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BRPI0909880B1 - Composição adesiva sensível à pressão - Google Patents

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BRPI0909880B1
BRPI0909880B1 BRPI0909880-1A BRPI0909880A BRPI0909880B1 BR PI0909880 B1 BRPI0909880 B1 BR PI0909880B1 BR PI0909880 A BRPI0909880 A BR PI0909880A BR PI0909880 B1 BRPI0909880 B1 BR PI0909880B1
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BR
Brazil
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sensitive adhesive
adhesive composition
weight percent
pressure sensitive
weight
Prior art date
Application number
BRPI0909880-1A
Other languages
English (en)
Inventor
Bedri Erdem
Debkumar Bhattacharjee
Keith Andes
Original Assignee
Dow Global Technologies Inc.
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 Inc. filed Critical Dow Global Technologies Inc.
Publication of BRPI0909880A2 publication Critical patent/BRPI0909880A2/pt
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Abstract

composição adesiva sensível à pressão. a presente invenção é uma composição adesiva sensível à pressão, compreendendo uma dispersão de poliuretano com conteúdo ultra-elevado de sólidos. a dispersão de poliuretano com conteúdo ultra-elevado de sólidos compreende (1) um primeiro componente compreendendo um primeiro pré-polímero de poliuretano compreendendo o produto de reação de um poliol e poliisocianato, (2) um segundo componente compreendendo uma fase média selcionada do grupo consistindo de uma emulsão de um segundo pré-polímero de poliuretano, uma dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos, um látex semente, e combinações dos mesmos; e (3) opcionalmente, um extensor de cadeia. a dispersão de poliuretano com conteúdo ultra-elevado de sólidos tem um conteúdo de sólidos de pele menos 60 por centro em peso de conteúdo de sólidos, com base no peso total da dispersão de poliuretano com conteúdo ultra-elevado de sólidos, e uma viscosidade menor que 5000 cps em 20 rpm a 21ºc usando viscosímetro brookfield com spindle # 4.

Description

Campo da invenção
[0001] A presente invenção refere-se a composições adesivas sensíveis à pressão, e método para preparar as mesmas.
Histórico da invenção
[0002] De modo geral, é conhecido o uso de adesivos sensíveis à pressão em diferentes aplicações de uso final. Por exemplo, usam-se tais adesivos sensíveis à pressão nos familiares blocos amarelos de notas nos Estados Unidos da América com a denominação comercial “POST-IT” por 3M. Neles, uma página de notas do bloco pode ser afixada e depois facilmente removida de uma superfície através da tira adesiva sensível à pressão no verso da página de notas. Tais adesivos sensíveis à pressão também podem ser empregados para facilitar a ligação de lajotas de piso e tapetes no chão, embalagens, pôsteres, etiquetas e rótulos sobre vários substratos, sinais de estradas, e similares.
[0003] A despeito dos esforços de pesquisa em desenvolver composições adesivas sensíveis à pressão, ainda há necessidade de composições adesivas sensíveis ao calor com balanço melhorado de propriedades tais como cisalhamento, pegajosidade, e esfoliação bem como o tempo de secagem. Além disso, há necessidade ainda de um método para preparar uma composição adesiva sensível à pressão com propriedades melhoradas tais como cisalhamento, pegajosidade, e esfoliação bem como o tempo de secagem.
Sumário da invenção
[0004] A presente invenção refere-se a composições adesivas sensíveis à pressão, e método para preparar as mesmas. De acordo com a presente invenção, a composição adesiva sensível à pressão, compreende uma dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos. A dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos compreende (a) um primeiro componente compreendendo um primeiro pré-polímero de poliuretano compreendendo o produto de reação de um poliol e poliisocianato, (b) um segundo componente compreendendo uma fase média selecionada do grupo consistindo de uma emulsão de um segundo pré-polímero de poliuretano, uma dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos, um látex semente, e combinações dos mesmos; e (c) um extensor de cadeia. A dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos tem um conteúdo de sólidos maior ou igual a 60 por cento em peso de conteúdo de sólidos, com base no peso total da dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos, e uma viscosidade menor que 5000 mPa.s (5000 cps) em 20 rpm a 21°C usando viscosímetro Brookfield com spindle #4.
[0005] A composição adesiva sensível à pressão pode incluir, ainda, opcionalmente, um ou mais tensoativos, um ou mais dispersantes, um ou mais espessantes, um ou mais pigmentos, uma ou mais cargas, um ou mais agentes de congelação/descongelação, um ou mais agentes neutralizadores, um ou mais plastificantes, um ou mais agentes de pegajosidade, um ou mais promotores de aderência, e/ou combinações dos mesmos.
[0006] Numa incorporação, a presente invenção provê uma composição adesiva sensível à pressão compreendendo uma dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos compreendendo (a) um primeiro componente compreendendo um primeiro pré-polímero de poliuretano compreendendo o produto de reação de um poliol e poliisocianato, (b) um segundo componente compreendendo uma fase média selecionada do grupo consistindo de uma emulsão de um segundo pré-polímero de poliuretano, uma dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos, um látex semente, e combinações dos mesmos; e (c) opcionalmente, um extensor de cadeia. A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos tem um conteúdo de sólidos maior ou igual a 60 por cento em peso de conteúdo de sólidos, com base no peso total da dita dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos, e uma viscosidade menor que 5000 mPa.s (5000 cps) em 20 rpm a 21°C usando viscosímetro Brookfield com spindle #4.
[0007] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende ainda um ou mais tensoativos, um ou mais dispersantes, um ou mais espessantes, um ou mais pigmentos, uma ou mais cargas, um ou mais agentes de congelação/descongelação, um ou mais agentes neutralizadores, um ou mais plastificantes, um ou mais antioxidantes, um ou mais estabilizadores de UV, um ou mais agentes de pegajosidade, um ou mais promotores de aderência, e/ou combinações dos mesmos.
[0008] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende de 25 a menos que 100 por cento em peso, da dita dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos, com base no peso da composição adesiva sensível à pressão.
[0009] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende de 0,1 a 5 por cento em peso do dito um ou mais tensoativos.
[0010] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende de 0,1 a 5 por cento em peso do dito um ou mais dispersantes.
[0011] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende de 0,1 a 5 por cento em peso do dito um ou mais espessantes.
[0012] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende de 0 a menos que 10 por cento em peso do dito um ou mais pigmentos.
[0013] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende de 0 a 75 por cento em peso da dita uma ou mais cargas.
[0014] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende de 0,1 a 2 por cento em peso do dito um ou mais agentes de congelação/descongelação.
[0015] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende de 0,1 a 1 por cento em peso do dito um ou mais agentes neutralizadores.
[0016] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende menos que 40 por cento em peso do dito um ou mais plastificantes.
[0017] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende menos que 50 por cento em peso do dito um ou mais agentes de pegajosidade.
[0018] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a composição adesiva sensível à pressão compreende menos que 5 por cento em peso do dito um ou mais promotores de aderência.
[0019] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o primeiro componente compreende uma ou mais primeiras resinas poliméricas e o segundo componente compreende uma ou mais segundas resinas poliméricas, e a primeira resina polimérica e a segunda resina polimérica têm uma razão de tamanho de partícula médio volumétrico na faixa de 1:5 a 1:2.
[0020] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que a primeira resina polimérica e a segunda resina polimérica têm uma razão de tamanho de partícula médio volumétrico na faixa de 1:3.
[0021] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o conteúdo ultraelevado de sólidos da dispersão de poliuretano compreende de 20 a 40 por cento em peso da uma ou mais primeiras resinas poliméricas tendo um tamanho de partícula na faixa de 0,04 μm a 5,0 μm, e de 60 a 80 por cento em peso da uma ou mais segundas resinas poliméricas tendo um tamanho de partícula na faixa de 0,05 μm a 5,0 μm, com base no peso total da uma ou mais primeiras resinas poliméricas e da uma ou mais segundas resinas poliméricas.
[0022] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o látex semente é selecionado do grupo consistindo de uma dispersão, emulsão, ou látex de olefinas, epóxis, silicone, estireno, acrilato, butadieno, isopreno, acetato de vinila, copolímeros dos mesmos, e misturas dos mesmos.
[0023] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o látex semente é uma fase oleosa emulsificada em água.
[0024] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o poliisocianato é aromático ou alifático.
[0025] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o primeiro pré-polímero de poliuretano é iônico ou não-iônico.
[0026] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o primeiro pré-polímero de poliuretano é terminado por isocianato ou terminado por hidroxila.
[0027] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o poliol a base de óleo natural tem uma funcionalidade na faixa de 1,5 a 3.
[0028] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o poliol a base de óleo natural tem uma funcionalidade na faixa de 1,8 a 3.
[0029] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o poliol a base de óleo natural tem uma funcionalidade na faixa de 1,8 a 2,2.
[0030] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o poliol a base de óleo natural tem uma funcionalidade de cerca de 2.
[0031] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o poliol a base de óleo natural está misturado com um ou mais polióis convencionais.
[0032] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o poliol a base de óleo natural tem um peso molecular na faixa de 1000 a 8000 g/mol.
[0033] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição, de acordo com qualquer uma das incorporações anteriores, exceto que o poliol a base de óleo natural tem um peso molecular na faixa de 2000 a 12000 g/mol.
Breve descrição dos desenhos
[0034] Com o propósito de ilustrar a invenção, mostra-se nos desenhos uma forma exemplar; entretanto, entenda-se que esta invenção não se limita aos arranjos e meios precisos mostrados.
[0035] A figura 1 é um diagrama de blocos ilustrando um método para preparar uma dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólido, apropriada para aplicações adesivas sensíveis à pressão;
[0036] A figura 2 é um diagrama de blocos ilustrando um primeiro método alternativo para preparar uma dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólido, apropriada para aplicações adesivas sensíveis à pressão; e
[0037] A figura 3 é um diagrama de blocos ilustrando um segundo método alternativo para preparar uma dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólido, apropriada para aplicações adesivas sensíveis à pressão.
Descrição detalhada da invenção
[0038] A presente invenção é uma composição adesiva sensível à pressão. A presente invenção é uma composição adesiva sensível à pressão, compreendendo uma dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos. A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos compreende (1) um primeiro componente compreendendo um primeiro pré- polímero de poliuretano compreendendo o produto de reação de um poliol e poliisocianato, (2) um segundo componente compreendendo uma fase média selecionada do grupo consistindo de uma emulsão de um segundo pré-polímero de poliuretano, uma dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos, um látex semente, e combinações dos mesmos; e (3) opcionalmente, um extensor de cadeia. A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos tem um conteúdo de sólidos de pelo menos 60 por cento em peso de conteúdo de sólidos, com base no peso total da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos, e uma viscosidade menor que 500 mPa.s (5000 cps) em 20 rpm a 21°C usando viscosímetro Brookfield com spindle #4. A composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda, opcionalmente, um ou mais tensoativos, um ou mais dispersantes, um ou mais espessantes, um ou mais pigmentos, uma ou mais cargas, um ou mais agentes de congelação/descongelação, um ou mais agentes neutralizadores, um ou mais plastificantes, um ou mais agentes de pegajosidade, um ou mais promotores de aderência, e/ou combinações dos mesmos.
[0039] Quando aqui usados, os termos “poliuretano” e “poli(uréia/uretano)” podem ser usados de modo a permitir troca ou substituição.
[0040] A composição adesiva sensível à pressão compreende uma dispersão de poliuretano com ultraelevado conteúdo de sólidos, descrita em detalhes adicionais aqui abaixo. A composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda, opcionalmente, um ou mais tensoativos, um ou mais dispersantes, um ou mais espessantes, um ou mais pigmentos, uma ou mais cargas, um ou mais agentes de congelação/descongelação, um ou mais agentes neutralizadores, um ou mais plastificantes, um ou mais promotores de aderência, e/ou combinações dos mesmos. A composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda quaisquer outros aditivos. Outros aditivos exemplares incluem, mas não se limitam a, mildiocidas, fungicidas.
