Composiciones acuosas curables y su utilización como aglutinante repelente al agua para fibras de vidrio no tejidas.

Una composición curable que comprende:

(i) uno o más poliácidos que comprenden al menos dos grupos ácido carboxílico,

grupos anhídrido, o sales de éstos; (ii) uno o más polioles que comprenden al menos dos grupos hidroxilo que no sean (iii);

(iii) uno o más agentes impermeabilizantes reactivos seleccionados entre una alqu(en)il de C5 a C30 2-hidroxietil(alqu(en))amida, alqu(en)il de C5 a C30 bis(2-hidroxietil)amida, alqu(en)il de C11 a C30 2-hidroxietil(alqu(en))amina, alqu(en)il de C11 a C30 bis(2-hidroxietil)amina, alqu(en)il de C11 a C30 tris(2-hidroxietil)amina, alqu(en)il de C5 a C30 monoglicérido, alqu(en)il de C5 a C30 monocarboxilato de un poliol trihídrico y mezclas de éstos, y

(iv) opcionalmente, uno o más aceleradores que contienen fósforo, en donde la relación del número de equivalentes de dichos grupos ácido carboxílico, grupos anhídrido, o sales de éstos al número de equivalentes de dichos grupos hidroxilo es 1/0,01 a 1/3.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06253281.

Solicitante: ROHM AND HAAS COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 INDEPENDENCE MALL WEST PHILADELPHIA, PA 19106-2399 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: WEINSTEIN, BARRY, CLAMEN, GUY, FINCH,WILLIAM C.

Fecha de Publicación: 5 de Marzo de 2013.

Clasificación Internacional de Patentes:

C08F8/14 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 8/00 Modificación química por tratamiento posterior (polímeros injertados, polímeros en bloque, reticulados con monómeros insaturados o con polímeros C08F 251/00 - C08F 299/00; de cauchos de dieno conjugados C08C). › Esterificación.
D04H1/64 TEXTILES; PAPEL. › D04 TRENZADO; FABRICACION DEL ENCAJE; TRICOTADO; PASAMANERIA; NO TEJIDOS. › D04H FABRICACION DE TEJIDOS TEXTILES, p. ej. A PARTIR DE FIBRAS O MATERIALES FILAMENTOSOS (tejido D03; tricotado D04B; trenzado D04C; fabricación de redes D04G; costura D05B; implantación de pelos o mechones por picado D05C; terminación de los "no tejidos" D06 ); ARTICULOS FABRICADOS CON AYUDA DE ESTOS PROCEDIMIENTOS O APARELLAJE, p. ej. FIELTROS, NO TEJIDOS; GUATA; NAPA (telas no tejidas que tienen una capa intermedia o externa de género diferente, p. ej. una tela tejida, B32B). › D04H 1/00 No tejidos formados únicamente o principalmente de fibras cortadas o de otras fibras similares relativamente cortas. › el agente de unión es aplicado en estado húmedo, p. ej. agentes químicos en dispersión o solución.

PDF original: ES-2397169_T3.pdf

Fragmento de la descripción:

Composiciones acuosas curables y su utilización como aglutinante repelente al agua para fibras de vidrio no tejidas.

La presente invención se refiere a composiciones curables que tienen superior resistencia a la absorción de agua, a los métodos de uso de éstas como aglutinantes para sustratos fibrosos y compuestos, y a los productos producidos mediante esos métodos. Más particularmente, la presente invención se refiere a composiciones acuosas termoestables aglutinantes que comprenden uno o más poliácidos, uno o más polioles, y uno o más agentes impermeabilizantes reactivos, y al uso de éstos como aglutinantes para fibras y textiles no tejidos resistentes al calor.

