BR0010036B1 - processo contÍnuo para preparaÇço de um lÁtex de poliuretano. - Google Patents

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Description

"PROCESSO CONTÍNUO PARA PREPARAÇÃO DE UM LÁTEX DEPOLIURETANO"
Esta invenção refere-se a látexes depoliuretano/uréia/tiouréia preparados a partir de um pré-polímero de uretano/uréia/tiouréia.
Látexes de poliuretano/uréia/tiouréia são geralmentepreparados estendendo a cadeia do produto da reação de umdiisocianato orgânico com um composto orgânico tendo doisátomos de hidrogênio ativo tais como éter glicóispolialquilênicos, poli(alquileno éter-alquileno tioéter)glicóis, resinas alquídicas, poliésteres e poliésteramidas. 0 diisocianato é usado estequiometricamente emexcesso de modo que o produto da reação, também referidocomo um pré-polímero de poliuretano/uréia/tiouréia sejaterminado por isocianato. 0 pré-polímero é tipicamentepreparado na presença de um solvente. Exemplos depreparações de pré-polímero de poliuretano são descritosnas patentes US 3.178.310, 3.919.173, 4.442.259,4.444.976 e 4.742.095, entre outros.
A patente US 3.2 94.724 divulga a preparação de um látexde uretano formador de película estendendo a cadeia dopré-polímero terminado por isocianato com um composto depiperazina. Inicialmente, prepara-se o pré-polímeroreagindo um éter glicol polialquilênico com umdiisocianato. Forma-se então uma emulsão de pré-polímero,após um composto de piperazina dissolvido em água friasob agitação ter sido adicionado a emulsão, produzindo umlátex estável de cadeia estendida. Usa-se um solvente talcomo tolueno ou ciclohexano, ou na etapa formadora dopré-polímero ou na etapa de extensão da cadeia.
O conteúdo de sólidos de um látex de poliuretano típicotende estar na faixa de cerca de 30 até 40 por cento empeso. Por exemplo, a patente US 4.742.095 descreve apreparação de um látex de poliuretano tendo um conteúdode sólidos de até 41 por cento em peso. Para minimizarcustos de transporte e tempos de secagem, é desejávelpreparar um látex de poliuretano que maximize o conteúdode sólidos sem ter que recorrer a meios adicionais deconcentração tal como evaporação de água.
Seria vantajoso preparar um látex depoliuretano/uréia/tiouréia na ausência substancial dequaisquer solventes orgânicos auxiliares. Seriaadicionalmente vantajoso preparar tal látex tendo umconteúdo de sólidos elevado, com tamanho de partículacontrolado e uma distribuição de tamanho de partículaestreita. Finalmente, seria desejável preparar um látexde poliuretano a partir de matérias-primas menos carastal como diisocianatos aromáticos. Tal látex seriaparticularmente útil como um forro de tapete.
Em um aspecto, a presente invenção é um processo parapreparação de um látex de poliuretano/uréia/tiouréiacompreendendo as etapas de: a) juntar, continuamente, napresença de uma quantidade emulsificante e estabilizantede um tensoativo, um primeiro fluxo contendo água fluindoa uma taxa T1, simultaneamente com um segundo fluxocontendo um pré-polímero de poliuretano/uréia/tiouréiafluindo a uma taxa r2 para formar um pré-polímero delátex de poliuretano/uréia/tiouréia; e b) contatar o pré-polímero de látex com um reagente extensor de cadeia, sobcertas condições de modo a formar um látex depoliuretano/uréia/tiouréia, onde a razão T2--T1 não sejamenor que 65:35 e menor que a razão requerida parapreparar uma emulsão de HIPR em água contínua.
O látex de poliuretano/uréia/tiouréia da presenteinvenção pode ser preparado da seguinte forma:inicialmente, juntar, na presença de uma quantidadeestabilizante de um tensoativo, um primeiro fluxocontendo água fluindo a uma taxa T1, com um segundo fluxocontendo um pré-polímero de poliuretano/uréia/tiouréiafluindo a uma taxa r2, onde a razão T2: ri não seja menorque 65:35, preferivelmente não menor que 70:30, e menorque a razão requerida para preparar uma emulsão de HIPRem fase de água contínua ( isto é, cerca de 74:26), paraformar um pré-polímero de látex de conteúdo de sólidoselevado. 0 pré-polímero de látex é então contatado com umreagente extensor de cadeia sob certas condições de modoa formar um látex de poliuretano/uréia/tiouréia.
