ES2207183T3

ES2207183T3 - Sistema de sustancias.

Info

Publication number: ES2207183T3
Application number: ES99908751T
Authority: ES
Inventors: Christian Terfloth; Dieter Guse; Theodor Hippold
Original assignee: Jowat Lobers und Frank GmbH and Co KG
Current assignee: Jowat Lobers und Frank GmbH and Co KG
Priority date: 1998-05-07
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2004-05-16
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: BR9910202A; DK1082373T3; SI1082373T1; AU2825099A; HK1038030A1; JP2002514668A; US6686415B1; PL196942B1; DE19980843B4; AU749308B2; CA2327615A1; CN1142958C; MY137567A; CN1299384A; ATE248874T1; DE29923700U1; WO1999058590A1; CA2327615C; KR20010024983A; CZ20004045A3

Abstract

Dispersión acuosa de 1 componente, reticulable, estable al almacenamiento, que contiene a) isocianatos superficialmente desactivados o encapsulados, con reactividad retardada, escogidos de TDI-uret-diona y TDI-urea, en una cantidad de 0, 1 y a 10% en peso, en los que el grado de desactivación, calculado como la relación de equivalentes de los grupos amino del desactivador a los grupos isocianato de los isocianatos asciende, en el caso de la TDI- urea, a 0, 008:1, y en el caso de TDI-uret-diona, a 0, 009:1; y b) un adhesivo de dispersión adecuado como componente del polímero. en donde las películas formadas a partir de esta dispersión son reticulables ya a temperatura ambiente (20ºC, humedad relativa del 65%).

Description

Sistema de sustancias.

La invención se refiere a una dispersión de 1 componente conforme a la reivindicación 1.

Las uniones adhesivas de alta calidad se llevan a cabo, según el estado actual de la técnica, mediante adhesivos reactivos. Para ello se conoce una serie de diferentes sistemas de pegamento. Los poliisocianatos se utilizan, en este caso, en muchas aplicaciones debido a su elevada reactividad.

Existen, por ejemplo, polímeros con terminados en isocianato que se reticulan por aplicación de humedad. La desventaja de estos sistemas radica en que el curado tarda tiempo, dado que la reticulación depende de la velocidad de difusión del agua. En el caso de capas muy gruesas, la reticulación puede ser incompleta.

Los adhesivos de 2 componentes se mezclan inmediatamente antes de su aplicación, resultando aquí una etapa de trabajo adicional para el aplicador. En la mezcla de los 2 componentes pueden, además, presentarse fallos de dosificación o mezcla.

Se conocen, además, sistemas estables de 1 componente que se pueden formular con participantes en la reacción monofuncionales a través del bloqueo de los isocianatos. Este bloqueo es térmicamente reversible, de manera que el bloqueante se desprende mediante aplicación de calor y el isocianato liberado alcanza una unión termo estable mediante su reticulación con los grupos reactivos del polímero.

Es una desventaja en estos sistemas que el bloqueante, cuando es volátil a la temperatura de aplicación, se evapora y puede contaminar así al medio ambiente, o cuando permanece en el adhesivo puede producir perjuicios en la calidad de la unión adhesiva.

En el documento EP 0 204 970 o en el documento US-A-4 888 124 perteneciente a la misma familia de patentes se muestra un procedimiento para la producción de dispersiones estables de poliisocianatos finamente divididos en un líquido mediante el tratamiento de poliisocianatos con estabilizadores. Para dispersar de forma estable al almacenamiento poliisocianatos y, en especial, poliisocianatos sólidos, y así evitar una indeseada reacción prematura con el medio, los isocianatos dispersados se desactivan en su superficie. Poseen entonces una denominada actividad retardada.

En el documento EP 0 204 970 o en el documento US-A-4 888 124 se da a conocer, además, la utilización como reticulador de la dispersión estable de poliisocianatos finamente divididos producida según el procedimiento de esta memoria de patente. La estabilización de los poliisocianatos se consigue mediante la aplicación de una funda sobre el polímero. Las uniones capacitadas para la formación de esta funda del polímero se denominan estabilizadores. Los poliisocianatos desactivados, que presentan la funda del polímero, también se denominan poliisocianatos estabilizados. Es una desventaja en este caso el que la ruptura de la cápsula de poliurea y, con ello, la consecuente reticulación, tiene lugar a una temperatura entre 70 y 180ºC.

El documento EP 0 505 889 A2 describe dispersiones acuosas de poliisocianato encapsulados, que se producen mediante reacción de poliisocianatos con poliaminas con grupos amino primarios o secundarios y con pesos moleculares de 400 g/mol o inferiores, encontrándose el grado de desactivación, calculado como la relación de equivalentes entre los grupos amino del agente de desactivación a los grupos isocianato del poliisocianato, es de al menos 0,05:1,0 y se encuentra preferentemente en un intervalo entre 0,1:1,0 y 0,3:1,0.

