ES2344221T3 - Agentes de control de reologia para composiciones de revestimiento. - Google Patents
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Abstract
Un agente de control de la reología para composiciones de revestimiento, que comprende: un compuesto que tiene la fórmula (II), incluyendo sus isómeros o mezclas de isómeros: **(Ver fórmula)** en la que R es un grupo alquileno lineal o ramificado C3 a C16, un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C6 que tiene un grupo cicloalifático C5-C16, un grupo cicloalifático o cicloalifático sustituido con alquilo C5-C16, R9 es un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C8, un grupo -(CH2CH2-O)n-CH2CH2-, siendo n 1 a 4, y R10 es una conexión de grupo alquileno lineal o ramificado C3 a C16; en la que n = 1-7, m =1 -7.
Description
Agentes de control de reología para
composiciones de revestimiento.
Esta invención se refiere a agentes de control
de la reología para composiciones de revestimiento al disolvente o
al agua útiles para el acabado del exterior de automóviles y
camiones, y, en particular, a composiciones de revestimiento
líquidas al disolvente que tienen una reología mejorada para
facilitar la aplicación por pulverización.
El acabado de capa superior actualmente de
elección que se usa en automóviles y camiones es un acabado de capa
transparente/capa coloreada en el que un revestimiento transparente
se aplica sobre la capa coloreada o capa base pigmentada para
proporcionar protección a la capa coloreada y mejorar la apariencia
del acabado general, particularmente el brillo y la DOI (claridad
de imagen, por sus siglas en inglés). También se usan monocapas de
acabados pigmentados sin una capa transparente en automóviles y
camiones, en particular, modelos antiguos. Imprimaciones, aparejos
de imprimación y sellantes para muchas aplicaciones en automóviles y
camiones se aplican inicialmente antes de que se aplique una de las
capas superiores mencionadas anteriormente. Todas las composiciones
anteriores, cuando se aplican mediante técnicas de pulverización
convencionales, tienen problemas de control de la reología, tales
como goteo y corrimiento después de la aplicación. Los acabados de
capa superior que contienen pigmentos en escamas o pigmentos con
efectos especiales tienen problemas con el control de las escamas y
la orientación apropiada de las escamas para una apariencia
óptima.
Problemas adicionales son provocados por muchas
localidades que tienen regulaciones que requieren el uso de
composiciones orgánicas bajas en VOC (contenido de materia orgánica
volátil, por sus siglas en inglés) para reducir la contaminación
aérea producida por emisiones de disolventes orgánicos.
Típicamente, estas composiciones de
revestimiento bajas en VOC tienen un VOC de 252 g/l (2,1
libras/galón) o menos y, cuando se aplican mediante técnicas de
pulverización convencionales, a menudo tienen problemas con el
goteo o el corrimiento del acabado después de la aplicación y
también problemas con la orientación y el control apropiados de las
escamas.
Estas composiciones de revestimiento bajas en
VOC se usan para la OEM (fabricación de equipos originales, por sus
siglas en inglés) de automóviles, camiones y sus piezas y para el
retoque o el repintado de automóviles y camiones o sus piezas y se
formulan habitualmente usando polímeros de peso molecular
relativamente bajo. Sin embargo, como se apunta anteriormente,
tales composiciones tienen generalmente escaso control de la
reología y gotean y sufren corrimiento después de la aplicación por
pulverización, particularmente cuando se aplican a superficies
verticales, tales como paneles de puertas y paneles laterales de la
carrocería, y tienen un escaso control de la orientación de las
escamas. Se necesita un agente de control de la reología para
mejorar el control de la reología de estas composiciones de
revestimiento para evitar goteos y corrimientos después de la
aplicación y en general para proporcionar un acabado con una
apariencia aceptable con brillo y DOI buenos.
El control de la reología también es muy crítico
para las capas de base de laca con bajo contenido de sólidos usadas
típicamente en el retoque o el repintado de automóviles y camiones.
Estas capas de base de laca se aplican típicamente con un contenido
de sólidos muy bajo, tan bajo como 10% en volumen, usando aplicación
por pulverización. Para alcanzar una cubrición adecuada en estos
revestimientos, se requiere típicamente un grosor de la película
seca de alrededor de 15 a 65 micras. Debido al volumen de sólidos
muy bajo de estos revestimientos, el grosor de la película húmeda
aplicada de estos revestimientos puede ser de alrededor de 350
micras o más. Esto requiere el uso de un agente de control de la
reología muy eficaz para evitar el corrimiento y para dar buena
orientación de las escamas. Otro aspecto de estos revestimientos de
laca es que típicamente contienen componentes aglutinantes de peso
molecular superior que pueden ser incompatibles con muchos agentes
de control de la reología convencionales.