O pré-polímero de poliuretano/uréia/tiouréia pode serpreparado por qualquer método apropriado tal como aquelesconhecidos na técnica. 0 pré-polímero é preferivelmentepreparado contatando um composto orgânico de pesomolecular elevado tendo pelo menos dois átomos dehidrogênio ativo com poliisocianato suficiente, e sobcondições de modo a assegurar que o polímero sejaterminado por pelo menos dois grupos isocianato. O fluxocontendo o pré-polímero pode também conter uma pequenaporcentagem, preferivelmente menos que 20 por centomolar, de um pré-polímero que seja terminado por apenasum grupo isocianato.
O poliisocianato é preferivelmente um diisocianatoorgânico, e pode ser aromático, alifático, oucicloalifático, ou uma combinação dos mesmos. Exemplosrepresentativos de diisocianatos apropriados para apreparação do pré-polímero incluem aqueles divulgados napatente US 3.294.724, coluna 1, linhas 55 a 72, e coluna2, linhas 1 a 9, bem como os da patente US 3.410.817,coluna 2, linhas 62 a 72, e coluna 3, linhas 1 a 24. Osdiisocianatos preferidos incluem 4,4'-diisocianato dedifenilmetano, 2,4'-diisocianato de 'difenilmetano,diisocianato de isoforona, diisocianato de p-fenileno,diisocianato de 2,6-tolueno, poliisocianato de polifenilpolimetileno, 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, 1,4-diisocianato de ciclohexano, diisocianato dehexametileno, diisocianato de 1,5-naftaleno, diisocianatode 3,3'-dimetil-4,4'-bifenila, 4,4'-diisocianato dediciclohexilmetano, 2,4'-diisocianato dediciclohexilmetano e diisocianato de 2,4-tolueno, oucombinações dos mesmos. Os diisocianatos mais preferidossão 4,4'-diisocianato de diciclohexilmetano, 4,4'-diisocianato de difenilmetano, 2,4'-diisocianato dediciclohexilmetano e 2,4'-diisocianato de difenilmetano.Os mais preferidos são o 4,4'-diisocianato dedifenilmetano e o 2,4'-diisocianato de difenilmetano.Como usado aqui, o termo "grupo hidrogênio ativo" refere-se a um grupo que reage com um grupo isocianato paraformar um grupo uréia, um grupo tiouréia ou um grupouretano como ilustrado pela reação geral:
<formula>formula see original document page 5</formula>
onde X é O, S, NH ou N, e R e R' são grupos ligantes quepodem ser alifáticos, aromáticos ou cicloalifáticos, oucombinações dos mesmos. 0 composto orgânico de pesomolecular elevado com pelo menos dois átomos dehidrogênio ativo tem um peso molecular de não menos que500 Daltons.
0 composto orgânico de peso molecular elevado tendo pelomenos dois átomos de hidrogênio ativo pode ser um poliol,uma poliamina, um politiol ou um composto contendocombinações de aminas, tióis e éteres. Preferivelmente, ocomposto orgânico de peso molecular elevado tendo pelomenos dois átomos de hidrogênio ativo é um diol, umadiamina, um ditiol, um álcool-amina, um tiol-amina ou umálcool-tiol, e tem um peso molecular médio ponderai de nãomenos que 500. Preferivelmente, o composto orgânico depeso molecular elevado tendo pelo menos dois átomos dehidrogênio ativo é um poliol terminado por amina(comercialmente disponível como poliéter aminasJeffamine™ de Huntsman Corp.) ou um éter glicolpolialquilênico, ou tioéter ou poliéster poliol oupolitiol tendo a fórmula geral:
<formula>formula see original document page 5</formula>
onde cada R é independentemente um radicalalquileno; R' é um radical alquileno ou um arileno; cadaX é independentemente S ou O, preferivelmente O; η é umnúmero inteiro positivo; e n' é um número inteiro nãonegativo, com a restrição de que η e n' sejamsuficientemente grandes para que o composto tenha um pesomolecular médio ponderai de não menos que cerca de 500Daltons, mais preferivelmente não menos que cerca de 750Daltons, e o mais preferivelmente não menos que cerca de1.000 Daltons. Preferivelmente, o peso molecular médioponderai do glicol polialquilênico não é maior que cercade 20.000 Daltons, mais preferivelmente não maior quecerca de 10.000 Daltons, mais preferivelmente não maiorque cerca de 5.000 Daltons, e o mais preferivelmente nãomaior que cerca de 3.000 Daltons. Os éter glicóispolialquilênicos e os poliéster polióis são preferidos.Exemplos representativos de éter glicóis polialquilênicossão éter glicóis de polietileno, éter glicóis de poli-1,2-propileno, éter glicóis de politetrametileno, éterglicóis de poli -1, 2-dimet.iletileno, éter glicóis de poli-1,2-butileno e éter glicóis de polidecametileno. Ospoliéster polióis preferidos incluem adipato depolibutileno e tereftalato de polietileno.