Es, por lo tanto, misión de la invención proporcionar una dispersión de 1 componente, que se reticule a bajas temperaturas.

Esta misión se resuelve mediante una dispersión de 1 componente según la reivindicación 1. Otras ejecuciones ventajosas son objeto de las reivindicaciones subordinadas. Se descubrió, por lo tanto, de modo sorprendente, que la utilización de isocianatos encapsulados o desactivados, en sí conocidos, como componentes de reticulación en dispersiones acuosas conduce a sistemas estables al almacenamiento que, sin embargo, se reticulan ya a temperatura ambiente, siempre que se cumplan las condiciones contenidas en la reivindicación 1.

Se parte aquí del hecho de que las fuerzas de autohesión que aparecen en la formación de películas de partículas de polímero destruyen mecánicamente las envolturas poliméricas de los isocianatos, con lo que se produce una reacción de reticulación, que es detectable a través del aumento en la cohesión de la película o la pérdida en la elasticidad de la misma.

La dispersión de 1 componente conforme a la invención presenta, por lo tanto, la ventaja de reticularse a temperaturas relativamente bajas, a saber, a la temperatura ambiente, con lo que se evitan las desventajas de conocidos sistemas estables de 1 componente. Frente a los adhesivos de 2 componentes conocidos, la dispersión de 1 componente aquí dada a conocer ofrece aquí, conforme a la invención, la ventaja de que ya no se puede incurrir en fallos del aplicador asociados al proceso, p. ej. fallos de dosificación o mezcla.

Las cantidades de los isocianatos desactivados en las dispersiones de 1 componente, conforme a la invención, se elevan, según una ejecución de la invención, a 0,1 hasta 10% en peso.

La dispersión de 1 componente conforme a la invención puede emplearse de diversas maneras, p. ej. como barniz, recubrimiento, masa para juntas, relleno de ajuste y/o como adhesivo.

En su utilización como adhesivo puede contener un adhesivo de dispersión apropiado conforme a la invención, p. ej. Dispercoll KA 8758. Isocianatos apropiados conforme a la invención son TDI-uret-diona o TDI-urea. Estos isocianatos se desactivan de un modo en sí conocido, y los isocianatos desactivados, que así se obtienen, se añaden entonces, bajo agitación, a un polímero apropiado, p. ej. un adhesivo de dispersión. Cuando el isocianato desactivado se ha integrado de modo homogéneo y liso, la dispersión de 1 componente conforme a la invención está lista para su utilización.

La dispersión de 1 componente conforme a la invención puede utilizarse, por ejemplo, de forma ventajosa en el pegado de frentes de mueble tridimensionales conformados. Este tipo de frentes de mueble se fabrican hoy de manera que se prensa con aplicación de presión y temperatura un soporte de FDM con una lámina de plástico, de manera que la lámina se amolda a los contornos de la superficie del FDM previamente dados por el soporte. La unión con continuidad de fuerza entre los dos substratos requiere de un adhesivo que se aplicó con anterioridad al soporte. Es sabido que para la consecución de uniones de alta calidad con buena estabilidad a altas temperaturas se utilizan sistemas de dispersión de poliuretano de 2 componentes, en los que la dispersión acuosa se mezcla intensamente con el poliisocianato emulsionable en agua inmediatamente antes de su uso. Por fallos de dosificación o por una mezcla insuficiente de los componentes pueden, sin embargo, no conseguirse las estabilidades óptimas a altas temperaturas. Además, el tiempo de tratamiento de estos sistemas de 2 componentes se reduce a pocas horas mediante el tiempo de reposo.

Las desventajas arriba descritas, por lo tanto, se pueden evitar ventajosamente mediante el adhesivo de dispersión de 1 componente.

Seguidamente se describen ejemplos de realización.

Ejemplo 1 Preparación de los isocianatos desactivados Ejemplo 1.1

En un vaso de precipitados se vierten 100 ml de ciclohexano y se suspenden 20 g de una TDI-uret-diona (Desmodur TT, Bayer AG) bajo intensa agitación. Seguidamente, se añade una disolución de 0,06 g de metilpentametilendiamina (Dytek A, DuPont) en 50 ml de ciclohexano. Tras un tiempo de agitación de dos horas, la disolución estará libre de disolvente, consiguiéndose un polvo blanco y fino. El grado de desactivación, calculado como la relación de equivalentes de los grupos amino del desactivador a los grupos isocianato de los isocianatos asciende a 0,009:1.