Agentes de control de la reología se muestran en
la Patente de EE. UU. 3.893.956, la Patente de EE. UU. 4.311.622,
la Patente de EE. UU. 4.314.924, la Patente de EE. UU. 4.677.028, la
Patente de EE. UU. 4.851.294, la Patente de EE. UU. 6.420.466 B1,
la Patente de EE. UU. 6.617.468 B2 y los documentos EP 0683214, EP
1162242, DE 10241853B3 y WO 03/037849. Estos agentes de control de
la reología de la técnica anterior en general no pueden formularse
como composiciones con alto contenido de sólidos y no proporcionan
el nivel necesario de transparencia óptica a los acabados
resultantes y forman acabados que tienen bajos niveles de DOI,
particularmente cuando las composiciones de revestimiento son
composiciones de curado a temperatura ambiente. Algunos de estos
agentes de control de la reología tienen que prepararse en
presencia del aglutinante de la composición de revestimiento para
alcanzar el nivel deseado de control reológico, lo que se suma a
los costes de fabricación de la composición al requerir etapas de
fabricación adicionales y el uso de un equipo específico y también
costoso. Además, algunos agentes de control de la reología, por
ejemplo, los mostrados por el documento U.S. 6.617.468 B2, limitan
la alterabilidad a la intemperie del acabado resultante, lo que a
lo largo del tiempo afecta negativamente a la apariencia del
acabado. Algunos agentes de control de la reología, por ejemplo, los
mostrados por el documento U.S. 4.311.622, son limitados en su
compatibilidad con el sistema de resina. Por otra parte, algunos
agentes de control de la reología, por ejemplo, los mostrados por
el documento U.S. 4.311.622 o el documento WO 02/064684, presentan
una compatibilidad insuficiente en el sistema de resina de elección,
especialmente agentes de control de la reología preparados usando
monoaminas hidroxifuncionales.
La Publicación de Patente de EE. UU.
2002/0159961, publicada el 31 de octubre de 2002, presenta agentes
de gelificación que se usan para gelificar aceites y en
composiciones cosméticas, tales como antitranspirantes, pero no se
han sugerido para el uso en composiciones de revestimiento.
La patente austríaca Nº 331933 divulga agentes
de control de la reología que se preparan in situ en
presencia de al menos una parte del aglutinante de una composición
de revestimiento. Los agentes de control de la reología se preparan
al hacer reaccionar poliaminas primarias y opcionalmente secundarias
con compuestos de monoisocianato y opcionalmente compuestos de
diisocianato. Los agentes de control de la reología se usan en
composiciones de revestimiento basadas en disolventes
orgánicos.
De acuerdo con esto, sigue habiendo una
necesidad de composiciones de revestimiento, tanto al disolvente
como al agua, para una amplia variedad de aplicaciones, que
contengan un agente de control de la reología que proporcione un
nivel aceptable de control de la reología durante la aplicación de
la composición sin un deterioro de la apariencia, la durabilidad o
la alterabilidad a la intemperie de las composiciones de
revestimiento tanto con alto contenido de sólidos como con bajo
contenido de sólidos que a menudo se usan en la fabricación de
automóviles y camiones OEM y para retocar o repintar carrocerías de
automóviles y camiones o sus piezas.
La presente invención proporciona un agente de
control de la reología y el uso del agente en composiciones de
revestimiento para mejorar el control de la reología de
composiciones de revestimiento al disolvente o al agua con
contenido de sólidos tanto bajo como alto que son útiles en el
pintado o el retoque o el repintado OEM del exterior de carrocerías
de automóviles y camiones y sus piezas.
El agente de control de la reología de esta
invención comprende un compuesto descrito por la Fórmula (II),
incluyendo sus isómeros o mezclas de isómeros:
en la
que
R es un grupo alquileno lineal o ramificado C3 a
C16, un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C6 que tiene un
grupo cicloalifático C5-C16, un grupo cicloalifático
o cicloalifático sustituido con alquilo C5-C16,
R^{9} es un grupo alquileno lineal o
ramificado C1 a C8, un grupo
-(CH_{2}CH_{2}-O)_{n}-CH_{2}CH_{2}-,
siendo n 1 a 4, y
R^{10} es una conexión de grupo alquileno
lineal o ramificado C3 a C16;
en donde n=1-7,
m=1-7.
Las composiciones de revestimiento al disolvente
y al agua que contienen los agentes de control de la reología
anteriores y un sustrato que tiene adherido al mismo un estrato de
la composición de revestimiento que contiene el agente de control
de la reología anterior también son parte de esta invención.