Uma pequena quantidade de um composto molecular pequenocom pelo menos dois átomos de hidrogênio ativo pode seradicionada juntamente com o composto orgânico de pesomolecular elevado tendo pelo menos dois átomos dehidrogênio ativo para aumentar a resistência à ruptura dopolímero resultante. 0 peso molecular do compostomolecular pequeno tendo pelo menos dois átomos dehidrogênio ativo está na faixa de cerca de 62 Daltons atécerca de 400 Daltons, e inclui dióis, ditióis, diaminas,álcool aminas, álcool tióis, e amina tióis. Os dióisincluindo dietileno glicol, etileno glicol e dipropilenoglicol são preferidos. A quantidade de composto orgânicode baixo peso molecular é preferivelmente adicionada numaquantidade suficiente para vantajosamente aumentar aresistência à ruptura do polímero resultante. Maispreferivelmente, a quantidade do composto orgânico debaixo peso molecular tendo pelo menos dois átomos dehidrogênio ativo não é menos que 0,5 por cento em peso, omais preferivelmente não menos que 1 por cento em pesobaseada no peso total dos compostos que têm átomos dehidrogênio ativo; e mais preferivelmente não maior que 10por cento em peso, o mais preferivelmente não maior que 5por cento em peso baseada no peso total dos compostos quetêm átomos de hidrogênio ativo.
Preferivelmente, a razão NCO:XH, onde X é 0 ou S,pref erivelmente O, não é menos que 1,1:1, maispreferivelmente não menos que 1,2:1, e preferivelmentenão maior que 5:1.
O pré-polímero de poliuretano pode ser preparado por umprocesso contínuo ou de batelada por métodos tais comoaqueles conhecidos na técnica. Por exemplo, um excessoestequiométrico de um diisocianato e de um poliol podemser introduzidos em fluxos separados dentro de ummisturador estático ou ativo, preferivelmente na presençade uma quantidade ativante de um catalisadororganoestânico tal como o octoato estanoso, e a umatemperatura apropriada para reação controlada dosreagentes, tipicamente de cerca de 40°C até cerca de100°C. A reação é conduzida até término substancial numreator de fluxo pistonar para formar o pré-polímero.O tensoativo é algumas vezes usado como um concentrado emágua. Neste caso, um fluxo contendo o tensoativo évantajosamente juntado primeiro com o fluxo contendo opré-polímero para formar uma mistura pré-polímero/tensoativo. Apesar de um látex de pré-polímeropoder ser preparado nesta etapa única, prefere-se que umfluxo contendo o pré-polímero e o tensoativo seja juntadocom um fluxo de água para diluir o tensoativo e criar olátex de pré-polímero.
Quando o tensoativo é 3 por cento em peso do tensoativoDeSULF™ DBS-60T (o ingrediente ativo é ododecilbenzenossulfonato de trietanolamina umadenominação comercial de DeForest Enterprise, Inc.) arazão r2: ri preferida é de cerca de 3,5:1 até cerca de6:1 quando se utiliza um dispersor IKA SD 41 SuperDispax™ (IKA WORKS, Inc.) e de cerca de 2:1 até 4:1quando se utiliza um IKA DR 3-9 P.
Um tensoativo externo, que pode ser catiônico, aniônicoou não iônico, é preferivelmente usado para preparar aemulsão de HIPR. Classes apropriadas de tensoativosincluem, mas não estão restritas a, sulfatos de fenóisetoxilados tal como sal de amônio de poli.(oxi-1,2-etanodiil)α-sulfo-TO(nonilfenoxi); sais de ácido graxo demetal alcalino tais como oleatos e estearatos de metalalcalino; polioxialquilenos não iônicos tais como óxidode polietileno, óxido de polipropileno, óxido depolibutileno, e copolímeros dos mesmos; álcooisalcoxilados; ésteres de ácido graxo etoxilado ealquilfenóis etoxilados; sulfatos de laurila de metalalcalino; sulfatos de lauril amina tal como sulfato delauril trietanolamina; tensoativos de amônio quaternário;alquilbenzenossulfonatos de metal alcalino tal comododecilssulfonatos de sódio linear e ramificado;alquilbenzenossulfonatos de amina tal comododecilbenzenossulfonato de trietanolamina; tensoativosde fluorocarboneto não iônico tais como ésteres dealquila fluorados e perfluoroalquilssulfonatos de metalalcalino; tensoativos organossilícicos tais comopolidimetilsiloxanos modificados; e sabões de metalalcalino de resinas modificadas. Se o pré-polímero forauto-emulsificante por inclusão de grupos emulsificantesnão iônicos, catiônicos ou aniônicos, então um tensoativoexterno poderá ou não ser necessário.