[0041] A composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda, opcionalmente, um ou mais tensoativos. A composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 5 por cento em peso de um ou mais tensoativos. Todos os valores individuais e subfaixas de 0,1 a 5 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso de tensoativo pode ser de um limite inferior de 0,1, 0,2, 0,3, ou 0,5 por cento em peso até um limite superior de 1, 2, 3, 4, ou 5 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 4 por cento em peso de um ou mais tensoativos; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 3 por cento em peso de um ou mais tensoativos; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 2 por cento em peso de um ou mais tensoativos; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 1 por cento em peso de um ou mais tensoativos. Tais tensoativos incluem, mas não se limitam a, TRITON™ X-405 de The Dow Chemical Company, Midland, Michigan.
[0042] A composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda, opcionalmente, um ou mais dispersantes. A composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 5 por cento em peso de um ou mais dispersantes. Todos os valores individuais e subfaixas de 0,1 a 5 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso de dispersantes pode ser de um limite inferior de 0,1, 0,2, 0,3, ou 0,5 por cento em peso até um limite superior de 1, 2, 3, 4, ou 5 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 4 por cento em peso de um ou mais dispersantes; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 3 por cento em peso de um ou mais dispersantes; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 2 por cento em peso de um ou mais dispersantes; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 1 por cento em peso de um ou mais dispersantes. Tais dispersantes são obteníveis comercialmente com a denominação comercial TAMOL™ de Rohm & Haas, Filadélfia, EUA.
[0043] A composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda, opcionalmente, um ou mais espessantes. A composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 5 por cento em peso de um ou mais espessantes. Todos os valores individuais e subfaixas de 0,1 a 5 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso de espessantes pode ser de um limite inferior de 0,1, 0,2, 0,3, ou 0,5 por cento em peso até um limite superior de 1, 2, 3, 4, ou 5 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 4 por cento em peso de um ou mais espessantes; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 3 por cento em peso de um ou mais espessantes; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 2 por cento em peso de um ou mais espessantes; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 1 por cento em peso de um ou mais espessantes. Tais espessantes são obteníveis comercialmente com a denominação comercial UCAR™ ou CELOSIZE™ de The Dow Chemical Company, Midland, Michigan.
[0044] A composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda, opcionalmente, um ou mais pigmentos. A composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0 a 10 por cento em peso de um ou mais pigmentos. Todos os valores individuais e subfaixas de 0 a 10 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso de pigmentos pode ser de um limite inferior de 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, 4, ou 5 por cento em peso até um limite superior de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ou 10 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0 a 9 por cento em peso de um ou mais pigmentos; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 8 por cento em peso de um ou mais pigmentos; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 7 por cento em peso de um ou mais pigmentos; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 6 por cento em peso de um ou mais pigmentos. Tais pigmentos incluem, mas não se limitam a, dióxido de titânio, que são obteníveis comercialmente com a denominação comercial Ti-Pure™ de DuPont, Wilmington, DE, EUA.
[0045] Opcionalmente, a composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda uma ou mais cargas. A composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0 a 80 por cento em peso de uma ou mais cargas. Todos os valores individuais e subfaixas de 0 a 80 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso de cargas pode ser de um limite inferior de 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, ou 40 por cento em peso até um limite superior de 15, 20, 25, 35, 45, 55, 65, 75, ou 80 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0 a 75 por cento em peso de uma ou mais cargas; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0 a 65 por cento em peso de uma ou mais cargas; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0 a 55 por cento em peso de uma ou mais cargas; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0 a 45 por cento em peso de uma ou mais cargas. Tais cargas incluem, mas não se limitam a, carbonato de cálcio, obtenível comercialmente com a denominação comercial DRIKALITE™ de Imeyrys, Victoria, Austrália, sulfato de bário, silicato de alumínio, micro- esferas cerâmicas, micro-esferas de vidro, e poeira e cinzas.
[0046] Opcionalmente, a composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda um ou mais agentes de congelação/descongelação. A composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 2 por cento em peso de um ou mais agentes de congelação/descongelação. Todos os valores individuais e subfaixas de 0,1 a 2 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso de agentes de congelação/descongelação pode ser de um limite inferior de 0,1, 0,2, 0,3, ou 0,5 por cento em peso até um limite superior de 0,5, 1, 1,5, ou 2 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 2 por cento em peso de um ou mais agentes de congelação/descongelação; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 1,5 por cento em peso de um ou mais agentes de congelação/descongelação; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 1 por cento em peso de um ou mais agentes de congelação/descongelação; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 0,5 por cento em peso de um ou mais agentes de congelação/descongelação. Quando aqui usados, agentes de congelação/descongelação referem-se a aditivos que, tipicamente, impedem coagulação da dispersão quando exposta a ciclos de temperaturas extremas. Tais agentes de congelação/descongelação incluem, mas não se limitam a, glicóis, tais como etileno glicol, dietileno glicol, propileno glicol, dipropileno glicol, butileno glicol, dibutileno glicol. Tais glicóis são obteníveis comercialmente de The Dow Chemical Company, Midland, Michigan.
[0047] Opcionalmente, a composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda um ou mais agentes neutralizadores. A composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 2 por cento em peso de um ou mais agentes neutralizadores. Todos os valores individuais e subfaixas de 0,1 a 2 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso de agentes neutralizadores pode ser de um limite inferior de 0,1, 0,2, 0,3, ou 0,5 por cento em peso até um limite superior de 0,5, 1, 1,5, ou 2 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 2 por cento em peso de um ou mais agentes neutralizadores; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 1,5 por cento em peso de um ou mais agentes neutralizadores; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 1 por cento em peso de um ou mais agentes neutralizadores; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 0,5 por cento em peso de um ou mais agentes neutralizadores. Tipicamente, usam-se agentes neutralizadores para controlar pH e prover estabilidade da composição adesiva sensível à pressão formulada. Tais agentes neutralizadores incluem, mas não se limitam a, amônia aquosa ou aminas aquosas, ou outros sais inorgânicos aquosos.
[0048] Opcionalmente, a composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda um ou mais plastificantes. A composição adesiva sensível à pressão pode compreender menos que 40 por cento em peso de um ou mais plastificantes. Todos os valores individuais e subfaixas menores que 40 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso de plastificantes pode ser de um limite inferior de 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, 4, ou 5 por cento em peso até um limite superior de 10, 20, 30, ou 40 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 40 por cento em peso de um ou mais plastificantes; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 30 por cento em peso de um ou mais plastificantes; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 20 por cento em peso de um ou mais plastificantes; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 25 por cento em peso de um ou mais plastificantes. Tais plastificantes são obteníveis comercialmente com a denominação comercial JAYFLEX™ de ExxonMobil Chemical Company, Texas, EUA.
[0049] Opcionalmente, a composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda um ou mais agentes de pegajosidade. A composição adesiva sensível à pressão pode compreender menos que 50 por cento em peso de um ou mais agentes de pegajosidade. Todos os valores individuais e subfaixas menores que 50 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso de agentes de pegajosidade pode ser de um limite inferior de 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, 4, ou 5 por cento em peso até um limite superior de 10, 20, 30, 40, ou 50 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 50 por cento em peso de um ou mais agentes de pegajosidade; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 40 por cento em peso de um ou mais agentes de pegajosidade; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 30 por cento em peso de um ou mais agentes de pegajosidade; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 20 por cento em peso de um ou mais agentes de pegajosidade.
[0050] Opcionalmente, a composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda um ou mais promotores de aderência. A composição adesiva sensível à pressão pode compreender menos que 5 por cento em peso de um ou mais promotores de aderência. Todos os valores individuais e subfaixas menores que 5 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso de promotores de aderência pode ser de um limite inferior de 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, ou 4 por cento em peso até um limite superior de 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 5 por cento em peso de um ou mais promotores de aderência; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 4 por cento em peso de um ou mais promotores de aderência; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 3 por cento em peso de um ou mais promotores de aderência; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 2 por cento em peso de um ou mais promotores de aderência.
[0051] Opcionalmente, a composição adesiva sensível à pressão pode incluir ainda um ou mais aditivos clarificadores de película. A composição adesiva sensível à pressão pode compreender menos que 5 por cento em peso de um ou mais aditivos clarificadores de película. Todos os valores individuais e subfaixas menores que 5 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso de aditivos clarificadores de película pode ser de um limite inferior de 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, ou 4 por cento em peso até um limite superior de 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 5 por cento em peso de um ou mais aditivos clarificadores de película; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 4 por cento em peso de um ou mais aditivos clarificadores de película; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 3 por cento em peso de um ou mais aditivos clarificadores de película; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 0,1 a 2 por cento em peso de um ou mais aditivos clarificadores de película. Os aditivos clarificadores de película incluem, mas não se limitam àqueles obteníveis comercialmente de Eastman Chemical com a denominação comercial OPTIFILM™ ENHANCER 400.
[0052] A composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 25 a menos que 100 por cento em peso, de dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos. Todos os valores individuais e subfaixas de 25 a menos que 100 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a porcentagem em peso da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ser de um limite inferior de 25, 30, 35, 45, 55, ou 65 por cento em peso até um limite superior de 35, 45, 55, 65, 70, 80, 85, 90, 95, ou 99 por cento em peso. Por exemplo, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 35 a menos que 100 por cento em peso de dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos; ou alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 45 a menos que 100 por cento em peso de dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 55 a menos que 100 por cento em peso de dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos; ou, alternativamente, a composição adesiva sensível à pressão pode compreender de 65 a menos que 100 por cento em peso de dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos.
[0053] A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos compreende (1) um primeiro componente compreendendo um primeiro pré-polímero de poliuretano compreendendo o produto de reação de um poliol e poliisocianato, (2) um segundo componente compreendendo uma fase média selecionada do grupo consistindo de uma emulsão de um segundo pré-polímero de poliuretano, uma dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos, um látex semente, e combinações dos mesmos; e (3) um extensor de cadeia. A dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter qualquer número de polímeros; por exemplo, a dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender pelo menos dois ou mais polímeros diferentes. A dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos pode, por exemplo, compreender um primeiro polímero e um segundo polímero. O primeiro polímero pode ser, por exemplo, um primeiro poliuretano, e o segundo polímero pode ser um segundo poliuretano, poliolefina, poliacrilato, combinações dos mesmos, ou similares. A dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender de 5 a 95 por cento em peso do primeiro polímero, e de 5 a 95 por cento em peso do segundo polímero, com base no peso total da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos. Todos os valores individuais e subfaixas de 5 a 95 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender de 5 a 45 por cento em peso do primeiro polímero, e de 55 a 95 por cento em peso do segundo polímero, com base no peso total da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos; ou, alternativamente, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender de 20 a 60 por cento em peso do primeiro polímero, e de 40 a 80 por cento em peso do segundo polímero, com base no peso total da dispersão de poliuretano do conteúdo ultraelevado de sólidos.