Los sustratos fibrosos como los textiles no tejidos resistentes al calor pueden comprender fibras entretejidas unidas entre sí mediante un material termoestable curado resinoso. Al fabricar un aislamiento de fibra de vidrio, por ejemplo, las fibras tensadas de vidrio de longitudes aleatorias se depositan de manera aleatoria en forma de un fieltro y, mientras están todavía calientes luego del tensado, se rocían con un aglutinante acuoso el cual se seca y cura. Debido a su excelente relación de costo/rendimiento, las resinas termoestables aglutinantes de fibra de vidrio seleccionadas en el pasado han sido las resinas fenol/formaldehído.

Las resinas fenol/formaldehído se pueden producir de manera económica, y se pueden ampliar con urea antes de su uso como aglutinante en muchas aplicaciones. Sin embargo durante las últimas décadas, las regulaciones federales cada vez más estrictas aumentaron la percepción respecto a los riesgos medioambientales presentados por las resinas fenol/formaldehído, como la declaración de la Organización Mundial de la Salud que manifiesta que el formaldehído es un carcinógeno humano, lo que ha llevado a la industria a minimizar las emisiones de formaldehído y a investigar sistemas libres de formaldehído como aglutinantes.

Los polímeros policarboxi, como las resinas acrílicas, se consideran útiles para la fabricación de productos de aislamiento a base de fibra de vidrio, libres de formaldehído. La fibra de vidrio tratada y curada con resinas acrílicas termoestables tiene propiedades mecánicas excelentes y es resistente al agua, sin embargo, sería deseable que el producto curado resultante proporcione propiedades de uso repelentes al agua. Por ejemplo, los materiales que contienen fibra de vidrio que incorporan aglutinantes acrílicos termoestables tienden a absorber agua, volviéndose blandos y flácidos cuando están mojados. Para resolver este problema, los formuladores de aglutinantes han añadido a las resinas acrílicas agentes impermeabilizantes tales como ceras, ácidos grasos, látex, poliuretanos, copolímeros o látex de emulsión acrílica, y polisiloxanos o siliconas. Desafortunadamente, tales agentes impermeabilizantes se pueden aglomerar en formulaciones acuosas termoestables, pueden generar propiedades indeseables tales como decoloración, residuos no oxidables o peligros de toxicidad. Por ejemplo, el látex impermeabilizante es inestable en su uso a pH bajo en aglutinantes acuosos que contienen catalizadores de ácidos fuertes o aceleradores. Además, los polisiloxanos y poliuretanos pueden ser muy costosos para ser empleados. Adicionalmente, los métodos de impermeabilización consistentes en la adición de ingredientes que no forman parte de la matriz curada no son duraderos; tales agentes impermeabilizantes se pueden desgastar y por tanto, desprenderse del sustrato.

La patente de los EE. UU. No. 6.849.683 de Husemoen et al., describe aglutinantes para fibras minerales los que comprenden el producto resinoso de la reacción de un ácido di-, tri- o tetracarboxílico y una alcanolamina mezclados con agua y un polímero separado que contiene un grupo ácido carboxílico, por ejemplo, ácido poliacrílico (pAA) . La supuesta ventaja de tales composiciones radica en la resistencia al calor y a la humedad de los productos de fibra tratada con aglutinantes. Sin embargo, ninguna de las composiciones proporciona productos repelentes al agua cuando se curan.

Por consiguiente, los presentes inventores se han empeñado en proporcionar aglutinantes acuosos termoestables para sustratos y compuestos fibrosos que permitan niveles superiores de impermeabilización con respecto a los proporcionados por la tecnología actual, a un costo que pueda competir con las resinas fenol/formaldehído y sin presentar los riesgos medio ambientales de los formaldehídos.

La presente invención en sus diversos aspectos es como se determina en las reivindicaciones adjuntas.