Geralmente, concentrações maiores de tensoativo resultamem partículas de diâmetro menores, mas concentrações detensoativo muito elevadas tendem a afetar nocivamente aspropriedades dos produtos tais como películas preparadasa partir de emulsão de HIPR. Uma pessoa com treinamentohabitual na técnica pode rapidamente determinar aconcentração apropriada de tensoativo para o uso finalparticular.Embora seja possível dissolver primeiro o pré-polímeronum solvente para o pré-polímero antes da formação daemulsão de HIPR, prefere-se preparar a emulsão de HIPR naausência substancial de um solvente, mais preferivelmentena ausência de um solvente. Como usado aqui, o termo "naausência substancial de um solvente" significa que umsolvente para o pré-polímero representa não mais que 10por cento em peso, pref erivelmente não mais que 5 porcento em peso, mais pref erivelmente não mais que 1 porcento em peso, e o mais preferivelmente não mais que 0,1por cento em peso da emulsão de HIPR baseado no peso dopré-polímero e do solvente.
A inclusão de um solvente freqüentemente adiciona umcusto desnecessário â manufatura do produto de uso final.Além do mais, a remoção de solvente, quando necessária àobtenção de propriedades físicas aceitáveis do produto,será também um custo assim como uma etapa de consumo detempo. Assim, um processo preferido da presente invençãorepresenta um avanço na técnica de preparação de látexesde uretano.
É possível também, e pode ser desejável em alguns casos,formar um látex de pré-polímero que não seja preparadodiluindo uma emulsão de HIPR, antes, porém, diluindo umconcentrado de látex de pré-polímero que tenha uma razãoóleo:água que esteja fora do limite inferior teórico daemulsão de HIPR, e superior à da razão óleo:água do látexde pré-polímero subseqüentemente preparado. Descobriu-se,surpreendentemente, que quando se utiliza um dispersor dediâmetro grande (>60 mm), a razão T2--T1 preferida, onde rie T2 são individualmente medidos em unidades de massa/unidade de tempo, não é menos que cerca de 2,0:1, maispref erivelmente não menos que 2,3:1 e o maispreferivelmente não menos que 2,5:1 e menos que 4,0:1.
Tais razões, então, poderiam incluir concentrados delátex que não fossem emulsões de HIPR uma vez que asemulsões de HIPR requerem uma razão da fase dispersa paraa fase contínua de pelo menos 74:26.Um polímero de poliuretano/uréia/tiouréia pode serpreparado contatando o pré-polímero com um reagenteextensor de cadeia, que seja um composto que contenhagrupos funcionais que reajam com grupos isocianato paraformar grupos uretano, uréia ou tiouréia. Reagentesextensores de cadeia são bem conhecidos na técnica.
A emulsão de HIPR ou o concentrado de látex de pré-polímero é preferivelmente diluído com quantidadessuficientes de água para formar um látex de pré-polímerotendo uma razão da fase dispersa para a fase aquosa queseja menos que cerca de 3:1, mais pref erivelmente menosque 2,5:1. Embora a água possa ser usada como um agenteextensor de cadeia, outros agentes extensores de cadeiatais como poliaminas aromáticas, cicloalifáticas oualifáticas e álcool aminas são preferidas para a formaçãodo peso molecular. Conseqüentemente, prefere-se que olátex de pré-polímero contate-se com o reagente extensorde cadeia preferido antes que a reação substancial ocorraentre a água e o pré-polímero, e pode ser desejáveldiluir a emulsão de HIPR ou o concentrado de látex depré-polímero com uma solução contendo água e o reagenteextensor de cadeia preferido, ou água e concomitanteadição do reagente extensor de cadeia preferido.
Os reagentes extensores de cadeia mais preferidos sãoálcool monoaminas tais como monoetanol amina e dietanolamina, e diaminas incluindo hidrazina, etileno diamina,propiIeno-1,2-diamina, propiIeno-1,3-diamina,tetrametilenodiamina, hexametilenodiamina, 4,4'-dimetilamino-3,3'-dimetildifenilmetano, 4,4'-diamino-difenilmetano, 2,4-diaminotolueno, 2,6-diaminotolueno,aminoetiletanolamina e piperazina. Diaminas solúveis emágua são as mais preferidas. A piperazina é um exemplo deum mais preferido agente extensor de cadeia.