[0054] A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender pelo menos 60 por cento em peso de conteúdo de sólidos, excluindo o peso de qualquer carga, com base no peso total da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos. Todos os valores individuais e subfaixas de pelo menos 60 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender pelo menos 65 por cento em peso de conteúdo de sólidos, excluindo o peso de qualquer carga, com base no peso total da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos; ou, alternativamente, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender pelo menos 70 por cento em peso de conteúdo de sólidos, excluindo o peso de qualquer carga, com base no peso total da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos. A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender menos de 40 por cento em peso de água com base no peso total da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos. Todos os valores individuais e subfaixas de menos que 40 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender menos de 35 por cento em peso de água com base no peso total da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos; ou, alternativamente, dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender menos de 30 por cento em peso de água com base no peso total da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos. A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender, por exemplo, pelo menos dois diâmetros de tamanho de partícula médio volumétrico; por exemplo, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos compreende um primeiro diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico, e um segundo diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico. Quando aqui usado, diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico refere-se a onde Dv é o diâmetro de tamanho de partícula médio
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volumétrico, n é o número de partículas de diâmetro di; e, quando aqui usado, índice de polidispersão (“PDI”) refere-se a
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[0055] Adicionalmente, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode compreender partículas tendo um ou mais diâmetros de tamanho de partícula médio volumétrico. O primeiro diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico pode estar na faixa de 0,05 μm a 5,0 μm. Todos os valores individuais e subfaixas de 0,05 μm a 5,0 μm aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, o primeiro diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico pode estar na faixa de 0,07 a 1,0 μm; ou, alternativamente, o primeiro diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico pode estar na faixa de 0,08 a 0,2 μm. O segundo diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico pode estar na faixa de 0,05 a 5,0 μm. Todos os valores individuais e subfaixas de 0,05 μm a 5,0 μm aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, o segundo diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico pode estar na faixa de 0,07 a 1,0 μm; ou, alternativamente, o segundo diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico pode estar na faixa de 0,08 a 0,2 μm. A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter uma distribuição de tamanho de partícula bimodal ou multimodal. A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter quaisquer distribuições de tamanho de partícula; por exemplo, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter uma distribuição de tamanho de partícula na faixa de 1:2 a 1:20 com base na porcentagem em volume de primeiro diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico para o segundo diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico. Todos os valores individuais e subfaixas de 1:2 a 1:20 aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter uma distribuição de tamanho de partícula na faixa de  1:2 a 1:10 com base na porcentagem em volume de primeiro diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico para o segundo diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico; ou, alternativamente, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter uma distribuição de tamanho de partícula na faixa de 1:3 a 1:5 com base na porcentagem em volume de primeiro diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico para o segundo diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico. O diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico e a distribuição de tamanho de partícula são fatores importantes para a presente invenção porque estes fatores facilitam a produção da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos inventiva mantendo ainda viscosidades menores. A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter um índice de polidispersão (Mw/Mz) na faixa de menos que 5. Todos os valores individuais e subfaixas de menos que 5 aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter um índice de polidispersão (Mw/Mz) na faixa de menos que 3; ou, alternativamente, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter um índice de polidispersão (Mw/Mz) na faixa de menos que 2. A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter uma viscosidade menor que 5000 mPa.s (5000 cps) em 20 rpm a 21°C usando viscosímetro Brookfield com spindle #4. Todos os valores individuais e subfaixas na faixa menor que 5000 mPa.s (5000 cps) em 20 rpm a 21°C usando viscosímetro Brookfield com spindle #4 que aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter uma viscosidade na faixa menor que 4000 mPa.s (4000 cps) em 20 rpm a 21°C usando viscosímetro Brookfield com spindle #4; ou, alternativamente, a dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ter uma viscosidade na faixa menor que 3500 cps em 20 rpm a 21°C usando viscosímetro Brookfield com spindle #4.
[0056] O primeiro componente pode ser um primeiro pré- polímero de poliuretano compreendendo o produto de reação de um poliol e poliisocianato.
[0057] Quando aqui usado, o termo “primeiro pré-polímero de poliuretano” refere-se a uma corrente contendo um primeiro pré-polímero de poliuretano. O primeiro pré-polímero de poliuretano não contém substancialmente nenhum solvente orgânico e também tem pelo menos dois grupos isocianato por uma molécula. Quando aqui usado, tal primeiro pré-polímero de uretano refere-se ainda a um pré-polímero de poliuretano no qual o conteúdo do solvente orgânico no pré-polímero de poliuretano é menor ou igual a 10% em peso, com base no peso total do primeiro pré-polímero de poliuretano. Para eliminar a etapa de remover o solvente orgânico, o conteúdo de solvente orgânico pode ser, por exemplo, menor ou igual a 5% em peso, com base no peso total do primeiro pré-polímero de poliuretano; ou, alternativamente, o conteúdo de solvente orgânico pode ser menor ou igual a 1% em peso, com base no peso total do primeiro pré-polímero de poliuretano; ou, noutra alternativa, o conteúdo de solvente orgânico pode ser menor ou igual a 0,1% em peso, com base no peso total do primeiro pré-polímero de poliuretano.
[0058] O peso molecular médio numérico do primeiro pré- polímero de poliuretano usado na presente invenção pode estar, por exemplo, dentro dos limites da faixa de 1.000 a 200.000. Todos os valores individuais de 1.000 a 200.000 aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, o primeiro pré- polímero de poliuretano pode ter um peso molecular médio numérico na faixa de 2.000 a cerca de 20.000. O primeiro pré- polímero de poliuretano pode incluir ainda pequenas quantidades de isocianatos monoméricos.
[0059] O primeiro pré-polímero de poliuretano usado na presente invenção pode ser produzido por quaisquer processos convencionalmente conhecidos, por exemplo, processo em solução, processo hot melt, ou processo de misturação de pré- polímero. Além disso, o primeiro pré-polímero de poliuretano pode ser produzido, por exemplo, via um processo para reagir um composto poliisocianato com um composto contendo hidrogênio ativo e exemplos do mesmo incluem (1) um processo para reagir um composto poliisocianato com um composto poliol sem usar um solvente orgânico, e (2) um processo para reagir um composto poliisocianato com um composto poliol num solvente orgânico, seguido por remoção do solvente.
[0060] Por exemplo, o composto poliisocianato pode reagir com o composto contendo hidrogênio ativo numa temperatura na faixa de 20°C a 120°C; ou, alternativamente, na faixa de 30°C a 100°C, numa razão equivalente de um grupo isocianato para um grupo hidrogênio ativo, por exemplo, de 1,1:1 a 3:1; ou, alternativamente, de 1,2:1 a 2:1. Alternativamente, o pré- polímero pode ser preparado com uma quantidade em excesso de polióis facilitando assim a produção de polímeros com hidroxilas terminais.
[0061] Por exemplo, um grupo isocianato em excesso pode, opcionalmente, reagir com aminossilano, convertendo dessa maneira o grupo terminal num grupo reativo diferente de grupo isocianato, tal como um grupo alcoxi-silila.
[0062] O primeiro pré-polímero de poliuretano pode incluir ainda monômeros acrílicos, estirênicos ou de vinila polimerizáveis como um diluente, que pode então ser polimerizado por polimerização por radicais livres, via um iniciador.
[0063] Exemplos do composto poliisocianato incluem diisocianato de 2,4-tolileno, diisocianato de 2,6-tolileno, diisocianato de m-fenileno, diisocianato de p-fenileno, diisocianato de 4,4’-difenil-metano, diisocianato de 2,4’- difenil-metano, diisocianato de 2,2’-difenil-metano, diisocianato de 3,3’-dimetil-4,4’-bifenileno, diisocianato de 3,3’-dimetoxi-4,4’-bifenileno, diisocianato de 3,3’-dicloro- 4,4’-bifenileno, diisocianato de 1,5-naftaleno, diisocianato de 1,5-tetraidronaftaleno, diisocianato de tetrametileno, diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de dodecametileno, diisocianato de trimetil-hexametileno, isocianato de 1,3- e 1,4-bis(metil isocianato), diisocianato de xilileno, diisocianato de tetrametil-xilileno, diisocianato de xilileno hidrogenado, diisocianato de lisina, diisocianato de isoforona, diisocianato de 4,4’-diciclo- hexil-metano, diisocianato de 3,3’-dimetil-4,4’-diciclo- hexil-metano, isômeros dos mesmos, e/ou combinações dos mesmos.
[0064] O composto contendo hidrogênio ativo usado para produzir o primeiro pré-polímero de poliuretano na presente invenção inclui, mas não se limita a, por exemplo, um composto tendo peso molecular comparativamente elevado (doravante referido como um primeiro composto de alto peso molecular) e um composto tendo peso molecular comparativamente baixo (doravante referido como um primeiro composto de baixo peso molecular).
[0065] O peso molecular médio numérico do primeiro composto de alto peso molecular pode estar, por exemplo, dentro dos limites de uma faixa de 300 a 20.000; ou, alternativamente, dentro dos limites de uma faixa de 500 a 5.000. O peso molecular médio numérico do primeiro composto de baixo peso molecular pode ser, por exemplo, menor que 300. Estes compostos contendo hidrogênio ativo podem ser usados sozinhos, ou duas ou mais espécies deles podem ser usadas em combinação.
[0066] Entre estes compostos contendo hidrogênio ativo, exemplos do primeiro composto de alto peso molecular incluem, mas não se limitam a, poliésteres polióis alifáticos e aromáticos, incluindo poliésteres polióis a base de caprolactona, poliésteres polióis a base de óleo de sementes, quaisquer poliésteres/poliéteres híbridos polióis, poliéteres polióis a base de PTMEG, poliéteres polióis a base de óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno e misturas dos mesmos; policarbonatos polióis; poliacetais polióis; poliacrilatos polióis; poliesteramidas polióis; politioéteres polióis; poliolefinas polióis tais como polibutadieno polióis saturados ou insaturados.
[0067] Polióis a base de óleo natural são polióis a base de ou derivados de fontes de suprimentos renováveis tais como óleos de sementes vegetais de plantas geneticamente modificadas (GMO) e/ou gorduras de fonte animal. Tais óleos e/ou gorduras compreendem geralmente triglicérides, isto é, ácidos graxos ligados juntamente com glicerol. Preferem-se óleos vegetais que tenham pelo menos cerca de 70 por cento de ácidos graxos insaturados no triglicerídeo. Preferivelmente, o produto natural contém pelo menos cerca de 85 por cento em peso de ácidos graxos insaturados. Exemplos de óleos vegetais preferidos incluem, por exemplo, aqueles óleos de rícino, soja, oliva, amendoim, colza, gergelim, algodão, canola, açafrão, linhaça, coco, sementes de uva, alcaravia preta, sementes de abóbora, sementes de borragem, germe de madeira, sementes de damasco, pistácia, amêndoa, noz de macadamia, abacate, espinheiro amarelo, cânhamo, avelã, onagra, cardo, sementes de girassol, óleos de sementes de jatropha, ou uma combinação dos mesmos. Adicionalmente, também podem ser usados óleos obtidos de organismos tais como algas. Exemplos de produtos animais incluem banha, sebo de carne bovina, óleos de peixes e misturas dos mesmos. Também se pode usar uma combinação de óleos/gorduras a base de vegetais e animais.
[0068] Diversas químicas podem ser usadas para preparar polióis a base de óleos naturais. Tais modificações de uma fonte renovável incluem, por exemplo, epoxidação, hidroxilação, ozonólise, esterificação, hidroformilação, ou alcoxilação. Tais modificações são comumente conhecidas na técnica e estão descritas, por exemplo, nas patentes U.S. n°s 4.534.907, 4.640.801, 6.107.433, 6.121.398, 6.897.283, 6.891.053, 6.962.636, 6.979.477, e nas publicações PCT n°s WO 2004/020497, WO 2004/096744, e WO 2004/096882.
[0069] Após a produção de tais polióis por modificação de óleos naturais, os produtos modificados podem ser ainda alcoxilados. O uso de óxido de etileno (EO) ou misturas de EO com outros óxidos, introduz parcelas hidrofílicas no poliol. Numa incorporação, o produto modificado sofre alcoxilação com EO suficiente para produzir um poliol a base de óleo natural com entre cerca de 10% em peso e cerca de 60% em peso de EO; preferivelmente entre cerca de 20% em peso e cerca de 40% em peso de EO.
[0070] Noutra incorporação, obtêm-se os polióis a base de óleos naturais por um processo de múltiplas etapas no qual se submetem os óleos/gorduras vegetais ou animais a transesterificação e se recuperam os ácidos graxos constituintes. Esta etapa é seguida pela hidroformilação das duplas ligações carbono-carbono nos ácidos graxos constituintes para formar grupos hidroximetila, e depois formar um poliéster ou poliéter/poliéster por reação do ácido graxo hidroximetilado com um composto iniciador apropriado. Tal processo em múltiplas etapas é comumente conhecido na técnica, e está descrito, por exemplo, nas publicações PCT n°s WO 2004/096882 e WO 2004/096883. O processo de múltiplas etapas resulta em miscibilidade melhorada tanto com água como com polióis convencionais a base de petróleo.
