MXPA01010429A - Dispersiones de poliemro acuosas con estabilidad incrementada. - Google Patents
Dispersiones de poliemro acuosas con estabilidad incrementada.Info
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Abstract
La invencion se refiere a dispersiones plasticas acuosas que contiene particulas de latex que presentan grupos anionicos y que se caracterizan en que al menos algunos de los grupos anionicos comprenden alcoholes de azucar aminada en forma protonada como contraiones; la invencion tambien se refiere a metodos para producir las mismas y a su uso.
Description
DISPERSIONES DE POLÍMERO ACUOSAS CON ESTABILIDAD INCREMENTADA
MEMORIA DESCRIPTIVA
La presente invención se refiere a dispersiones de polímero acuosas que han sido estabilizadas electrostáticamente por medio de grupos aniónicos y las cuales se pueden obtener, por ejemplo, mediante polimerización de emulsión, a procedimientos para prepararlas, y a su uso. Se sabe que, termodinámicamente, los latices constituyen sistemas inestables que se deben estabilizar de manera tan efectiva como sea posible por medio de medidas adecuadas. Una posibilidad para estabilización con respecto a formación de manchas de ge! o coagulación inducida mediante carga de esfuerzo cortante, la adición de electrolito o un contenido particularmente alto de sólidos, se puede lograr copolimerizando monómeros que contienen grupos ácidos. En general, las bases inorgánicas, tales como hidróxidos metal alcalinos o amoníaco, se utilizan para neutralizar estos grupos ácidos. A partir de DE-A-19 56 509, también son conocidas las dispersiones que se han neutralizado con alcanolaminas específicas (es decir derivados de amoníaco monohidroxialquilo sustituidos) como contraiones. De manera sorpresiva se ha descubierto que la neutralización de grupos ácidos presentes en la superficie de la partícula de látex con alcoholes de azúcar aminada conduce a dispersiones de polímero que son significativamente más estables que la técnica anterior. La presente solicitud provee por consiguiente dispersiones de polímero acuosas que comprenden partículas de látex que contienen grupos aniónicos, que se caracterizan porque al menos algunos de los grupos aniónicos tienen alcoholes de azúcar aminada en forma protonada como contraiones. Los alcoholes de azúcar aminada preferidos que se utilizan son N-alquilglucaminas o D-glucamina, con preferencia particular N-aiquilglucaminas en las cuales el grupo alquilo tiene de 1 a 4 átomos de carbono, y especialmente N-metiiglucamina. Adicionalmente, también es posible utilizar diglucaminas. La neutralización de una dispersión de polímero acida, que está diseñada para atraer ia disociación de carga completa y por lo tanto la estabilización, es normalmente un paso de procedimiento crítico, debido a la alta concentración iónica local que ocurre, y es un paso durante el cual se forma un número más grande o más pequeño de manchas de gel o incluso, en eí peor de los casos, ocurre la coagulación completa. Si, en contraste, los alcoholes de azúcar aminada, preferiblemente N-alquilglucamina, especialmente N-metilglucamina (NMG), o al menos una porción de este alcohol de azúcar aminada, se utiliza o utilizan como base para ¡a neutralización parcial o completa de ¡as dispersiones de polímero, entonces es evidente una ventaja de estabilidad distinta en comparación con los productos obtenidos con los agentes de neutralización que se han utilizado de manera habitual hasta la fecha: ia determinación del contenido de coagulo de un látex neutralizado con bases diferentes, mediante filtración, de hecho siempre da las cantidades de residuo de tamiz más bajas para productos tratados con alcoholes de azúcar aminada, sin importar el sistema de monómero utilizado para la polimerización. Una ventaja adicional es la base de material crudo renovable de estos compuestos, que se obtienen directamente a partir de los carbohidratos correspondientes mediante aminación reductiva. Los alcoholes de azúcar aminada en cuestión, que se obtienen partiendo de glucosa, que se describen, por ejemplo, en WO 93/03004, y que se utilizan normalmente de manera industrial como materiales crudos para agentes tensíoactivos (DE-A-35 38 451), son fácilmente solubles en agua y también están disponibles comercialmente en esta forma. Las ventajas de las dispersiones de polímero de la invención yacen en la estabilidad incrementada de manera significante en comparación con los productos convencionales, lo cual tiene consecuencias positivas en relación con el procesamiento de las dispersiones a los productos finales, tales como tintas, argamasas, pinturas o adhesivos. Por consiguiente la formación de coágulos o manchas de gel que se observa de manera frecuente en la adición subsecuente de pigmentos, electrolitos, espesantes, etc, y las cargas de esfuerzo cortante que ocurren en forma paralela, se restringen enormemente o no ocurren para nada. Esta ventaja, más aún, no tiene efectos adversos de ninguna manera sobre las propiedades de rendimiento de los productos.
Las dispersiones de la invención se preparan preferiblemente simplemente mediante agitación de una solución acuosa (de 5 a 70% en resistencia) del alcohol de azúcar aminada en cuestión en el látex, el cual es ácido o ya ha sido parcialmente neutralizado con otras bases. La temperatura aquí es generalmente entre 0°C y 100°C, preferiblemente entre 20°C y 80°C. También es posible, por supuesto, la introducción con agitación del látex -que está ácido o ya ha sido parcialmente neturalizado con otras bases- en la solución acuosa del alcohol de azúcar aminada en cuestión. El sistema de monómero en el cual se basa la dispersión de polímero, y ¡a relación de monómero, es de menor importancia, como es la naturaleza del procedimiento precedente para preparar el látex (reemulsificación del polvo de dispersión, polimerización de emulsión, polimerización de suspensión, etc.). Las dispersiones de polímero acuosas de la invención encuentran aplicación preferiblemente en tintas, argamasas, pinturas, y adhesivos. La presente invención se describe en más detalle enseguida, con referencia a ejemplos de implementación, aunque sin estar restringida por los mismos.