0 reagente extensor de cadeia é preferivelmente oreagente limitador porque é desejável evitar reagenteextensor de cadeia residual, particularmente diamina, nolátex final. Assim, num método preferido de preparação dolátex de poliuretano/uréia/tiouréia, uma solução aquosade uma diamina é contatada com um excesso estequiométricode um látex do pré-polímero (isto é, um excessoestequiométrico de grupos isocianato). Após completa esubstancial reação da diamina, permite-se,preferivelmente, que o látex resultante fique em repousopor um tempo suficientemente longo para que os gruposisocianato remanescentes reajam com a água. O látexpreferido é um látex de poliuretano/uréia tendo umtamanho de partícula médio volumétrico não maior quecerca de 1 micron, mais pref erivelmente não maior quecerca de 0,5 micron e o mais pref erivelmente não maiorque cerca de 0,4 micron, com uma polidispersibilidadeque não seja pref erivelmente maior que cerca de 2, maispreferivelmente não maior que cerca de 1,5 e o maispreferivelmente não maior que cerca de 1,3.
Descobriu-se surpreendentemente que o tamanho departícula médio volumétrico e a polidispersibilidade deum látex de poliuretano/uréia/tiouréia final preparado apartir de uma emulsão de HIPR de um pré-polímero depoliuretano/uréia/tiouréia pelo processo da presenteinvenção são geralmente menores que o tamanho departícula e a polidispersibilidade de um látex depoliuretano/uréia/tiouréia não preparado a partir de umaemulsão de HIPR de um pré-polímero depoliuretano/uréia/tiouréia, para um dado tensoativo e auma dada concentração do tensoativo.
E ainda surpreendente que um látex de poliuretano comconteúdo de sólidos elevado que seja de pelo menos 45 porcento em peso, preferivelmente de pelo menos 50 por centoem peso, mais preferivelmente de pelo menos 55 por centoem peso, baseado no peso do látex, possa ser preparadopelo processo da presente invenção. Este látex deconteúdo de sólidos elevado pode ser preparado semempregar remoção de água custosa de um látex maisdiluído.
Os látexes de poliuretano/uréia/tiouréia da presenteinvenção são úteis em aplicações para látexes onde otamanho de partícula controlado e as distribuições detamanho estreitas sejam especialmente importantes. Taisaplicações incluem películas, revestimentos de pisos, eadesivos, especialmente em aplicações para forros detapetes.
0 exemplo seguinte é somente para propósitos ilustrativose não será entendido como limitante da abrangência destainvenção. Todas as porcentagens são em porcentual em pesoexceto se indicado diferentemente.
Exemplo - Preparação de um látex de poliuretano comconteúdo de sólidos elevado
0 pré-polímero foi preparado combinando o poliolVORANOL™ 52 8 7 (63,3 5 por cento em peso, uma denominaçãocomercial de The Dow Chemical Company) , ISONATE™ 50 MDI(33,3 por cento em peso, uma denominação comercial de TheDow Chemical Company), dietileno glicol (1,35 por centoem peso) e óxido de polietileno monol tendo um pesomolecular de 950 (2 por cento em peso).
0 pré-polímero foi continuamente alimentado a uma taxa de5,94 kg/min através de um primeiro braço ajustado a umprimeiro "T" . 0 tensoativo DeSULF™ DBS60T (uma soluçãoaquosa a 60 por cento de dodecilbenzenossulfonato detrietanolamina, uma denominação comercial de DeForestEnterprise, Inc.) foi alimentado a uma taxa de 0,57kg/min através de um primeiro braço de um segundo "T" ejuntado com um fluxo de água fluindo a uma taxa de 2,1kg/min através de um segundo braço do segundo "T" . 0fluxo de água/tensoativo foi então passado através de umsegundo braço do primeiro "T" e juntado com o pré-polímero. 0 fluxo de pré-polímero/tensoativo/águajuntados foi então passado através de um misturadorestático e então alimentado ao orifício de entrada de uminstrumento estator rotor IKA DR 3-9/P DISPAX™ REACTOR(uma denominação comercial de IKA WORKS, Inc.) operando a2.560 rpm.