A partir de la lectura de la siguiente
descripción detallada, los especialistas normales en la técnica
entenderán más fácilmente las características y las ventajas de la
presente invención. Debe entenderse que ciertas características de
la invención que, por claridad, se han descrito anteriormente y a
continuación en el contexto de realizaciones separadas, también
pueden proporcionarse combinadas en una sola realización. A la
inversa, también pueden ser proporcionadas por separado o en
cualquier subcombinación varias características de la invención que,
por brevedad, se describen en el contexto de una sola realización.
Además, las referencias en singular pueden también incluir el
plural (por ejemplo "un" y "una" pueden estar referidos a
uno, o a uno o más de uno) a menos que en el contexto se
establezca, específicamente, lo contrario.
El uso de valores numéricos en los diversos
intervalos especificados en esta solicitud, a menos que se indique
expresamente lo contrario, se establece como aproximaciones como si
los valores mínimo y máximo dentro de los intervalos establecidos
estuvieran ambos precedidos de la palabra "aproximadamente". De
esta forma, pueden usarse ligeras variaciones por encima y por
debajo de los intervalos establecidos, para lograr sustancialmente
los mismos resultados como valores dentro de los intervalos.
También, la descripción de estos intervalos se entiende como un
intervalo continuo que incluye cualquier valor entre los valores
mínimo y máximo.
Todas las patentes, solicitudes de patente y
publicaciones referidas en la presente memoria son incorporadas en
su totalidad a modo de referencia.
Los agentes de control de la reología de esta
invención se usan típicamente en composiciones de revestimiento al
disolvente y en composiciones de revestimiento al agua,
particularmente composiciones de revestimiento transparentes y
pigmentadas para el pintado OEM o para el retoque o el repintado del
exterior de automóviles y camiones y sus piezas. El agente de
control de la reología mejora la reología de las composiciones de
revestimiento para facilitar aplicaciones por pulverización y
proporcionar un acabado de automóviles de Clase A que tiene una
excelente apariencia global, buena DOI y fluye pero no sufre
corrimiento o gotea, particularmente cuando se aplica por
pulverización a superficies verticales. Además, los agentes de
control de la reología proporcionan la orientación apropiada de los
pigmentos escamosos o con efectos especiales cuando se usan en capas
de base o monocapas y mejora las propiedades antisedimentación de
las escamas y el pigmento de las composiciones de revestimiento.
Los agentes de control de la reología también pueden usarse en
imprimaciones, aparejos de imprimación y cargas de imprimación.
Un compuesto que pueda proporcionar control de
la reología a una composición de revestimiento debe ser compatible
con la composición de revestimiento y no deteriorar las propiedades
del acabado resultante, tales como brillo y DOI o la alterabilidad
a la intemperie o durabilidad del acabado. Pequeños cambios en la
composición química de una composición pueden afectar
significativamente a su uso como un agente de control de la
reología. Las medidas reológicas son útiles para caracterizar la
eficacia de un agente de control de la reología, pero la medida
final de la capacidad de un compuesto para proporcionar un control
eficaz de la reología en una composición de revestimiento es probar
el compuesto en una composición de revestimiento usando condiciones
de aplicación convencionales tales como aplicación por
pulverización, opcionalmente con secado u horneado subsiguiente del
acabado resultante y observación de la apariencia resultante del
acabado.
Típicamente, las composiciones de revestimiento
al disolvente y al agua comprenden 5 a 95 por ciento en peso de
disolvente o vehículo acuoso, basado en el peso de la composición de
revestimiento, y 5 a 95 por ciento en peso de aglutinante, que
incluye el agente de control de la reología. Típicamente, el nivel
del agente de control de la reología en tales composiciones está en
el intervalo de 0,1 a 30 por ciento en peso, basado en el peso del
aglutinante, y, preferiblemente, 0,1 a 10 por ciento en peso basado
en el peso del aglutinante.
Los agentes de control de la reología también
pueden usarse en composiciones con 100% de sólidos aglutinantes en
los intervalos presentados anteriormente.
El término "aglutinante", según se usa en
la presente memoria, se refiere a los constituyentes peliculígenos
de la composición e incluye cualesquiera componentes de
reticulación, tales como poliisocianatos, componentes polímeros y/u
oligómeros opcionales y diluyentes reactivos opcionales.
Disolventes, pigmentos, catalizadores, antioxidantes, absorbentes
U.V., fotoestabilizantes, agentes niveladores, agentes
antiespumantes, agentes anticraterización y agentes promotores de
la adhesión no se incluyen en el término.