La presente invención proporciona composiciones curables que comprenden:

(i) uno o más poliácidos que comprenden al menos dos grupos ácido carboxílico, grupos anhídrido o sales de éstos;

(ii) uno o más polioles que comprenden al menos dos grupos hidroxilo que no sean (iii) ;

(iii) uno o más agentes impermeabilizantes reactivos seleccionados entre una alqu (en) il de C5 a C30 2hidroxietil (alqu (en) ) amida, alqu (en) il de C5 a C30 bis (2-hidroxietil) amida, alqu (en) il de C11 a C30 2hidroxietil (alqu (en) ) amina, alqu (en) il de C11 a C30 bis (2-hidroxietil) amina, alqu (en) il de C11 a C30 tris (2hidroxietil) amina, alqu (en) il de C5 a C30 monoglicérido, alqu (en) il de C5 a C30 monocarboxilato de un poliol trihídrico y mezclas de éstos, y

(iv) opcionalmente, uno o más aceleradores que contienen fósforo, en donde la relación entre el número de equivalentes de dichos grupos ácido carboxílico, grupos anhídrido, o sales de éstos y el número de equivalentes de dichos grupos hidroxilo es 1/0, 01 a 1/3. Preferiblemente, los poliácidos (i) comprenden (co) polímeros de adición, tales como un ácido poliacrílico (pAA) , y (co) polímeros de pAA. Las composiciones de la presente invención proporcionan concentrados que se pueden diluir con agua, o uno o más disolventes acuosos para proporcionar composiciones curables acuosas aglutinantes. Preferiblemente, los polioles (ii) comprenden polioles trihídricos, tales como trietanolamina (TEOA) , glicerol o trimetilolpropano (TMP) . Preferiblemente, los agentes impermeabilizantes reactivos (iii) se seleccionan entre una o más hidroxietilamida C8-18, alqu (en) il C8-18 bis (2-hidroxietil) amida, alqu (en) il C11-18 dietanolamina, alqu (en) il C8-18 monoglicérido o alqu (en) il C8-18 monocarboxilato de un poliol trihídrico o mezclas de éstos, tales como las cocamidas de etanolamina (cocamida MEA) o dietanolamina (cocamida DEA) o alqu (en) il C12 (di) etanolamidas. Para acelerar su velocidad de curado, las composiciones curables pueden además comprender uno o más aceleradores que contienen fósforo.

Adicionalmente, las composiciones curables apropiadas para sustratos de fibra de vidrio o lana mineral de la presente invención pueden además comprender uno o más agentes de acoplamiento, tales como un silano.

Además, para mejorar el recubrimiento de la superficie, las composiciones curables pueden además comprender uno o más agentes tensioactivos.

En una realización, las composiciones curables pueden además comprender uno o más catalizadores de ácidos fuertes que tienen un pKa ≤ 3, 0, como un ácido mineral o ácido polibásico, como el ácido cítrico, y pueden tener un pH ≤ 4, 5, preferiblemente ≤ 3, 5. Aún más, las composiciones curables pueden comprender uno o más catalizadores de ácidos fuertes más uno o más poliácidos orgánicos, como el ácido cítrico el cual disminuye la viscosidad de la formulación y participa en el curado.

Adicionalmente, la presente invención proporciona métodos para tratar, recubrir o impregnar sustratos compuestos y fibrosos, como textiles no tejidos resistentes al calor semejantes al aislamiento de fibra de vidrio, que comprenden:

formar una composición curable acuosa que comprende mezclar con agua o con uno o más disolventes acuosos (i) uno o más poliácidos que comprenden al menos dos grupos ácido carboxílico, grupos anhídrido o sales de éstos; (ii) uno o más polioles que comprenden al menos dos grupos hidroxilo que no sean (iii) ; y (iii) uno o más agentes impermeabilizantes reactivos seleccionados entre una alqu (en) il de C5 a C30 2-hidroxietil (alqu (en) ) amida, alqu (en) il de C5 a C30 bis (2-hidroxietil) amida, alqu (en) il de C11 a C30 2-hidroxietil (alqu (en) ) amina, alqu (en) il de C11 a C30 bis (2hidroxietil) amina, alqu (en) il de C11 a C30 tris (2-hidroxietil) amina, alqu (en) il de C5 a C30 monoglicérido, alqu (en) il de C5 a C30 monocarboxilato de un poliol trihídrico y mezclas de éstos, y (iv) opcionalmente, uno o más aceleradores que contienen fósforo, en donde la relación entre el número de equivalentes de dichos grupos ácido carboxílico,... [Seguir leyendo]