A razão das alimentações dentro do instrumento dedispersão foi de 69 por cento em peso do pré-polímero,6,6 por cento em peso da solução do tensoativo e 24,4 porcento em peso de água. A razão ponderai do fluxo aquosopara o orgânico (incluindo o tensoativo) foi de 0,371 e arazão volumétrica foi de 0,395. A razão pesorpeso foicalculada como segue:
Orgânico = taxa de alimentação do pré-polímero de PU +0,6 χ ( taxa de alimentação da solução de tensoativo) =5,94 + 0,6 χ 0,57 = 6,282
Aquoso = taxa de alimentação do fluxo de água + 0,4 χ(taxa de alimentação da solução de tensoativo) = 2,1 +0,4 χ 0,57 = 2,328
Aquoso/Orgânico = 2,328/6,282 = 0,37
As razões volumétricas foram medidas determinando-seinicialmente as densidades dos fluxos a temperaturasapropriadas e convertendo os fluxos ponderais em fluxosvolumétricos.
A extensão de cadeia foi efetuada utilizando um acionadorde misturador LIGHTNIN™ 33DS-1500 (uma denominaçãocomercial de GREEY/LIGHNIN) ajustado aos agitadores numrecipiente de misturação em linha. O concentrado de látexdo instrumento de dispersão foi carregado através de umprimeiro braço ligado a um terceiro "T" e juntado com umasolução aquosa de piperazina a 10 por cento em pesoalimentada através de um segundo braço do terceiro "T" auma taxa de 3,53 kg/min (0,8 equivalente, baseado nosgrupos isocianato do pré-polímero). A saída dos fluxoscombinados foi diretamente alimentada ao misturador emlinha operando a 350 rpm. O produto foi coletado numrecipiente de 15.000 litros de modo a permitir a reaçãoda água com os grupos isocianato remanescentes. O látexestável de poli(uretano/uréia) resultante encontradotinha um conteúdo de sólidos de 53,8 por cento em peso,um tamanho de partícula médio volumétrico de 0,344micron, com todas as partículas sendo menores que 1,149microns, como medidas por um analisador de partículasCoulter LS 230.

Claims (10)

1. Processo para preparação de um látex depoliuretano/uréia/tiouréia de conteúdo de sólidoselevado, caracterizado pelo fato de compreender as etapasde: a) juntar continuamente na presença de uma quantidadeemulsificante e estabilizante de um tensoativo umprimeiro fluxo contendo água fluindo a uma taxa rltjuntamente com um segundo fluxo contendo um pré-polímerode poliuretano/uréia/tiouréia fluindo a uma taxa r2 paraformar um pré-polímero de látex depoliuretano/uréia/tiouréia; e b) contatar o pré-polímerode látex com um reagente extensor de cadeia sobcondições de modo a formar um látex depoliuretano/uréia/tiouréia; sendo que a razão T2Ir1 não émenor que 65:35 e menor que a razão de 74:26, requeridapara fabricar uma emulsão de HIPR (proporção de faseinterna elevada) em água contínua.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o pré-polímero depoliuretano/uréia/tiouréia ser um pré-polímero depoliuretano ou um pré-polímero de poliuretano/uréia eonde o pré-polímero é preparado contatando um compostoorgânico de peso molecular elevado tendo pelo menos doisátomos de hidrogênio ativo com poliisocianato suficiente,e sob condições de modo a assegurar que o pré-polímeroseja terminado por pelo menos dois grupos isocianato.
3. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o pré-polímero de poliuretano ser preparado contatando umexcesso estequiométrico de um poliisocianato com umpoliol terminado por amina ou um éter glicolpolialquilênico ou um poliéster poliol, onde o glicolpolialquilênico é um éter glicol de polietileno, um éterglicol de poli-1,2-propileno, um éter glicol depolitetrametileno, um éter glicol de poli-1,2-dimetiletileno, um éter glicol de poli-1,2-butileno, ouum éter glicol de polidecametileno, ou uma combinação dosmesmos, e onde o poliéster poliol é um tereftalato depolietileno ou um adipato de polibutileno.
4. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 3, caracterizado pelo fato de opoliisocianato ser 4,4'-diisocianato de difenilmetano,-2,4'-diisocianato de difenilmetano, diisocianato de p-fenileno, diisocianato de 2,6-tolueno, poliisocianato depolifenil polimetileno, 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, 1,4-diisocianato deciclohexano, diisocianato de hexametileno, diisocianatode 1,5-naftaleno, diisocianato de 3,3'-dimetil-4,4'-bifenila, 4,4'-diisocianato de diciclohexilmetano, 2,4'-diisocianato de diciclohexilmetano, diisocianato deisoforona ou diisocianato de 2,4-tolueno, ou umacombinação dos mesmos.
5. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 4, caracterizado pelo fato de otensoativo ser um sulfato de um fenol etoxilado, umalquilbenzenossulfonato de metal alcalino, umalquilbenzenossulfonato de amina, um laurilsulfato demetal alcalino, um laurilsulfato de amina, umpolioxialquileno, um alquilfenol etoxilado, ou tensoativode amônio quaternário, ou uma combinação dos mesmos, e odiisocianato ser 4,4'-diisocianato de diciclohexilmetano,-2,4'-diisocianato de diciclohexilmetano, ou uma misturados mesmos.
6. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 5, caracterizado pelo fato de oreagente extensor de cadeia conter água e o segundo fluxoconter um pré-polímero de poliuretano/uréia/tiouréiaterminado por somente um grupo isocianato.
7. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 até 6, caracterizado pelo fato de oreagente extensor de cadeia conter monoetanol amina,dietanol amina, hidrazina, aminoetiletanolamina, etilenodiamina, propileno—1,2-diamina, propileno-1,3-diamina,tetrametilenodiamina, hexametilenodiamina, 4,4'—dimetilamino-3 , 3 ' -dimetildifenilmetano, 4,4' -diamií¥<a-difenilmetano, 2,4-diaminotolueno, 2,6-diaminotolueno oupiperazina ou uma combinação dos mesmos.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato de o reagente extensor de cadeiaser uma solução aquosa de piperazina.
9. Processo de preparação de um látex depoliuretano/uréia/tiouréia de conteúdo de sólidoselevado, caracterizado pelo fato de compreender as etapasde: a) juntar continuamente, na presença de umaquantidade emulsificante e estabilizante de umtensoativo, um primeiro fluxo contendo água fluindo a umataxa T1 com um segundo fluxo contendo um pré-polímero depoliuretano/uréia/tiouréia fluindo a uma taxa r2 paraformar um pré-polímero de látex depoliuretano/uréia/tiouréia; e b) contatar o pré-polímerode látex com um reagente extensor de cadeia sob condiçõesde modo a formar um látex de poliuretano/uréia/tiouréiaonde a razão r2:ri não seja menor que 65:35 e menor quea razão requerida para fabricar uma emulsão de HIPR emágua contínua e onde o pré-polímero seja preparado apartir de um diisocianato aromático e onde o látex depoliuretano/uréia/tiouréia tenha um tamanho de partículamédio volumétrico de menos que 1 micron.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de a razão r2:ri não ser menor doque 7 0:30.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4275944B2 (ja) * 2000-11-02 2009-06-10 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド ハイブリッドポリウレタン粒子の水性分散液の調製方法
JP2005526889A (ja) * 2002-05-24 2005-09-08 クロンプトン コーポレーション ポリウレタン分散物
US7098291B2 (en) 2002-06-10 2006-08-29 Rohm And Haas Company Urethane polymer compositions
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
US20060111506A1 (en) * 2004-11-22 2006-05-25 Bedri Erdem Filled polyurethane dispersions
US20060116454A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-01 Bedri Erdem Stable thermally coaguable polyurethane dispersions
US7435787B2 (en) * 2005-09-14 2008-10-14 Momentive Performance Materials Inc. Process for the continuous production of silylated resin
KR100665864B1 (ko) * 2005-12-31 2007-01-10 주식회사 케이씨씨 수지 조성물 및 그의 제조방법
CA2673168A1 (en) * 2006-12-19 2008-06-26 Dow Global Technologies Inc. A device for producing dispersions and method of producing dispersions
ATE499394T1 (de) * 2006-12-19 2011-03-15 Dow Global Technologies Inc Zusammensetzung mit einer polyurethan-dispersion mit hohem feststoffanteil
DE102006062186A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-26 Carl Freudenberg Kg Verfahren zur Herstellung von Harnstoff-Partikeln oder Polyurethan-Harnstoff-Partikeln, Zusammensetzung und deren Verwendung
EP2028223A1 (de) * 2007-08-23 2009-02-25 Bayer MaterialScience AG EO/PO-Blockcopolymere als Stabilisatoren für PUR-Schäume
TWI733683B (zh) 2015-07-10 2021-07-21 德商科思創德意志股份有限公司 用於連續生產水性聚胺基甲酸酯分散體之方法與裝置
CN107082860B (zh) * 2017-04-25 2019-09-20 周建明 一种自乳化型水性聚氨酯固化剂及其制备方法
CN107936211A (zh) * 2017-11-24 2018-04-20 湖南新力华纳米科技有限公司 一种涂料染色用的水性聚氨酯及其制备方法
NL2020093B1 (en) * 2017-12-15 2019-06-25 Stahl Int B V Process for producing aqueous polyurethane dispersions in a continuous manner; apparatus suitable for performing such a process; and products obtained by said process
JP7280355B2 (ja) 2018-10-08 2023-05-23 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 人工皮革用途のための水性ポリウレタン分散液
CN109553747B (zh) * 2018-12-05 2021-06-08 长春工业大学 一种高固含可生物降解水性聚氨酯的制备方法
NL2023089B1 (en) * 2019-05-08 2019-10-04 Stahl Int B V Process for producing aqueous polyurethane dispersions in a continuous manner; apparatus suitable for performing such a process; and products obtained by said process