El peso molecular (tanto promedio en número como
en peso) se determinó por cromatografía de exclusión molecular
usando un cromatógrafo de líquidos de alta resolución suministrado
por Hewlett-Packard, Palo Alto, California, y, a
menos que se especifique otra cosa, la fase líquida usada era
tetrahidrofurano y el patrón era poli(metacrilato de metilo)
o poliestireno.
La "Tg" (temperatura de transición vítrea)
es en ºC y se determinó por calorimetría de exploración diferencial
o se calculó de acuerdo con la ecuación de Fox.
"Laca" es una composición de revestimiento,
que actúa a través de la evaporación del vehículo, tal como un
disolvente, agua o una mezcla de disolvente y agua, sin ninguna
reticulación sustancial del aglutinante de la composición de
revestimiento.
El agente de control de la reología de esta
invención útil en las composiciones de revestimiento mencionadas
anteriormente como un agente de control de la reología comprende al
menos una de las siguientes composiciones o sus mezclas
representadas por la siguiente fórmula:
en la que R es un grupo alquileno
lineal o ramificado C3 a C16, un grupo alquileno lineal o ramificado
C1 a C6 que tiene un grupo cicloalifático C5-C16,
un grupo cicloalifático o cicloalifático sustituido con alquilo
C5-C16, R^{9} es un grupo alquileno lineal o
ramificado C1 a C8, un grupo
-(CH_{2}CH_{2}-O)_{n}-CH_{2}CH_{2}-,
siendo n 1 a 4, y R^{10} es una conexión de grupo alquileno
lineal o ramificado C3 a C16; en donde n = 1-7, m =
1-7.
Las siguientes fórmulas ilustran agentes de
control de la reología particularmente útiles de esta invención que
proporcionan revestimientos al disolvente, revestimientos al agua o
revestimientos con 100% de sólidos con excelente control de la
reología y forman acabados que tienen excelente apariencia global,
buena DOI, no sufren corrimiento o gotean durante la aplicación y
tienen buena orientación de las escamas metálicas. Además, estos
agentes de control de la reología pueden usarse junto con una amplia
variedad de composiciones de revestimiento que contienen como el
aglutinante poliacrilatos, polimetacrilatos,
poli(met)acrilatos ramificados, injertados o
segmentados, resinas acrílicas-alquídicas,
poliésteres, poliésteres ramificados, oligómeros o
poliesteruretanos. Estas composiciones de revestimiento también
pueden utilizar agentes de reticulación, tales como
poliisocianatos, melaminas alquiladas, derivados de melamina, y
epóxidos. Estas composiciones de revestimiento pueden contener
pigmentos y/o escamas metálicas.
En una realización preferida, la presente
invención se refiere a compuestos con, por ejemplo, la estructura
de fórmula (XLIV). Esta estructura se define por la fórmula (II) con
R^{9} y R^{10} definidos como anteriormente.
en donde n = 1-7, m
=
1-7.
En otra realización preferida, la presente
invención se refiere a compuestos que tienen las siguientes fórmulas
LII y LIII.
\vskip1.000000\baselineskip
Generalmente, los compuestos (LII) y (LIII)
pueden formarse usando una variedad de rutas para la síntesis
química. Una de tales rutas, por ejemplo, puede basarse en hacer
reaccionar una amina con un isocianato en un recipiente de reacción
adecuado, generalmente a una temperatura entre 0ºC y 120ºC,
preferiblemente de 10ºC a 80ºC, opcionalmente en presencia de un
diluyente. Dependiendo del agente de control de la reología
específico de esta invención, la síntesis podría separarse
formalmente en varias etapas. Estas etapas pueden llevarse a cabo
secuencialmente en un recipiente de reacción o en diferentes
recipientes de reacción, seguido por etapas de separación y/o
purificación. Ciertos agentes de control de la reología de esta
invención pueden formarse en primer lugar al hacer reaccionar un
componente de aminoalcohol con un componente de monoisocianato. Este
producto intermedio se hace reaccionar adicionalmente con un
componente de diisocianato para formar el agente de control de la
reología. Ciertos agentes de control de la reología de esta
invención pueden formarse en primer lugar al hacer reaccionar un
componente de aminoalcohol con un componente de monoisocianato. Este
producto intermedio se hace reaccionar adicionalmente con un
equivalente de componente acilante difuncional (conocidos por los
expertos en la técnica, tales como cloruros de acilo, anhídridos
carboxílicos) para formar el agente de control de la reología.
