) * 2008-05-22 2014-01-15 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー エポキシ樹脂反応性希釈剤組成物
DE102010029235A1 (de) * 2010-05-21 2011-11-24 Evonik Degussa Gmbh Hydrophile Polyisocyanate
CN102477251B (zh) * 2010-11-22 2015-05-13 罗门哈斯公司 包含源自二(异氰酸根合甲基)环己烷和源自脂族二异氰酸酯的异氰尿酸酯组合物的双组分聚氨酯涂料组合物
JP5539281B2 (ja) * 2011-09-22 2014-07-02 三井化学株式会社 水分散性イソシアネート組成物および水性ポリウレタン樹脂組成物
CN103788339B (zh) * 2012-10-29 2016-12-21 罗门哈斯公司 异氰酸酯化合物的混合物及其作为乳化剂的使用
CN103788329B (zh) * 2012-10-29 2018-01-12 罗门哈斯公司 乙氧基化异氰酸酯化合物及其作为乳化剂的使用
JP6247492B2 (ja) * 2012-11-06 2017-12-13 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 水性皮革コーティング組成物および皮革をコーティングするための方法
WO2014163914A1 (en) * 2013-04-01 2014-10-09 Huntsman International Llc A method of applying a binder composition to a lignocellulosic substrate
CN106281192B (zh) * 2015-05-15 2019-05-14 万华禾香板业有限责任公司 一种可乳化异氰酸酯组合物及其制备方法
CN105797643B (zh) * 2016-03-30 2017-08-04 四川大学 一种非离子型聚氨酯Gemini表面活性剂的制备方法
WO2018076199A1 (en) * 2016-10-26 2018-05-03 Covestro Deutschland Ag Tdi based low-viscosity polyisocyanates with isocyanurate groups
CN110072901B (zh) * 2016-12-14 2022-03-18 巴斯夫欧洲公司 具有改善性能的水可乳化的异氰酸酯
CN111393612B (zh) * 2020-03-20 2021-11-12 嘉宝莉化工集团股份有限公司 一种磺酸盐型水性聚氨酯固化剂及其制备方法和应用

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2533681A1 (fr) * 1982-09-28 1984-03-30 Pont A Mousson Procede et installation de chargement d'un four de fusion d'alliages metalliques pour alimenter des moules de fonderie
US4501852A (en) * 1983-06-20 1985-02-26 Mobay Chemical Corporation Stable, aqueous dispersions of polyurethane-ureas
DE3521618A1 (de) * 1985-06-15 1986-12-18 Bayer Ag, 5090 Leverkusen In wasser dispergierbare polyisocyanat-zubereitung und ihre verwendung als zusatzmittel fuer waessrige klebstoffe
JPH11240936A (ja) * 1998-02-26 1999-09-07 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ポリイソシアネートオリゴマーおよび該ポリイソシアネートオリゴマーを用いたポリウレタン塗料
JP2000297130A (ja) * 1999-04-15 2000-10-24 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ポリイソシアネートプレポリマー
JP4524463B2 (ja) * 1999-07-27 2010-08-18 三井化学株式会社 ガスバリア性ポリウレタン樹脂及びこれを含むガスバリア性フィルム
DE10007820A1 (de) * 2000-02-21 2001-08-23 Bayer Ag Acylharnstoffgruppen enthaltende Polyisocyanatgemische
DE10238148A1 (de) * 2002-08-15 2004-02-26 Basf Ag Wasseremulgierbare Isocyanate mit verbesserten Eigenschaften
AU2003284196A1 (en) * 2002-10-31 2004-06-07 Dow Global Technologies Inc. Polyurethane dispersion and articles prepared therefrom
US20040116594A1 (en) * 2002-12-11 2004-06-17 Debkumar Bhattacharjee Polyurethane prepolymer, stable aqueous dispersions with high solids containing the same and method of using and preparing the aqueous dispersions
US20060155095A1 (en) * 2003-02-28 2006-07-13 Daussin Rory D Preparation of isocyanurate group containing polyisocyanate mixtures

Also Published As

Publication number Publication date
AU2005282548A1 (en) 2006-03-16
KR20070049683A (ko) 2007-05-11
MX2007002610A (es) 2007-04-27
EP1789465A1 (en) 2007-05-30
WO2006029140A1 (en) 2006-03-16
ZA200701642B (en) 2009-09-30
PL1789465T3 (pl) 2010-01-29
CA2577869C (en) 2013-02-05
CN101010357B (zh) 2012-03-21
EP1789465B1 (en) 2009-08-26
KR101228208B1 (ko) 2013-01-30
BRPI0515617A (pt) 2008-07-29
CA2577869A1 (en) 2006-03-16
JP2008512519A (ja) 2008-04-24
WO2006029140A9 (en) 2006-07-06
JP5210632B2 (ja) 2013-06-12
ATE440878T1 (de) 2009-09-15
CN101010357A (zh) 2007-08-01
US20080103263A1 (en) 2008-05-01
AU2005282548B2 (en) 2011-04-21
DE602005016276D1 (de) 2009-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2332601T3 (es) Poliisocianato emulsionable.
EP1599526B1 (en) Preparation of isocyanurate group containing polyisocyanate mixtures
ES2372698T3 (es) Mezclas hidrófilas de poliisocianatos.
US9175126B2 (en) Hydrophilic polyisocyanates
US20170349693A1 (en) Innovative hydrophilic polyisocyanates with improved storage stability
ES2421137T3 (es) Sistemas de revestimiento de poliuretano
JP4331822B2 (ja) 水分散性の向上した、ポリエーテル改質ポリイソシアネート混合物
US20090211704A1 (en) Water-emulsifiable isocyanates having improved properties
PL212141B1 (pl) Modyfikowane poliizocyjaniany, sposób ich wytwarzania i ich zastosowanie
JP2011256217A (ja) ブロックポリイソシアネート組成物
KR20160003851A (ko) 개선된 광택을 가지는 코팅을 위한 수-유화성 이소시아네이트
KR20150063506A (ko) 개선된 광택을 가지는 수-유화성 이소사이아네이트
US20100273920A1 (en) Novel hydrodispersible polyisocyanate compositions
JPH08277315A (ja) 水分散性ポリイソシアネート混合物
JP2018062634A (ja) ポリイソシアネート組成物、ブロックポリイソシアネート組成物、親水性ポリイソシアネート組成物、塗料組成物、及び塗膜
KR20020095265A (ko) 개질된 폴리이소시아네이트