EJEMPLOS Y EJEMPLOS COMPARATIVOS
Determinación del residuo de tamiz El llamado residuo de tamiz se determina como una medida de la diferente estabilidad de los latices como una función de los contraiones, después de la neutralización de dispersiones modelo con las diferentes bases. Esta determinación se hace directamente siguiendo al ajuste de pH, después de un período de almacenamiento de 14 días en un horno de secado a 50°C, y después de 2 minutos de carga severa de esfuerzo cortante de las muestras siguiendo inmediatamente a la neutralización. El residuo de tamiz corresponde a la fracción de manchas en bruto y coágulos en dispersiones de polímero y se termina de la siguiente manera: 100.0 g de la muestra de dispersión homogeneizada para investigación se diluyen cuidadosamente con 500.0 g de agua destilada, sin formación de espuma. La mezcla se vierte entonces a través de un tamiz pre-alquiltranado, que consiste de una sección montada adecuadamente de malla de alambre de acero desengrasada (malla de alambre de acero fino inoxidable No. 375VA140K, tipo "Multi", Art. No. 00100540-15, fabricante: Haver & Boecker, 47400 Oelde Westphalia) con un tamaño de tamiz de 0.04 mm, y el residuo se "enjuaga" cuidadosamente con el agua destilada que se utilizó para enjuagar el recipiente de muestra (transferencia cuantitativa) hasta que está libre de espuma. El tamiz húmedo se coloca entonces sobre un plato de Petri limpio y se seca a 105°C a 135°C durante al menos una hora. Finalmente, el tamiz frío se pesa nuevamente y, utilizando la masa inicial, se calcula el residuo de tamiz, en porcentaje en peso. Las cantidades dadas en los cuadros corresponden a la media de una determinación por duplicado llevada a cabo de esta manera.
Determinación de la estabilidad de esfuerzo cortante Con el fin determinar la estabilidad de esfuerzo cortante, 150 ml de la muestra de dispersión respectiva se someten a esfuerzo cortante a 5000 revoluciones por minuto en un disipador Cowles con disco de dispersión
(diámetro: 5 cm) y copa de metal (diámetro: 8.5 cm, volumen: aproximadamente 800 ml) durante 120 segundos. Si hay coagulación de látex (incremento extremo en viscosidad), ía fuerza cortante se detiene inmediatamente y se establece el tiempo transcurrido. Si no ocurre coagulación de la dispersión durante la carga de esfuerzo cortante, la dispersión se transfiere a una botella de vidrio de 500 ml con cierre de tornillo y, después de que ha desaparecido la espuma, el residuo de tamiz se determina como se describe anteriormente. Las dispersiones de modelo seleccionadas fueron dos productos de Clariant GmbH: ©Mowilith LDM 7250 aproximadamente 50% es una dispersión acuosa libre de plastificador basada en esteres acrílicos y metacrílicos, que se utiliza como adhesivo de laminación por ejemplo para laminación de película de alto brillo. ©Mowilith VDM 7830 aproximadamente 50% es igualmente una dispersión acuosa libre de plastificador que se basa en esteres acrílicos y estireno como monómeros principales y se utiliza para impregnar chapas de decoración y chapas de acabado o bordes verticales en la industria de muebles. Ambos latices incluyen ácido acrílico y ácido metacrílico como comonómeros de estabilización, los cuales después de la polimerización se neutralizan utilizando normalmente solución de hidróxido de sodio (® Mowilith LDM 7250) o amoniaco acuoso (® Mowilith VDM 7830). Además de estas dos bases, se utilizan en las pruebas los compuestos reproducidos en los cuadros: monoetanolamina, dietanoiamina, y la N-metilglucamina de la invención. Con el fin de establecer un pH de aproximadamente 6.5, todos ios agentes de neutralización se añaden mediante goteo a las muestras de dispersión que se van a probar, con agitación lenta a 30°C, en forma de soluciones acuosas de 10% de resistencia. Finalmente, se establece el contenido de sólidos a un nivel uniforme de aproximadamente 48% añadiendo agua destilada.
EJEMPLO 1 © Mowilíth LDM 7830 a) después de preparación
*} R= radical 2,3,4,5, 6-pentahidroxihexilo b) después de almacenamiento
c) después de carga de esfuerzo cortante
EJEMPLO 2 ® Mowilith VDM 7830
a) después de preparación
*> R= radical 2,3,4,5,6-pentahidroxihexilo
b) después de almacenamiento c) después de carga de esfuerzo cortante
Claims (5)
1.- Dispersiones de polímero acuosas que comprenden partículas de látex que contienen grupos aniónicos, caracterizadas porque al menos algunos de los grupos aniónicos tienen alcoholes de azúcar aminada en forma protonada como contraiónes.
2.- Las dispersiones de polímero acuosas de conformidad con ia reivindicación 1, caracterizadas además porque se utilizan N-alquilgiucamina o D-glucamina como alcoholes de azúcar aminada.
3.- Las dispersiones de polímero acuosas de conformidad con la reivindicación 2, caracterizadas además porque se utiliza N-metilglucamina como alcoholes de azúcar aminada.
4.- Un procedimiento para preparar dispersiones de polímero acuosas de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una solución acuosa del alcohol de azúcar aminada se agita en el látex ácido o ya parcialmente neutralizado con otras bases.
5.- El uso de dispersiones de polímero acuosas de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, en tintas, argamasas, pinturas, y adhesivos.
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