[0071] O iniciador para uso no processo de múltiplas etapas para a produção de polióis a base de óleos naturais pode ser qualquer iniciador usado na produção de polióis convencionais a base de petróleo. Preferivelmente, o iniciador é selecionado do grupo consistindo de neopentil glicol; 1,2-propileno glicol; trimetilolpropano; pentaeritritol; sorbitol; sacarose; glicerol; dietanolamina; alcanodióis tais como 1,6-hexanodiol; 1,4-butanodiol; 1,4- ciclo-hexanodiol; 2,5-hexanodiol; etileno glicol; dietileno glicol; trietileno glicol; bis-3-aminopropil metilamina; etilenodiamina; dietileno triamina; 9(1)-hidroximetil octa decanol; 1,4-ciclo-hexano dimetanol; 1,3-ciclo-hexano dimetanol; mistura de 1,3- e 1,4-ciclo-hexano dimetanol (UNOXOL™-diol); 8,8- bis(hidroximetil)triciclo[5,2,1,02.6]deceno; álcool DIMEROL (diol de 36 átomos de carbono, obtenível de Henkel Corporation); bisfenol hidrogenado; 9,9(10,10)-bis- hidroximetil-octadecanol; 1,2,6-hexanotriol e combinação dos mesmos. Mais preferivelmente, o iniciador é selecionado do grupo consistindo de glicerol; etileno glicol; 1,2-propileno glicol; trimetilolpropano; etilenodiamina; pentaeritritol; dietilenotriamina; sorbitol; sacarose; ou qualquer um dos supramencionados onde pelo menos um dos grupos álcool ou amina presentes nos mesmos reagiram com óxido de etileno, óxido de propileno ou misturas dos mesmos; e combinação dos mesmos. Mais preferivelmente, o iniciador é glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, sacarose, sorbitol, e/ou mistura dos mesmos.
[0072] Numa incorporação, os iniciadores são alcoxilados com óxido de etileno ou com uma mistura de óxido de etileno e pelo menos um outro óxido de alquileno para dar um iniciador alcoxilado com um peso molecular entre cerca de 200 e cerca de 6000, preferivelmente entre cerca de 500 e cerca de 3000.
[0073] A funcionalidade do pelo menos um poliol a base de óleo natural está acima de cerca de 1,5 e geralmente não maior que cerca de 6. Numa incorporação, a funcionalidade do pelo menos um poliol a base de óleo natural está na faixa de 1,5 a 3. Numa incorporação, a funcionalidade do pelo menos um poliol a base de óleo natural está na faixa de 1,5 a 2,5. Numa incorporação, a funcionalidade do pelo menos um poliol a base de óleo natural é de cerca de 2. Numa incorporação, a funcionalidade está abaixo de cerca de 4. O número de hidroxilas do pelo menos um poliol a base de óleo natural está abaixo de cerca de 300 mg de KOH/g, preferivelmente entre cerca de 50 e cerca de 300, mais preferivelmente entre cerca de 60 e cerca de 200. Numa incorporação, o número de hidroxilas está abaixo de cerca de 100.
[0074] O nível de estoque de suprimento renovável no poliol a base de óleo natural pode variar entre cerca de 10 e cerca de 100%, usualmente entre cerca de 10 e cerca de 90%.
[0075] Os polióis a base de óleos naturais podem constituir até cerca de 90% em peso da mistura de polióis. Entretanto, numa incorporação, o poliol a base de óleo natural pode constituir pelo menos 5% em peso, pelo menos 10% em peso, pelo menos 25% em peso, pelo menos 35% em peso, pelo menos 40% em peso, pelo menos 50% em peso, ou pelo menos 55% em peso do peso total da mistura de polióis. Os polióis a base de óleos naturais podem constituir 40% em peso ou mais, 50% em peso ou mais, 60% em peso ou mais, 75% em peso ou mais, 85% em peso ou mais, 90% em peso ou mais, ou 95% em peso ou mais do peso total dos polióis combinados.
[0076] Também se pode usar combinação de dois ou mais tipos de polióis a base de óleos naturais, quer para maximizar o nível de óleo de sementes na formulação de espuma, ou para otimizar processamento de espuma e/ou características específicas de espuma, tal como resistência ao envelhecimento úmido.
[0077] A viscosidade dos polióis a base de óleos naturais medida a 25°C é geralmente menor que cerca de 6.000 mPa.s. Preferivelmente a viscosidade é menor que cerca de 5.000 mPa.s.
[0078] Como poliéster poliol, pode-se usar, por exemplo, o poliéster poliol obtido pela reação de policondensação de um glicol e um ácido.
[0079] Exemplos do glicol que pode ser usado para obter o poliéster poliol incluem, mas não se limitam a, etileno glicol, propileno glicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, neopentil glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, tetraetileno glicol, poli(glicol etilênico), dipropileno glicol, tripropileno glicol, bis-hidroxi etoxi benzeno, 1,4- ciclo-hexanodiol, 1,4-ciclo-hexano dimetanol, 1,3-ciclo- hexano dimetanol, mistura de 1,3- e 1,4-ciclo-hexano dimetanol (UNOXOL™-diol), bisfenol A, bisfenol A hidrogenado, hidroquinona, e adutos de óxido de alquileno dos mesmos.
[0080] Exemplos do ácido, que pode ser usado para obter o poliéster poliol, incluem, mas não se limitam a, ácido succínico, ácido adípico, ácido azeláico, ácido sebácico, ácido dodecano-dicarboxílico, anidrido maleico, ácido fumárico, ácido 1,3-ciclopentano-dicarboxílico, ácido 1,4- ciclo-hexano-dicarboxílico, ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido ftálico, ácido 1,4-naftaleno-dicarboxílico, ácido 2,5-naftaleno-dicarboxílico, ácido 2,6-naftaleno- dicarboxílico, ácido naftálico, ácido bifenil-dicarboxílico, ácido 1,2-bis(fenoxi)etano-p,p’-dicarboxílico, e anidridos ou derivados formadores de ésteres destes ácidos dicarboxílicos; e ácido p-hidroxibenzóico, ácido p-(2-hidroxietoxi)benzóico, e derivados formadores de ésteres destes ácidos hidroxicarboxílicos.
[0081] Também se pode usar um poliéster obtido pela reação de polimerização por abertura de anel de um éster cíclico tal como ε-caprolatona, e copolímeros dos mesmos.
[0082] Os poliésteres polióis também podem ser produzidos por transesterificação dos dióis e trióis supramencionados com metil ésteres de ácidos graxos contendo grupos hidroxila.
[0083] Exemplos do poliéter poliol incluem, mas não se limitam a compostos obtidos pela reação de poliadição de uma ou mais espécies de compostos tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio ativos tais como etileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, propileno glicol, trimetileno glicol, 1,3- butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, neopentil glicol, glicerina, trimetilol etano, trimetilolpropano, sorbitol, sacarose, etilenodiamina, dietilenotriamina, triisopropanolamina, pirogalol, ácido di-hidroxi benzóico, ácido hidroxi ftálico, e 1,2,3-propanotritiol com uma ou mais espécies entre óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de estireno, epicloridrina, e tetraidrofurano.
[0084] Exemplos do policarbonato poliol incluem, mas não se limitam a, compostos obtidos pela reação de glicóis tais como 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, e dietileno glicol, com carbonato de difenila e fosgênio.
[0085] Entre os compostos contendo hidrogênio ativo, o primeiro composto de baixo peso molecular é um composto que tem pelo menos dois hidrogênios ativos por uma molécula e tem um peso molecular médio numérico menor que 300, e exemplos do mesmo incluem, mas não se limitam a glicóis componentes usados como matérias-primas do poliéster poliol, compostos poliidroxílicos tais como glicerina, trimetilol etano, trimetilolpropano, sorbitol, e pentaeritritol; e aminas tais como etilenodiamina, 1,6-hexametilenodiamina, piperazina, 2,5-dimetil-piperazina, isoforona diamina, 4,4’-diciclo- hexil-metanodiamina, 3,3’-dimetil-4,4’-diciclo-hexil- metanodiamina, 1,4-ciclo-hexanodiamina, 1,2-propanodiamina, hidrazina, dietilenotriamina, e trietileno tetramina.
[0086] O primeiro pré-polímero de uretano pode incluir ainda um grupo hidrofílico. Quando aqui usado, o termo “grupo hidrofílico” refere-se a um grupo aniônico (por exemplo, grupo carboxila, grupo ácido sulfônico, ou grupo ácido fosfórico), ou um grupo catiônico (por exemplo, grupo amino terciário, ou grupo amino quaternário), ou um grupo hidrofílico não-iônico (por exemplo, um grupo composto de uma unidade de repetição de óxido de etileno, ou um grupo composto de uma unidade de repetição de outro óxido de alquileno).
[0087] Entre os grupos hidrofílicos, um grupo hidrofílico não-iônico tendo uma unidade de repetição de óxido de etileno, por exemplo, pode ser preferido porque a emulsão de poliuretano obtida finalmente tem excelente compatibilidade com outras espécies de emulsões. A introdução de um grupo carboxila e/ou um grupo ácido sulfônico é eficaz para produzir o tamanho de partícula mais fino.
[0088] O grupo iônico refere-se a um grupo funcional capaz de servir como um grupo iônico hidrofílico que contribui para auto dispersibilidade em água por neutralização, provendo estabilidade coloidal contra aglomeração durante processamento, estabilidade durante transporte, armazenamento e formulação com outros aditivos. Estes grupos hidrofílicos também podem introduzir propriedades específicas de aplicação tal como aderência.
[0089] Quando o grupo iônico for um grupo aniônico, o neutralizador usado para neutralização incluirá, por exemplo, bases não-voláteis tais como hidróxido de sódio e hidróxido de potássio; e podem ser usadas bases voláteis tais como aminas terciárias (por exemplo, trimetilamina, trietilamina, dimetil-etanolamina, metil dietanolamina, e trietanolamina) e amônia.
[0090] Quando o grupo iônico for um grupo catiônico, o neutralizador usável incluirá, por exemplo, ácidos inorgânicos tais como ácido clorídrico, ácido sulfúrico, e ácido nítrico; e ácidos orgânicos tais como ácido fórmico e ácido acético.
[0091] A neutralização pode se executada antes, durante e após a polimerização do composto tendo um grupo iônico. Alternativamente, a neutralização pode ser executada durante ou após a reação de polimerização de poliuretano.
[0092] Para introduzir um grupo hidrofílico no primeiro pré-polímero de poliuretano, pode-se usar, como um composto contendo hidrogênio ativo, um composto que tem pelo menos um átomo de hidrogênio ativo por uma molécula e tem também o grupo hidrofílico acima. Exemplos do composto que tem pelo menos um átomo de hidrogênio ativo por uma molécula e tem também o grupo hidrofílico acima, incluem: (1) compostos contendo grupo ácido sulfônico tais como ácido 2-oxi- etanossulfônico, ácido fenol sulfônico, ácido sulfobenzóico, ácido sulfossuccínico, ácido 5-sulfo-isoftálico, ácido sulfanílico, ácido 1,3-fenilenodiamina-1,6-dissulfônico, e ácido 2,4-diamino tolueno-5-sulfônico, e derivados dos mesmos, ou poliésteres polióis obtidos copolimerizando-os; (2) compostos contendo ácido carboxílico tais como ácido 2,2- dimetilol propiônico, ácido 2,2-dimetilol butírico, ácido 2,2-dimetilol valérico, ácido dioximaleico, ácido 2,6- dioxibenzóico, e ácido 3,4-diaminobenzóico, e derivados dos mesmos, ou poliésteres polióis obtidos copolimerizando-os; compostos contendo grupo amino terciário tais como metil dietanolamina, butil dietanolamina, e alquil diisopropanolamina, e derivados dos mesmos ou poliésteres polióis ou poliéteres polióis obtidos copolimerizando-os; (3) produtos de reação dos compostos contendo grupo amino terciário acima, ou derivados dos mesmos, ou poliésteres polióis ou poliéteres polióis obtidos copolimerizando-os, com agentes de quaternização tais como cloreto de metila, brometo de metila, ácido dimetil sulfúrico, ácido dietil sulfúrico, cloreto de benzila, brometo de benzila, etilenocloridrina, etilenobromidrina, epicloridrina, e bromo butano; (4) compostos contendo grupo não-iônico tal como polioxietileno glicol ou copolímero de polioxietileno/polioxipropileno glicol, que tenha pelo menos 30% em peso de uma unidade de repetição de óxido de etileno e pelo menos um hidrogênio ativo e tenha, também, um peso molecular de 300 a 20.000, copolímero de polioxietileno/polioxibutileno glicol, copolímero de polioxietileno/polioxialquileno glicol, e monoalquil éteres dos mesmos, ou poliésteres/poliéteres polióis obtidos copolimerizando-os; e (5) combinações dos mesmos.