Ejemplo 1.2

El procedimiento para la preparación corresponde al del Ejemplo 1.1, en el que, en lugar de la TDI-uret-diona, se utiliza una TDI-urea (Desmodur LS 2116, Bayer AG). El grado de desactivación, calculado como la relación de equivalentes entre los grupos amino del desactivador a los grupos isocianato de los isocianatos, asciende a 0,008:1.

Ejemplo 2 Producción y reticulación de adhesivos de dispersión de 1 componente

Los isocianatos desactivados según el Ejemplo 1.1 y el Ejemplo 1.2 se añaden bajo agitación a Dispercoll KA 8758. La mezcla se prolonga hasta que los isocianatos se incorporan de manera homogénea y plana.

La reticulación a temperatura ambiente de los adhesivos de dispersión de 1 componente estables al almacenamiento se explica en los siguientes ejemplos:

Ejemplo comparativo

Dispersión termoplástica de un componente: 100 gr de Dispercoll KA 8758

Ejemplo 2.1

Dispersión de 1 componente reticulable: 100 g de Dispercoll KA 8758 y 4 g de isocianato desactivado según el Ejemplo de preparación 1.1

Ejemplo 2.2

Dispersión reticulable de 1 componente: 100 g de Dispercoll KA 8758 y 4 g de isocianato desactivado según el Ejemplo de preparación 1.2

Se estiraron con una rasqueta celular, se secaron (20ºC/65% humedad relativa) y se almacenaron películas de 1000 \mum de espesor. La resistencia al desgarro de estas películas se determinó con una máquina de ensayos de desgarro. Los resultados se exponen a continuación en la Tabla 1.

TABLA 1

Resistencia al desgarro de adhesivos de dispersión de 1 componente, que se reticularon a temperatura ambiente.
Días *	Resistencia al desgarro (N/mm^{2})
	Ej. comp.	Ej. 2.1	Ej. 2.2
4	7,2	10,5	13,4
7	7,3	13,1	14,6
14	7,1	13,8	13,3
28	6,5	11,2	15,2
* Almacenamiento de las películas a temperatura ambiente.

De la Tabla 1 se puede reconocer que la resistencia al desgarro del Ejemplo comparativo se sitúa entre 6,5 y 7,3 N/mm^{2} tras 4, 7, 14 o 28 días de almacenamiento de las películas a temperatura ambiente. Las resistencias al desgarro de las películas según el Ejemplo 2.1 y el Ejemplo 2.2 se sitúan significativamente por encima de la resistencia al desgarro de la películas según el Ejemplo comparativo. La película según el ejemplo 2.1 mostró resistencias al desgarro en los tiempos de almacenamiento dados entre 10,5 y 13,8, mientras que la película según el Ejemplo 2.2 presentó resistencias al desgarro entre 13,3 y 15,2.

La viscosidad de los adhesivos de dispersión de 1 componente producidos permaneció constante, según el Ejemplo 2.1 y el Ejemplo 2.2, a lo largo de un tiempo de almacenamiento de 3 meses a temperatura ambiente.

Claims

1. Dispersión acuosa de 1 componente, reticulable, estable al almacenamiento, que contiene

a): isocianatos superficialmente desactivados o encapsulados, con reactividad retardada, escogidos de TDI-uret-diona y TDI-urea, en una cantidad de 0,1 y a 10% en peso, en los que el grado de desactivación, calculado como la relación de equivalentes de los grupos amino del desactivador a los grupos isocianato de los isocianatos asciende, en el caso de la TDI-urea, a 0,008:1, y en el caso de TDI-uret-diona, a 0,009:1; y

b): un adhesivo de dispersión adecuado como componente del polímero.

en donde las películas formadas a partir de esta dispersión son reticulables ya a temperatura ambiente (20ºC, humedad relativa del 65%).

2. Dispersión de 1 componente conforme a la reivindicación 1, en la que el adhesivo de dispersión es un adhesivo de dispersión a base de poliuretano (p.ej. DisperkollR KA 8758).

3. Dispersión de 1 componente conforme a la reivindicación 1 ó 2, en la que la viscosidad de la dispersión de 1 componente permanece constante durante un tiempo de almacenamiento de 3 meses a temperatura ambiente.

4. Adhesivo que contiene una dispersión de 1 componente conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3.

5. Utilización de la dispersión de 1n componente conforme a una de las reivindicaciones de 1 a 3 como pegamento.

6. Utilización de la dispersión de 1 componente conforme a una de las reivindicaciones de 1 a 3 para la producción de películas reticulables a temperatura ambiente (20ºC, humedad relativa del 65%).

7. Películas obtenidas mediante la utilización de la dispersión de 1 componente conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3.