Reivindicaciones:

1. Una composición curable que comprende:

(i) uno o más poliácidos que comprenden al menos dos grupos ácido carboxílico, grupos anhídrido, o sales de éstos;

(ii) uno o más polioles que comprenden al menos dos grupos hidroxilo que no sean (iii) ;

(iv) opcionalmente, uno o más aceleradores que contienen fósforo, en donde la relación del número de equivalentes de dichos grupos ácido carboxílico, grupos anhídrido, o sales de éstos al número de equivalentes de dichos grupos hidroxilo es 1/0, 01 a 1/3.

2. Una composición según la reivindicación 1, que además comprende agua.

3. Una composición según la reivindicación 1, en donde dicho uno o más agentes impermeabilizantes reactivos (iii) se seleccionan entre una alqu (en) il hidroxietilamida C8-18, bis (2-hidroxietil) amida C8-18, alqu (en) il bis (2hidroxietil) amina C11-18, alqu (en) ilmonoglicérido C8-18, alqu (en) ilmonocarboxilato C8-18 de un poliol trihídrico, y mezclas de éstos.

4. Una composición según la reivindicación 1, en donde dicho uno o más polioles (ii) comprenden uno o más polioles trihídricos.

5. Una composición según la reivindicación 1, que además comprende uno o más polioles anfifílicos reactivos seleccionados entre (poli) alcoxilatos de alcanoles de C5 a C30, (poli) alcoxilatos de polioles trihídricos, monoésteres de polioles trihídricos de ácidos dicarboxílicos de C5 a C30, alquilenglicoles de C5 a C30 y mezclas de éstos.

6. Una composición según la reivindicación 1, que además comprende uno o más agentes de acoplamiento, uno o más agentes tensioactivos, o una combinación de éstos.

7. Una composición según la reivindicación 1, que además comprende uno o más catalizadores de ácidos fuertes que tienen un pKa ≤ 3, 0 o una mezcla de uno o más catalizadores de ácidos fuertes más uno o más poliácidos orgánicos.

8. Una composición según la reivindicación 1, en donde dichos uno o más agentes impermeabilizantes reactivos (iii) se seleccionan entre MEA cocamida, DEA cocamida, 2-hidroxietilamidas de aceites de vegetales o de plantas que comprenden ácidos alqu (en) il de C5 a C30 monocarboxílicos o alqu (en) il de C5 a C30 monoglicéridos, y bis (2hidroxietilamidas) de aceites de vegetales o de plantas que comprenden ácidos alqu (en) il de C5 a C30 monocarboxílicos o alqu (en) il de C5 a C30 monoglicéridos.

9. Un método para tratar sustratos fibrosos, sustratos textiles no tejidos o sustratos de materiales compuestos que comprende:

formar una composición acuosa curable que comprende la mezcla con agua o con uno o más disolventes acuosos

(i) uno o más poliácidos que comprenden al menos dos grupos ácido carboxílico, grupos anhídrido o sales de éstos;

(ii) uno o más polioles que comprenden al menos dos grupos hidroxilo que no sean (iii) ;

poner en contacto dicho sustrato con dicha composición curable acuosa o, alternativamente, aplicar dicha composición curable acuosa a dicho sustrato; y

calentar dicha composición curable acuosa a una temperatura de 100ºC a 400ºC.

10. Un artículo fibroso, artículo textil no tejido o sustrato de material compuesto preparados por el método según la reivindicación 9.

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