[0093] O segundo componente pode ser selecionado do grupo consistindo de um segundo pré-polímero de poliuretano, uma emulsão de segundo pré-polímero de poliuretano, uma dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos, um látex semente, e combinações dos mesmos.
[0094] Quando aqui usado, o termo “emulsão de segundo pré- polímero de poliuretano” refere-se a uma corrente contendo um segundo pré-polímero de poliuretano. O segundo pré-polímero de poliuretano não conte, substancialmente, nenhum solvente orgânico e tem, também, pelo menos dois grupos isocianato por uma molécula, Quando usado aqui, tal segundo pré-polímero de poliuretano refere-se ainda a um pré-polímero de poliuretano no qual o conteúdo do solvente orgânico no pré-polímero de poliuretano é menor ou igual a 10% em peso, com base no peso total do segundo pré-polímero de poliuretano. Para eliminar a etapa de remoção do solvente orgânico, o conteúdo do solvente orgânico pode ser, por exemplo, menor ou igual a 5% em peso, com base no peso total do segundo pré-polímero de poliuretano; ou, alternativamente, o conteúdo do solvente orgânico pode ser menor ou igual a 1% em peso, com base no peso total do segundo pré-polímero de poliuretano; ou noutra alternativa, o conteúdo do solvente orgânico pode ser, por exemplo, menor ou igual a 0,1% em peso, com base no peso total do segundo pré-polímero de poliuretano.
[0095] O peso molecular médio numérico do segundo pré- polímero de poliuretano usado na presente invenção pode estar, por exemplo, dentro da faixa de 1.000 a 200.000. Todos os valores individuais e subfaixas de 1.000 a 200.000 aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, o segundo pré- polímero de poliuretano pode ter um peso molecular médio numérico na faixa de 2.000 a cerca de 20.000. O pré-polímero de poliuretano pode incluir ainda inclui pequenas quantidades de isocianatos monoméricos.
[0096] O segundo pré-polímero de poliuretano usado na presente invenção pode ser produzido por quaisquer processos conhecidos convencionalmente, por exemplo, processo em solução, processo hot melt, ou processo de misturação de pré- polímero. Além disso, o segundo pré-polímero de poliuretano pode ser produzido, por exemplo, via um processo para reagir um composto poliisocianato com um composto contendo hidrogênio ativo e exemplos do mesmo incluem (1) um processo para reagir um composto poliisocianato com um composto poliol sem usar um solvente orgânico, e (2) um processo para reagir um composto poliisocianato com um composto poliol num solvente orgânico, seguido por remoção do solvente. O pré- polímero final pode ser terminado por NCO ou OH.
[0097] Por exemplo, o composto poliisocianato pode reagir com o composto contendo hidrogênio ativo numa temperatura na faixa de 20°C a 120°C; ou, alternativamente, na faixa de 30°C a 100°C, numa razão equivalente de grupo isocianato para grupo hidrogênio ativo, por exemplo, de 1,1:1 a 3:1; ou, alternativamente, de 1,2:1 a 2:1. Alternativamente, o pré- polímero pode ser preparado com uma quantidade em excesso de polióis facilitando assim a produção de polímeros terminados por hidroxila.
[0098] Por exemplo, um grupo isocianato em excesso pode, opcionalmente, reagir com aminossilano, convertendo dessa maneira o grupo terminal num grupo reativo diferente de grupo isocianato, tal como um grupo alcoxi-silila.
[0099] O segundo pré-polímero de poliuretano pode incluir ainda monômeros acrílicos, estirênicos ou vinílicos polimerizáveis como um diluente, que podem, depois, ser polimerizados por radicais livres via um iniciador.
[0100] Exemplos do poliisocianato composto incluem diisocianato de 2,4-tolileno, diisocianato de 2,6-tolileno, diisocianato de m-fenileno, diisocianato de p-fenileno, diisocianato de 4,4’-difenil-metano, diisocianato de 2,4’- difenil-metano, diisocianato de 2,2’-difenil-metano, diisocianato de 3,3’-dimetil-4,4’-bifenileno, diisocianato de 3,3’-dimetoxi-4,4’-bifenileno, diisocianato de 3,3’-dicloro- 4,4’-bifenileno, diisocianato de 1,5-naftaleno, diisocianato de 1,5-tetraidronaftaleno, diisocianato de tetrametileno, diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de dodecametileno, diisocianato de trimetil-hexametileno, isocianato de 1,3- e 1,4-bis(metil isocianato), diisocianato de xilileno, diisocianato de tetrametil-xilileno, diisocianato de xilileno hidrogenado, diisocianato de lisina, diisocianato de isoforona, diisocianato de 4,4’-diciclo- hexil-metano, diisocianato de 3,3’-dimetil-4,4’-diciclo- hexil-metano, isômeros dos mesmos, e/ou combinações dos mesmos. Podem ser usados isocianatos aromáticos ou alifáticos; entretanto, preferem-se os isocianatos alifáticos.
[0101] O composto contendo hidrogênio ativo usado para produzir o segundo pré-polímero de poliuretano na presente invenção inclui, mas não se limita a, por exemplo, um composto tendo peso molecular comparativamente elevado (doravante referido como um segundo composto de alto peso molecular) e um composto tendo peso molecular comparativamente baixo (doravante referido como um segundo composto de baixo peso molecular).
[0102] O peso molecular médio numérico do segundo composto de alto peso molecular pode estar, por exemplo, dentro dos limites de uma faixa de 300 a 20.000; ou, alternativamente, dentro dos limites de uma faixa de 500 a 5.000. O peso molecular médio numérico do segundo composto de baixo peso molecular pode ser, por exemplo, menor que 300. Estes compostos contendo hidrogênio ativo podem ser usados sozinhos, ou duas ou mais espécies deles podem ser usadas em combinação.
[0103] Entre estes compostos contendo hidrogênio ativo, exemplos do segundo composto de alto peso molecular incluem, mas não se limitam a, poliésteres polióis alifáticos e aromáticos, incluindo poliésteres polióis a base de caprolactona, poliésteres polióis a base de óleo de sementes, quaisquer poliésteres/poliéteres híbridos polióis, poliéteres polióis a base de PTMEG, poliéteres polióis a base de óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno e misturas dos mesmos; policarbonatos polióis; poliacetais polióis; poliacrilatos polióis; poliesteramidas polióis; politioéteres polióis; poliolefinas polióis tais como polibutadieno polióis saturados ou insaturados.
[0104] Polióis a base de óleo natural são polióis a base de ou derivados de fontes de suprimentos renováveis tais como óleos de sementes vegetais de plantas geneticamente modificadas (GMO) e/ou gorduras de fonte animal. Tais óleos e/ou gorduras compreendem geralmente triglicérides, isto é, ácidos graxos ligados juntamente com glicerol. Preferem-se óleos vegetais que tenham pelo menos cerca de 70 por cento de ácidos graxos insaturados no triglicerídeo. Preferivelmente, o produto natural contém pelo menos cerca de 85 por cento em peso de ácidos graxos insaturados. Exemplos de óleos vegetais preferidos incluem, por exemplo, aqueles óleos de rícino, soja, oliva, amendoim, colza, gergelim, algodão, canola, açafrão, linhaça, coco, sementes de uva, alcaravia preta, sementes de abóbora, sementes de borragem, germe de madeira, sementes de damasco, pistácia, amêndoa, noz de macadamia, abacate, espinheiro amarelo, cânhamo, avelã, onagra, cardo, sementes de girassol, óleos de sementes de jatropha, ou uma combinação dos mesmos. Adicionalmente, também podem ser usados óleos obtidos de organismos tais como algas. Exemplos de produtos animais incluem banha, sebo de carne bovina, óleos de peixes e misturas dos mesmos. Também se pode usar uma combinação de óleos/gorduras a base de vegetais e animais.
[0105] Diversas químicas podem ser usadas para preparar polióis a base de óleos naturais. Tais modificações de uma fonte renovável incluem, por exemplo, epoxidação, hidroxilação, ozonólise, esterificação, hidroformilação, ou alcoxilação. Tais modificações são comumente conhecidas na técnica e estão descritas, por exemplo, nas patentes U.S. n°s 4.534.907, 4.640.801, 6.107.433, 6.121.398, 6.897.283, 6.891.053, 6.962.636, 6.979.477, e nas publicações PCT n°s WO 2004/020497, WO 2004/096744, e WO 2004/096882.
[0106] Após a produção de tais polióis por modificação de óleos naturais, os produtos modificados podem ser ainda alcoxilados. O uso de óxido de etileno (EO) ou misturas de EO com outros óxidos, introduz parcelas hidrofílicas no poliol. Numa incorporação, o produto modificado sofre alcoxilação com EO suficiente para produzir um poliol a base de óleo natural com entre cerca de 10% em peso e cerca de 60% em peso de EO; preferivelmente entre cerca de 20% em peso e cerca de 40% em peso de EO.
[0107] Noutra incorporação, obtêm-se os polióis a base de óleos naturais por um processo de múltiplas etapas no qual se submetem os óleos/gorduras vegetais ou animais a transesterificação e se recuperam os ácidos graxos constituintes. Esta etapa é seguida pela hidroformilação das duplas ligações carbono-carbono nos ácidos graxos constituintes para formar grupos hidroximetila, e depois formar um poliéster ou poliéter/poliéster por reação do ácido graxo hidroximetilado com um composto iniciador apropriado. Tal processo em múltiplas etapas é comumente conhecido na técnica, e está descrito, por exemplo, nas publicações PCT n°s WO 2004/096882 e WO 2004/096883. O processo de múltiplas etapas resulta na produção de um poliol tanto com parcelas hidrofóbicas como com parcelas hidrofílicas, que resulta em miscibilidade melhorada tanto com água como com polióis convencionais a base de petróleo.
[0108] O iniciador para uso no processo de múltiplas etapas para a produção de polióis a base de óleos naturais pode ser qualquer iniciador usado na produção de polióis convencionais a base de petróleo. Preferivelmente, o iniciador é selecionado do grupo consistindo de neopentil glicol; 1,2-propileno glicol; trimetilolpropano; pentaeritritol; sorbitol; sacarose; glicerol; dietanolamina; alcanodióis tais como 1,6-hexanodiol; 1,4-butanodiol; 1,4- ciclo-hexanodiol; 2,5-hexanodiol; etileno glicol; dietileno glicol; trietileno glicol; bis-3-aminopropil metilamina; etilenodiamina; dietileno triamina; 9(1)-hidroximetil octa decanol; 1,4-bis-hidroximetil-ciclo-hexano; 8,8- bis(hidroximetil)triciclo[5,2,1,02.6]deceno; álcool DIMEROL (diol de 36 átomos de carbono, obtenível de Henkel Corporation); bisfenol hidrogenado; 9,9(10,10)-bis- hidroximetil-octadecanol; 1,2,6-hexanotriol e combinação dos mesmos. Mais preferivelmente, o iniciador é selecionado do grupo consistindo de glicerol; etileno glicol; 1,2-propileno glicol; trimetilolpropano; etilenodiamina; pentaeritritol; dietilenotriamina; sorbitol; sacarose; ou qualquer um dos supramencionados onde pelo menos um dos grupos álcool ou amina presentes nos mesmos reagiram com óxido de etileno, óxido de propileno ou misturas dos mesmos; e combinação dos mesmos. Mais preferivelmente, o iniciador é glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, sacarose, sorbitol, e/ou mistura dos mesmos.