WO2021031174A1 (en) 2019-08-22 2021-02-25 Dow Global Technologies Llc Polyether based waterborne polyurethane dispersion and method for preparing the same
WO2023117854A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-29 Basf Se Process for the continuous production of aqueous polyurethane dispersions
CN119529225B (zh) * 2024-12-04 2025-11-21 东华大学 一种高性能室温自修复聚氨酯弹性体及其制备方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3178310A (en) * 1962-03-01 1965-04-13 Du Pont Aqueous polyurethane coating emulsions
US3294724A (en) * 1964-11-23 1966-12-27 Wyandotte Chemicals Corp Film-forming urethane latices, and preparation by chain extending a prepolymer of anorganic dhsocyanate and a polymeric diol with a piperazine compound
US3410817A (en) * 1965-04-29 1968-11-12 Wyandotte Chemicals Corp Polyurethane latices
DD115140A5 (pt) * 1973-03-09 1975-09-12
US3919173A (en) * 1973-11-23 1975-11-11 Contech Inc Moisture curable polyurethane systems
DE2811148A1 (de) * 1978-03-15 1979-09-20 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von waessrigen polyurethan-dispersionen und -loesungen
US4442259A (en) * 1982-04-26 1984-04-10 W. R. Grace & Co. Aqueous-based polyurethane compositions and method of preparation
US4444976A (en) * 1982-12-20 1984-04-24 The Goodyear Tire & Rubber Company Sag resistant two component adhesive and sealant
US4742095A (en) * 1985-07-25 1988-05-03 Mobay Corporation Continuous process for the production of aqueous polyurethane-urea dispersions
CA1304869C (en) * 1986-10-21 1992-07-07 Peter H. Markusch Continuous process for the production of aqueous polyurethane-urea dispersions
DE3727252A1 (de) * 1987-08-15 1989-02-23 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von waessrigen polyurethandispersionen
DE3728140A1 (de) * 1987-08-22 1989-03-02 Bayer Ag Waessrige loesungen oder dispersionen von polyisocyanat-polyadditionsprodukten, ein verfahren zur herstellung der waessrigen loesungen oder dispersionen sowie ihre verwendung als klebstoff
GB8721533D0 (en) * 1987-09-14 1987-10-21 Polyvinyl Chemical Ind Aqueous dispersions
DE3905007A1 (de) * 1989-02-18 1990-08-23 Basf Ag Kontinuierliches verfahren zur herstellung waessriger nicht selbstemulgierender polymerdispersionen
GB8913644D0 (en) * 1989-06-14 1989-08-02 Ici America Inc Aqueous dispersions
CA2020629C (en) * 1989-07-21 2000-02-01 Frank Landy Shelf stable fast-cure aqueous coating
US5041467A (en) * 1989-09-08 1991-08-20 Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Method for production of particulate polymers
US5389720A (en) * 1990-05-25 1995-02-14 Miles Inc. Aqueous polyisocyanate dispersions
US5221710A (en) * 1991-03-28 1993-06-22 Miles Inc. Process for preparing and optionally chain extending aqueous polyisocyanate dispersions using static mixers
JPH06166735A (ja) * 1992-12-01 1994-06-14 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd 活性アミノ基含有ポリウレタンエマルジョン組成物
DE4433929A1 (de) * 1994-09-23 1996-03-28 Basf Ag Wasseremulgierbare Polyisocyanate
US5539021A (en) * 1995-06-05 1996-07-23 The Dow Chemical Company Process for preparing high internal phase ratio emulsions and latexes derived thereof
US5717024A (en) * 1996-02-23 1998-02-10 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Process for making aqueous polyurethane dispersions
US5834554A (en) * 1996-03-05 1998-11-10 H. B. Fuller Licensing & Financing, Inc. Laminating adhesives for flexible packaging
US5576382A (en) * 1996-05-05 1996-11-19 Arco Chemical Technology, L.P. Aqueous polyurethane dispersions based on polyether polyols of low monol content
JP4128631B2 (ja) * 1997-03-17 2008-07-30 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド ポリウレタンラテックス、その製造方法及びそれより製造されるポリマー
ZA981836B (en) * 1997-03-17 1999-09-06 Dow Chemical Co Continuous process for preparing a polyurethane latex.

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Publication number Publication date
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