[0109] Numa incorporação, os iniciadores são alcoxilados com óxido de etileno ou com uma mistura de óxido de etileno e pelo menos um outro óxido de alquileno para dar um iniciador alcoxilado com um peso molecular entre cerca de 200 e cerca de 6000, preferivelmente entre cerca de 500 e cerca de 3000.
[0110] A funcionalidade do pelo menos um poliol a base de óleo natural está acima de cerca de 1,5 e geralmente não maior que cerca de 6. Numa incorporação, a funcionalidade do pelo menos um poliol a base de óleo natural está na faixa de 1,5 a 3. Numa incorporação, a funcionalidade do pelo menos um poliol a base de óleo natural está na faixa de 1,5 a 2,5. Numa incorporação, a funcionalidade do pelo menos um poliol a base de óleo natural é de cerca de 2. Numa incorporação, a funcionalidade está abaixo de cerca de 4. O número de hidroxilas do pelo menos um poliol a base de óleo natural está abaixo de cerca de 300 mg de KOH/g, preferivelmente entre cerca de 50 e cerca de 300, mais preferivelmente entre cerca de 60 e cerca de 200. Numa incorporação, o número de hidroxilas está abaixo de cerca de 100.
[0111] O nível de estoque de suprimento renovável no poliol a base de óleo natural pode variar entre cerca de 10 e cerca de 100%, usualmente entre cerca de 10 e cerca de 90%.
[0112] Os polióis a base de óleos naturais podem constituir até cerca de 90% em peso da mistura de polióis. Entretanto, numa incorporação, o poliol a base de óleo natural pode constituir pelo menos 5% em peso, pelo menos 10% em peso, pelo menos 25% em peso, pelo menos 35% em peso, pelo menos 40% em peso, pelo menos 50% em peso, ou pelo menos 55% em peso do peso total da mistura de polióis. Os polióis a base de óleos naturais podem constituir 40% em peso ou mais, 50% em peso ou mais, 60% em peso ou mais, 75% em peso ou mais, 85% em peso ou mais, 90% em peso ou mais, ou 95% em peso ou mais do peso total dos polióis combinados.
[0113] Também se pode usar combinação de dois ou mais tipos de polióis a base de óleos naturais, quer para maximizar o nível de óleo de sementes na formulação de espuma, ou para otimizar processamento de espuma e/ou características específicas de espuma, tal como resistência ao envelhecimento úmido.
[0114] A viscosidade dos polióis a base de óleos naturais medida a 25°C é geralmente menor que cerca de 6.000 mPa.s. Preferivelmente a viscosidade é menor que cerca de 5.000 mPa.s.
[0115] Como poliéster poliol, pode-se usar, por exemplo, o poliéster poliol obtido pela reação de policondensação de um glicol e um ácido.
[0116] Exemplos do glicol que pode ser usado para obter o poliéster poliol incluem, mas não se limitam a, etileno glicol, propileno glicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, neopentil glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, tetraetileno glicol, poli(glicol etilênico), dipropileno glicol, tripropileno glicol, bis-hidroxi etoxi benzeno, 1,4- ciclo-hexanodiol, 1,4-ciclo-hexano dimetanol, 1,3-ciclo- hexano dimetanol, mistura de 1,3- e 1,4-ciclo-hexano dimetanol (UNOXOL™-diol), bisfenol A, bisfenol A hidrogenado, hidroquinona, e adutos de óxido de alquileno dos mesmos.
[0117] Exemplos do ácido, que pode ser usado para obter o poliéster poliol, incluem, mas não se limitam a, ácido succínico, ácido adípico, ácido azeláico, ácido sebácico, ácido dodecano-dicarboxílico, anidrido maleico, ácido fumárico, ácido 1,3-ciclopentano-dicarboxílico, ácido 1,4- ciclo-hexano-dicarboxílico, ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido ftálico, ácido 1,4-naftaleno-dicarboxílico, ácido 2,5-naftaleno-dicarboxílico, ácido 2,6-naftaleno- dicarboxílico, ácido naftálico, ácido bifenil-dicarboxílico, ácido 1,2-bis(fenoxi)etano-p,p’-dicarboxílico, e anidridos ou derivados formadores de ésteres destes ácidos dicarboxílicos; e ácido p-hidroxibenzóico, ácido p-(2-hidroxietoxi)benzóico, e derivados formadores de ésteres destes ácidos hidroxicarboxílicos.
[0118] Também se pode usar um poliéster obtido pela reação de polimerização por abertura de anel de um éster cíclico tal como ε-caprolatona, e copolímeros dos mesmos.
[0119] Os poliésteres polióis também podem ser produzidos por transesterificação dos dióis e trióis supramencionados com metil ésteres de ácidos graxos contendo grupos hidroxila.
[0120] Exemplos do poliéter poliol incluem, mas não se limitam a compostos obtidos pela reação de poliadição de uma ou mais espécies de compostos tendo pelo menos dois átomos de hidrogênio ativos tais como etileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, propileno glicol, trimetileno glicol, 1,3- butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, neopentil glicol, glicerina, trimetilol etano, trimetilolpropano, sorbitol, sacarose, etilenodiamina, dietilenotriamina, triisopropanolamina, pirogalol, ácido di-hidroxi benzóico, ácido hidroxi ftálico, e 1,2,3-propanotritiol com uma ou mais espécies entre óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de estireno, epicloridrina, e tetraidrofurano.
[0121] Exemplos do policarbonato poliol incluem, mas não se limitam a, compostos obtidos pela reação de glicóis tais como 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, e dietileno glicol, com carbonato de difenila e fosgênio.
[0122] Entre os compostos contendo hidrogênio ativo, o segundo composto de baixo peso molecular é um composto que tem pelo menos dois hidrogênios ativos por uma molécula e tem um peso molecular médio numérico menor que 300, e exemplos do mesmo incluem, mas não se limitam a glicóis componentes usados como matérias-primas do poliéster poliol, compostos poliidroxílicos tais como glicerina, trimetilol etano, trimetilolpropano, sorbitol, e pentaeritritol; e aminas tais como etilenodiamina, 1,6-hexametilenodiamina, piperazina, 2,5-dimetil-piperazina, isoforona diamina, 4,4’-diciclo- hexil-metanodiamina, 3,3’-dimetil-4,4’-diciclo-hexil- metanodiamina, 1,4-ciclo-hexanodiamina, 1,2-propanodiamina, hidrazina, dietilenotriamina, e trietileno tetramina.
[0123] O segundo pré-polímero de uretano pode incluir ainda um grupo hidrofílico. O termo “grupo hidrofílico” refere-se a um grupo aniônico (por exemplo, grupo carboxila, grupo ácido sulfônico, ou grupo ácido fosfórico), ou um grupo catiônico (por exemplo, grupo amino terciário, ou grupo amino quaternário), ou um grupo hidrofílico não-iônico (por exemplo, um grupo composto de uma unidade de repetição de óxido de etileno, ou um grupo composto de uma unidade de repetição de outro óxido de alquileno).
[0124] Entre os grupos hidrofílicos, um grupo hidrofílico não-iônico tendo uma unidade de repetição de óxido de etileno, por exemplo, pode ser preferido porque a emulsão de poliuretano obtida finalmente tem excelente compatibilidade com outras espécies de emulsões. A introdução de um grupo carboxila e/ou um grupo ácido sulfônico é eficaz para produzir o tamanho de partícula mais fino.
[0125] O grupo iônico refere-se a um grupo funcional capaz de servir como um grupo iônico hidrofílico que contribui para auto dispersibilidade em água por neutralização, provendo estabilidade coloidal contra aglomeração durante processamento, estabilidade durante transporte, armazenamento e formulação com outros aditivos. Estes grupos hidrofílicos também podem introduzir propriedades específicas de aplicação tal como aderência.
[0126] Quando o grupo iônico for um grupo aniônico, o neutralizador usado para neutralização incluirá, por exemplo, bases não-voláteis tais como hidróxido de sódio e hidróxido de potássio; e podem ser usadas bases voláteis tais como aminas terciárias (por exemplo, trimetilamina, trietilamina, dimetil-etanolamina, metil dietanolamina, e trietanolamina) e amônia.
[0127] Quando o grupo iônico for um grupo catiônico, o neutralizador usável incluirá, por exemplo, ácidos inorgânicos tais como ácido clorídrico, ácido sulfúrico, e ácido nítrico; e ácidos orgânicos tais como ácido fórmico e ácido acético.
[0128] A neutralização pode se executada antes, durante ou após a polimerização do composto tendo um grupo iônico. Alternativamente, a neutralização pode ser executada durante ou após a reação de polimerização de poliuretano.
[0129] Para introduzir um grupo hidrofílico no segundo pré-polímero de poliuretano, pode-se usar, como um composto contendo hidrogênio ativo, um composto que tem pelo menos um átomo de hidrogênio ativo por uma molécula e tem também o grupo hidrofílico acima. Exemplos do composto que tem pelo menos um átomo de hidrogênio ativo por uma molécula e tem também o grupo hidrofílico acima, incluem: (1) compostos contendo grupo ácido sulfônico tais como ácido 2-oxi- etanossulfônico, ácido fenol sulfônico, ácido sulfobenzóico, ácido sulfossuccínico, ácido 5-sulfo-isoftálico, ácido sulfanílico, ácido 1,3-fenilenodiamina-1,6-dissulfônico, e ácido 2,4-diamino tolueno-5-sulfônico, e derivados dos mesmos, ou poliésteres polióis obtidos copolimerizando-os; (2) compostos contendo ácido carboxílico tais como ácido 2,2- dimetilol propiônico, ácido 2,2-dimetilol butírico, ácido 2,2-dimetilol valérico, ácido dioximaleico, ácido 2,6- dioxibenzóico, e ácido 3,4-diaminobenzóico, e derivados dos mesmos, ou poliésteres polióis obtidos copolimerizando-os; compostos contendo grupo amino terciário tais como metil dietanolamina, butil dietanolamina, e alquil diisopropanolamina, e derivados dos mesmos ou poliésteres polióis ou poliéteres polióis obtidos copolimerizando-os; (3) produtos de reação dos compostos contendo grupo amino terciário acima, ou derivados dos mesmos, ou poliésteres polióis ou poliéteres polióis obtidos copolimerizando-os, com agentes de quaternização tais como cloreto de metila, brometo de metila, ácido dimetil sulfúrico, ácido dietil sulfúrico, cloreto de benzila, brometo de benzila, etilenocloridrina, etilenobromidrina, epicloridrina, e bromo butano; (4) compostos contendo grupo não-iônico tal como polioxietileno glicol ou copolímero de polioxietileno/polioxipropileno glicol, que tenha pelo menos 30% em peso de uma unidade de repetição de óxido de etileno e pelo menos um hidrogênio ativo e tenha, também, um peso molecular de 300 a 20.000, copolímero de polioxietileno/polioxibutileno glicol, copolímero de polioxietileno/polioxialquileno glicol, e monoalquil éteres dos mesmos, ou poliésteres/poliéteres polióis obtidos copolimerizando-os; e (5) combinações dos mesmos.
[0130] Quando aqui usado, o termo “dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos” refere-se a uma dispersão de poliuretano que contém menos que 60 por cento em peso de partículas de poliuretano, com base no peso total da dispersão de poliuretano. Todos os valores individuais e subfaixas na faixa de menos que 60 por cento em peso aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, menos que 50 por cento em peso; ou, alternativamente, menos que 40 por cento em peso. A dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos pode ter um diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico; por exemplo, a dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos pode ter um diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico na faixa de 0,04 a 5,0 μm. Todos os valores individuais e subfaixas de 0,04 a 5,0 μm aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, a dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos pode ter um diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico na faixa de 0,07 a 1,0 μm; ou, alternativamente, a dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos pode ter um diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico na faixa de 0,08 a 0,2 μm. A dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos pode ter qualquer polidispersão; por exemplo, a dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos pode ter uma polidispersão na faixa de 1 a 20. Todos os valores individuais e subfaixas de 1 a 20 estão aqui incluídos e divulgados; por exemplo, a dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos pode ter uma polidispersão na faixa de 1 a 10; ou alternativamente, a dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos pode ter uma polidispersão na faixa de 1 a 2. Pode-se empregar qualquer método convencional para preparar tal dispersão de poliuretano de baixo conteúdo de sólidos.
[0131] Quando aqui usado, o termo “látex semente” refere- se a dispersões, suspensões, emulsões, ou látexes de poliolefinas tais como polietileno e polipropileno, epóxis, silicone, estireno, acrilato, butadieno, isopreno, acetato de vinila, ou copolímeros dos mesmos. Quando aqui usado, o termo “látex semente” pode referir-se ainda, por exemplo, a emulsões de poli(acetato de vinila), polietileno/acetato de vinila, poliacrílico, ou poliacrílico/estirênico; látexes de poliestireno/butadieno, poliacrilonitrila/butadieno, ou poliacrílico/butadieno; dispersões aquosas de polietileno e ionômeros poliolefínicos; ou várias dispersões aquosas de poliuretano, poliéster, poliamida, resina epóxi, copolímeros dos mesmos, ou ligas dos mesmos. O látex semente pode ter qualquer diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico; por exemplo, o látex semente pode ter um diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico na faixa de 0,05 a 5,0 μm. Todos os valores individuais e subfaixas de 0,05 a 5,0 μm aqui estão incluídos e divulgados; por exemplo, o látex semente pode ter um diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico na faixa de 0,07 a 1,0 μm; ou, alternativamente, o látex semente pode ter um diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico na faixa de 0,08 a 0,2 μm. O látex semente pode ter uma distribuição de tamanho de partícula bimodal ou multimodal. O látex semente qualquer polidispersão; por exemplo, o látex semente pode ter uma polidispersão na faixa de 1 a 20. Todos os valores individuais e subfaixas de 1 a 20 estão aqui incluídos e divulgados; por exemplo, o látex semente pode ter uma polidispersão na faixa de 1 a 10; ou alternativamente, o látex semente pode ter uma polidispersão na faixa de 1 a 2. Pode-se empregar qualquer método convencional para preparar tais dispersões, suspensões, emulsões, ou látexes. Tais métodos convencionais incluem, mas não se limitam a, polimerização em emulsão, polimerização em suspensão, polimerização em micro-emulsão, em mini-emulsão, ou em dispersão.
[0132] Quando aqui usado, o termo “tensoativo” refere-se a qualquer composto que reduz tensão superficial quando dissolvido em água ou em soluções aquosas, ou que reduz a tensão interfacial entre dois líquidos, ou entre um líquido e um sólido. Os tensoativos úteis para preparar uma dispersão estável na prática da presente invenção podem ser tensoativos catiônicos, tensoativos aniônicos, tensoativos zuiteriônicos, ou tensoativos não-iônicos. Exemplos de tensoativos aniônicos incluem, mas não se limitam a, sulfonatos, carboxilatos, e fosfatos. Exemplos de tensoativos catiônicos incluem, mas não se limitam a, aminas quaternárias. Exemplos de tensoativos não-iônicos incluem, mas não se limitam a, copolímeros em blocos contendo óxido de etileno e tensoativos de silicone, tais como álcool etoxilado, ácido graxo etoxilado, derivado de sorbitan, derivado de lanolina, nonil fenol etoxilado ou polissiloxano etoxilado. Além disso, os tensoativos podem ser tensoativos externos ou tensoativos internos. Tensoativos externos são tensoativos que não reagem quimicamente no polímero durante a preparação de dispersão. Exemplos de tensoativos externos aqui usados incluem, mas não se limitam a, sais de ácido dodecil benzenossulfônico, sais de ácido lauril sulfônico. Tensoativos internos são tensoativos que reagem quimicamente no polímero durante a preparação de dispersão. Exemplos de tensoativos internos úteis aqui incluem, mas não se limitam a, ácido 2,2-dimetilol propiônico e seus sais, sais de amônio quaternizados, e espécies hidrofílicas, tais como poli(óxido de etileno) polióis.
[0133] Tipicamente, os pré-polímeros de poliuretano podem ter cadeia estendida via um extensor de cadeia. Qualquer extensor de cadeia conhecido por ser útil para aqueles de conhecimento habitual na técnica de preparar poliuretanos pode ser usado com a presente invenção. Tipicamente, tais extensores de cadeia têm um peso molecular de 30 a 500 e têm pelo menos dois grupos contendo hidrogênio ativo. As poliaminas constituem uma classe preferida de extensores de cadeia. Outros materiais, particularmente água, podem funcionar para estender comprimento de cadeia e portanto são extensores de cadeia para os propósitos da presente invenção. Particularmente, prefere-se que o extensor de cadeia seja água ou uma mistura de água e uma amina tais como, por exemplo, polipropileno glicóis aminados tal como JEFFAMINE D- 400 de Huntsman Chemical Company, amino etil piperazina, 2- metil piperazina, 1,5-diamino-3-metil-pentano, isoforona diamina, etilenodiamina, dietileno triamina, trietileno tetramina, trietileno pentamina, etanolamina, lisina em qualquer uma de suas formas estereoisoméricas e sais da mesma, hexanodiamina, hidrazina e piperazina. Na prática da presente invenção, o extensor de cadeia pode ser usado como uma solução de extensor de cadeia em água.
[0134] Exemplos do extensor de cadeia usado na presente invenção incluem água; diaminas tais como etilenodiamina, 1,2-propanodiamina, 1,6-hexametilenodiamina, piperazina, 2- metil piperazina, 2,5-dimetil piperazina, isoforona diamina, 4,4’-diciclo-hexil-metanodiamina, 3,3’-dimetil-4,4’-diciclo- hexil-metanodiamina, 1,2-ciclo-hexanodiamina, 1,4-ciclo- hexanodiamina, aminoetil etanolamina, aminopropil etanolamina, amino-hexil etanolamina, aminoetil propanolamina, aminopropil propanolamina, e amino-hexil propanolamina; poliaminas tais como dietilenotriamina, dipropileno triamina, e trietileno tetramina; hidrazinas; hidrazidas de ácidos. Estes extensores de cadeia podem ser usados sozinhos ou em combinação.
[0135] A dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos pode ser produzida via método contínuo; ou, alternativamente, ela pode ser produzida via processo de bateladas.
[0136] Na produção da dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos, o método para produzir tal dispersão de poliuretano de conteúdo ultraelevado de sólidos apropriada para aplicações adesivas sensíveis à pressão inclui as seguintes etapas: (1) prover uma primeira corrente que compreende um primeiro pré-polímero de poliuretano compreendendo o produto de reação de um poliol e poliisocianato; (2) prover uma segunda corrente que é uma fase média selecionada do grupo consistindo de um segundo pré-polímero de poliuretano, uma emulsão de um segundo pré- polímero de poliuretano, uma dispersão de poliuretano, uma emulsão de látex semente, ou combinações dos mesmos; (3) juntar continuamente a primeira corrente com a segunda corrente opcionalmente na presença de um extensor de cadeia; e (4) formar dessa maneira uma dispersão de poliuretano tendo um conteúdo de sólidos de pelo menos 60 por cento em peso dos conteúdos de sólidos, preferivelmente 65 por cento em peso dos conteúdos de sólidos, com base no peso total da dispersão de poliuretano de ultraelevado conteúdo de sólidos, e uma viscosidade na faixa de menos que 5000 mPa.s (5000 cps) em 20 rpm a 21°C usando um viscosímetro Brookfield com spindle #4.
[0137] Numa produção alternativa da dispersão de poliuretano de ultraelevado conteúdo de sólidos, apropriada para aplicações adesivas sensíveis à pressão, inclui as seguintes etapas: (1) prover uma primeira corrente que compreende um primeiro pré-polímero de poliuretano compreendendo o produto de reação de um poliol a base de óleo natural e poliisocianato; (2) prover uma segunda corrente que é uma fase média; (3) juntar continuamente a primeira corrente com a segunda corrente opcionalmente na presença de um tensoativo numa temperatura na faixa de 10°C a 70°C, sendo que a razão da primeira corrente para a segunda corrente está na faixa de 0,1 a 0,6, e o tensoativo está opcionalmente presente numa faixa de concentração de 0,1 a 3,0 por cento, com base no peso total da primeira corrente, segunda corrente, e do tensoativo; (4) formar dessa maneira uma dispersão de poliuretano tendo um conteúdo de sólidos de pelo menos 60 por cento em peso dos conteúdos de sólidos, preferivelmente 65 por cento em peso dos conteúdos de sólidos, com base no peso total da dispersão de poliuretano de ultraelevado conteúdo de sólidos, e uma viscosidade na faixa de menos que 5000 mPa.s (5000 cps) em 20 rpm a 21°C usando um viscosímetro Brookfield com spindle #4.
[0138] Referindo à Figura 1, alimenta-se uma primeira corrente compreendendo um primeiro pré-polímero de poliuretano, opcionalmente um tensoativo, e opcionalmente água num misturador, por exemplo um misturador OAKS ou misturador IKA, ou aqueles misturadores divulgados no pedido de patente U.S. serial n° 60/875.657, depositado em 19 de dezembro de 2006, aqui incorporado integralmente por referência, enquanto se alimenta, no misturador, uma segunda corrente compreendendo fase média selecionada do grupo consistindo de um segundo pré-polímero de poliuretano, uma emulsão de um segundo pré-polímero de poliuretano, uma dispersão de poliuretano, uma emulsão de látex semente, e/ou combinações dos mesmos. A primeira corrente e a segunda corrente são opcionalmente juntadas na presença de um extensor de cadeia, água de diluição, e/ou combinações dos mesmos. Emulsifica-se a primeira corrente na segunda corrente via misturação em taxa elevada de cisalhamento formando assim a dispersão de poliuretano de ultraelevado conteúdo de sólidos apropriada para aplicações adesivas sensíveis à pressão da presente invenção.
[0139] Referindo à Figura 2, alimenta-se uma primeira corrente compreendendo um primeiro pré-polímero de poliuretano compreendendo o produto de reação de um poliol a base de óleo natural e poliisocianato, um tensoativo, e água num misturador, por exemplo um misturador OAKS ou misturador IKA, ou aqueles misturadores divulgados no pedido de patente U.S. serial n° 60/875.657, depositado em 19 de dezembro de 2006, aqui incorporado integralmente por referência, numa temperatura na faixa de 10°C a 70°C, numa razão ponderal de primeiro pré-polímero de poliuretano para água na faixa de cerca de 0,3 a 0,5. Provê-se taxa de cisalhamento suficiente para facilitar a formação da dispersão de poliuretano de ultraelevado conteúdo de sólidos, apropriada para aplicações adesivas sensíveis à pressão da presente invenção. Opcionalmente, se pode alimentar ainda no misturador, um extensor de cadeia, água de diluição, e/ou combinações dos mesmos, e juntar com a primeira corrente formando assim a dispersão de poliuretano de ultraelevado conteúdo de sólidos, apropriada para aplicações adesivas sensíveis à pressão da presente invenção.
[0140] Referindo à Figura 3, alimenta-se uma primeira corrente compreendendo o produto de reação de um poliol a base de óleo natural e poliisocianato, opcionalmente um tensoativo, e opcionalmente água num misturador, por exemplo um misturador OAKS ou misturador IKA, ou aqueles misturadores divulgados no pedido de patente U.S. serial n° 60/875.657, depositado em 19 de dezembro de 2006, aqui incorporado integralmente por referência, formando assim uma primeira corrente, que é primeiro pré-polímero de poliuretano ou uma emulsão de primeiro pré-polímero de poliuretano. Alimenta-se um segundo pré-polímero de poliuretano, opcionalmente um tensoativo, e opcionalmente água num segundo misturador, por exemplo um misturador OAKS ou misturador IKA, ou aqueles misturadores divulgados no pedido de patente U.S. serial n° 60/875.657, depositado em 19 de dezembro de 2006, aqui incorporado integralmente por referência, formando assim uma segunda corrente, que é um segundo pré-polímero de poliuretano ou uma emulsão de segundo pré-polímero de poliuretano. Alimenta-se a primeira corrente e a segunda corrente num terceiro misturador, por exemplo um misturador OAKS ou misturador IKA, ou aqueles misturadores divulgados no pedido de patente U.S. serial n° 60/875.657, depositado em 19 de dezembro de 2006, aqui incorporado integralmente por referência, e juntam-se as duas correntes, opcionalmente, na presença de um extensor de cadeia, água de diluição, ou combinações dos mesmos formando assim a dispersão de poliuretano de ultraelevado conteúdo de sólidos apropriada para aplicações adesivas sensíveis à pressão da presente invenção.
[0141] Na produção, a composição adesiva sensível à pressão pode ser produzida via qualquer número de dispositivos de misturação. Um tal dispositivo pode ter um recipiente de misturação vertical com duas hélices, uma primeira hélice compreendendo um desvio de pá e a segunda hélice compreendendo um dispersor de alta velocidade. Pode-se adicionar no recipiente uma dispersão de poliuretano de ultraelevado conteúdo de sólidos. Neste momento a primeira hélice pode ser acionada, e subsequentemente, pode-se adicionar no recipiente, tensoativo, espessante, dispersante, agentes de congelação/descongelação, e aditivos tais como propileno glicol, e plastificante. Uma vez adicionado material suficiente no recipiente tal que a hélice de dispersor de alta velocidade esteja coberta, então esta hélice pode ser acionada. A esta mistura podem ser adicionados pigmentos tal como dióxido de titânio e cargas tal como carbonato de cálcio mantendo simultaneamente as duas hélices funcionando. Finalmente, adiciona-se ao recipiente um agente neutralizador. A misturação deve continuar, por exemplo, a 25°C, até se completar a misturação. Pode-se ou não ser evacuada. A evacuação da mistura pode ocorrer para qualquer recipiente apropriado quer no misturador ou fora dele.
Exemplos
[0142] A presente invenção será mais detalhadamente explicada mostrando Exemplos Inventivos e Exemplos Comparativos, mas, obviamente, a abrangência da presente invenção não se limitará a estes Exemplos.
Síntese de primeiro pré-polímero de poliuretano
[0143] Aquecem-se 880,5 g de poliol ACCLAIM 8200 (poli(óxido de propileno) diol de Mw 8200) a 60°C, num reator, e depois, carregam-se no reator 25 g de poli(óxido de etileno) diol tendo um peso molecular de 1000 g/mol, e 15 de TEGOMER™ D3403, mantendo-se simultaneamente agitação dos conteúdos do reator. A esta mistura, adicionam-se 75 g de monômero de diisocianato de isoforona (IPDI), e se aquece o reator para elevar sua temperatura para 80°C. Finalmente, adiciona-se 0,1 g de catalisador de estanho (dilaurato de dibutil estanho), e mantém-se a temperatura do reator em 80°C por 4 horas. O conteúdo de NCO final foi de 1,28% em peso.
Formulações de látex semente
[0144] O látex de acrilato foi UCAR 9042 compreendendo 56 por cento em peso de sólidos com base no peso total do látex de acrilato. Avaliam-se as propriedades do UCAR 9042, e aquelas propriedades são informadas na Tabela I.
Preparação da dispersão do primeiro poliuretano
[0145] Alimenta-se, continuamente, 1000 g do primeiro pré- polímero de poliuretano num misturador de alto cisalhamento onde ele é misturado com 69 g de tensoativo aniônico LDS-22 (dodecil benzenossulfonato de alquila linear) e 160 g de água desionizada. Depois, a pré-emulsão é diluída continuamente com 600 g de água desionizada e sua cadeia é estendida com 87,5 g de solução aquosa de etilenodiamina (EDA) a 10%. A dispersão resultante tem aproximadamente 53% em peso de sólidos. Avaliam-se as propriedades da dispersão de primeiro poliuretano, e os resultados são mostrados na Tabela I.
[0146] Preparação da dispersão do primeiro poliuretano de conteúdo de sólidos ultraelevado/acrilato (dispersão híbrida de primeiro PU/acrilato)
[0147] Alimentam-se 100 g do primeiro pré-polímero de poliuretano num dispositivo de misturação de alto cisalhamento onde ele é emulsificado em 200 g de látex de acrilato, UCAR 9042 (compreendendo 56 por cento em peso de sólidos, com base no peso total de látex de acrilato, obtenível de The Dow Chemical Company) e 30 g da dispersão de primeiro poliuretano descrita aqui acima. A pré-emulsão híbrida tem sua cadeia estendida com 8,57 g de solução aquosa de etilenodiamina (EDA) a 10%. A dispersão híbrida de poliuretano de ultraelevado conteúdo de sólidos/acrílico tem aproximadamente 66,2 por cento em peso de partículas sólidas, excluindo o peso de qualquer carga, com base no peso total da dispersão. A razão final de uretano para acrilato foi de 51,5. Avaliaram-se propriedades de dispersão híbrida de primeiro PU/acrilato, e aquelas propriedades são mostradas na Tabela I. Preparação da dispersão do segundo poliuretano de conteúdo de sólidos ultraelevado/acrilato (dispersão híbrida de segundo PU/acrilato)
[0148] Alimentam-se 50 g do primeiro pré-polímero de poliuretano num dispositivo de misturação de alto cisalhamento onde ele é emulsificado em 200 g de látex de acrilato, UCAR 9042 (compreendendo 56 por cento em peso de sólidos, com base no peso total de látex de acrilato, obtenível de The Dow Chemical Company). A pré-emulsão híbrida tem sua cadeia estendida com 4,4 g de solução aquosa de etilenodiamina (EDA) a 10%. A dispersão híbrida de poliuretano de ultraelevado conteúdo de sólidos/acrílico resultante tem aproximadamente 62,7 por cento em peso de partículas sólidas, excluindo o peso de qualquer carga, com base no peso total da dispersão. A razão final de uretano para acrilato foi de 31,2. Avaliaram-se propriedades de dispersão híbrida de primeiro PU/acrilato, e aquelas propriedades são mostradas na Tabela I. Preparação da dispersão do terceiro poliuretano de conteúdo de sólidos ultraelevado/acrilato (dispersão híbrida de segundo PU/acrilato)
[0149] Alimentam-se 100 g do primeiro pré-polímero de poliuretano num dispositivo de misturação de alto cisalhamento onde ele é emulsificado em 200 g de látex de acrilato, UCAR 9042 (compreendendo 56 por cento em peso de sólidos, com base no peso total de látex de acrilato, obtenível de The Dow Chemical Company). A pré-emulsão híbrida tem sua cadeia estendida com 8,57 g de solução aquosa de etilenodiamina (EDA) a 10%. A dispersão híbrida de poliuretano de ultraelevado conteúdo de sólidos/acrílico resultante tem aproximadamente 67,7 por cento em peso de partículas sólidas, excluindo o peso de qualquer carga, com base no peso total da dispersão. A razão final de uretano para acrilato foi de 47,6. Avaliaram-se propriedades de dispersão híbrida de primeiro PU/acrilato, e aquelas propriedades são mostradas na Tabela I.
[0150] A presente invenção pode ser incorporada em outras formas sem se afastar do espírito e dos atributos essenciais da mesma, e, consequentemente, deve-se fazer referência às reivindicações anexas, em vez do relatório descritivo anterior, como indicação da abrangência da invenção.
Métodos de teste
[0151] Mediu-se o diâmetro de tamanho de partícula médio volumétrico e a distribuição de tamanho de partícula via espalhamento dinâmico de luz (Coulter LS 230).
[0152] Mediu-se a viscosidade via viscosímetro Brookfield.
[0153] Determinou-se o conteúdo de isocianato (% de NCO) usando um medidor Toledo DL 58.
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Claims (13)

1. Composição adesiva sensível à pressão, caracterizada pelo fato de compreender: uma dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos compreendendo: um primeiro componente compreendendo um primeiro pré-polímero de poliuretano compreendendo o produto de reação de um poliol e poliisocianato; um segundo componente compreendendo uma fase média selecionada do grupo consistindo de um látex semente, sendo que o dito látex semente é selecionado do grupo consistindo de emulsões de poli(acetato de vinila), polietileno/acetato de vinila, poliacrílico, ou poliacrílico/estirênico; látexes de poliestireno/butadieno, poliacrilonitrila/butadieno, ou poliacrílico/butadieno; dispersões aquosas de polietileno e ionômeros poliolefínicos; ou várias dispersões aquosas de poliuretano, poliéster, poliamida, resina epóxi, copolímeros dos mesmos, ou ligas dos mesmos; e um extensor de cadeia, sendo que o extensor de cadeia compreende uma poliamina; sendo que a dita dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos tendo pelo menos um conteúdo de sólidos maior ou igual a 60 por cento em peso de conteúdo de sólidos, com base no peso total da dita dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos, e uma viscosidade menor que 500 mPa.s (5000 cps) em 20 rpm a 21°C usando viscosímetro Brookfield com spindle #4.
2. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender ainda um ou mais tensoativos, um ou mais dispersantes, um ou mais espessantes, um ou mais pigmentos, uma ou mais cargas, um ou mais agentes de congelação/descongelação, um ou mais agentes neutralizadores, um ou mais plastificantes, um ou mais antioxidantes, um ou mais estabilizadores de UV, um ou mais agentes de pegajosidade, um ou mais promotores de aderência, e/ou combinações dos mesmos.
3. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de compreender de 25 a menos que 100 por cento em peso, da dita dispersão de poliuretano com conteúdo ultraelevado de sólidos, com base no peso da composição adesiva sensível à pressão.
4. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de compreender de 0,1 a 5 por cento em peso do dito um ou mais tensoativos, de 0,1 a 5 por cento em peso do dito um ou mais dispersantes, de 0,1 a 5 por cento em peso do dito um ou mais espessantes, de 0 a menos que 10 por cento em peso do dito um ou mais pigmentos, de 0 a 75 por cento em peso da dita uma ou mais cargas, de 0,1 a 2 por cento em peso do dito um ou mais agentes de congelação/descongelação, de 0,1 a 1 por cento em peso do dito um ou mais agentes neutralizadores, menos que 40 por cento em peso do dito um ou mais plastificantes, menos que 50 por cento em peso do um ou mais agentes de pegajosidade, menos que 5 por cento em peso de um ou mais promotores de aderência, ou quaisquer combinações de dois ou mais dos mesmos.
5. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dito primeiro componente compreender uma ou mais primeiras resinas poliméricas e o dito segundo componente compreender uma ou mais segundas resinas poliméricas, e a dita primeira resina polimérica e a dita segunda resina polimérica terem uma razão de tamanho de partícula médio volumétrico na faixa de 1:5 a 1:2 conforme medido pelo espalhamento dinâmico de luz.
6. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de a dita primeira resina polimérica e a dita segunda resina polimérica terem uma razão de tamanho de partícula médio volumétrico na faixa de 1:3 conforme medido pelo espalhamento dinâmico de luz.
7. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dito látex semente ser um polímero orgânico suspenso em água.
8. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dito poliisocianato ser aromático ou alifático.
9. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dito primeiro pré-polímero de poliuretano ser iônico ou não-iônico.
10. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de o dito primeiro pré-polímero de poliuretano ser terminado por isocianato ou terminado por hidroxila.
11. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ter uma pegajosidade de laço na faixa de mais que 0,90 kg (2,0 libras) de acordo com o método de teste 5 de PSTC nas seguintes condições: contato térmico de 24 horas; umidade relativa de 45%; e 24,44 °C (76°F).
12. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ter esfoliação de 180°, maior que 0,712 kgf/cm (4,0 libras/polegada linear), de acordo com o método de teste 1 de PSTC nas seguintes condições: contato térmico de 24 horas; umidade relativa de 45%; e 24,44 °C (76°F).
13. Composição adesiva sensível à pressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ter cisalhamento vertical, em horas, maior que 26 horas até falhar de acordo com método de teste 7 de PSTC nas seguintes condições: 12,7 mm x 12,7 mm (^" x ^"), 500 g; contato térmico de 30 minutos; umidade relativa de 45%; e 24,44 °C (76°F).
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Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 05/01/2021, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.