Ciertos agentes de control de la reología se forman al hacer
reaccionar en primer lugar un componente de aminoalcohol con un
componente de diisocianato. La temperatura de reacción y la
concentración de reaccionante se seleccionan para favorecer la
formación del producto de adición intermedio. La reacción adicional
con un componente de monoisocianato forma el agente de control de la
reología de esta invención. Ciertos agentes de control de la
reología se forman al hacer reaccionar en primer lugar un componente
de aminoalcohol con un componente de diisocianato. La temperatura
de reacción y la concentración de reaccionante se seleccionan para
favorecer la formación selectiva del producto de adición intermedio.
La reacción adicional con un equivalente de acilación (conocido por
los expertos en la técnica, tales como cloruros de acilo, anhídridos
carboxílicos) forma el agente de control de la reología de esta
invención. Ciertos agentes de control de la reología de esta
invención se forman mediante la reacción de monoisocianatos con
diaminas. Ciertos agentes de control de la reología de esta
invención se forman mediante la reacción de una monoamina con
diisocianatos. Otros agentes de control de la reología de esta
invención se forman al hacer reaccionar en primer lugar un
componente de aminoalcohol con un componente de diisocianato. La
temperatura de reacción y la concentración de reaccionante se
seleccionan para favorecer la formación del producto de adición
intermedio. Este producto intermedio se hace reaccionar
adicionalmente con un componente de lactona para formar el agente de
control de la reología.
El agente de control de la reología puede
formularse, disolverse o dispersarse en disolventes orgánicos
típicos o dispersarse en un vehículo acuoso que puede ser agua o
una mezcla de agua y disolventes. Más preferiblemente, el
disolvente es una cetona, un éster, un acetato, una combinación de
éster y alcohol, una amida aprótica, un sulfóxido aprótico, un
ácido orgánico con un pKa menor de 5,5, una combinación de ácido
orgánico en los disolventes anteriores o una amina aprótica.
Ejemplos de disolventes útiles incluyen
metil-etil-cetona,
metil-isobutil-cetona,
metil-amil-cetona, acetato de amilo,
acetato de éter butílico de etilenglicol, acetato de éter
monometílico de propilenglicol, xileno,
N-metilpirrolidona, ácido acético, ácido
dodecilbencenosulfónico, ácido fórmico, ácido fosfórico,
combinaciones de ácido de carácter ácido y
N-metilpirrolidona, combinaciones de acetato y
butanol o combinaciones de hidrocarburos aromáticos.
El agente de control de la reología de esta
invención puede combinarse con el sistema de revestimiento
peliculígeno usando una gama de métodos. El agente de control de la
reología puede añadirse a la mezcla de revestimiento peliculígena
como un sólido en forma de polvo. El uso de métodos de agitación
como los conocidos por los expertos en la técnica puede emplearse
para dispersar, disolver o distribuir el agente de control de la
reología. Se ha encontrado que el uso de un dispersador de alta
velocidad es una técnica de dispersión particularmente eficaz al
dispersar estos agentes de control de la reología en un componente
aglutinante y un disolvente o vehículo acuoso de la formulación de
revestimiento. Esta dispersión se añade subsiguientemente a los
otros componentes de la formulación de revestimiento para formar la
composición de revestimiento final. Alternativamente, el agente de
control de la reología puede prepararse directamente usando el
sistema aglutinante de la mezcla de revestimiento peliculígena como
el medio de reacción usando los procedimientos de síntesis generales
esbozados anteriormente.
Los agentes de control de la reología
convencionales se han producido en presencia de una resina
aglutinante, según se muestra, por ejemplo, en el documento GB
1454414, en el que se prepara un aducto de urea in situ en
presencia del aglutinante. Los agentes de control de la reología de
esta invención también pueden producirse en presencia de un
aglutinante para formar directamente la estructura reológicamente
activa deseada en la resina aglutinante. La extensión de tal
formación de estructura puede ajustarse como es conocido por los
expertos en la técnica usando, por ejemplo, un tratamiento de
cizalladura, o al modificar las condiciones de mezcladura.
Los agentes de control de la reología de esta
invención también pueden prepararse siguiendo los procedimientos de
síntesis esbozados directamente a partir de los materiales de
partida descritos anteriormente al usar un no disolvente, que tiene
una solubilidad limitada para el producto. Esta estrategia da como
resultado un precipitado que puede usarse como tal, molerse para
reducir la longitud promedio o recristalizarse, por ejemplo para
incrementar la pureza o para cambiar la morfología estructural o la
longitud de la fibrillas. En el procedimiento de preparación del
agente de control de la reología, las condiciones de dosificación o
la velocidad del agitador pueden cambiarse para influir en la
estructura promedio construida o la formación de las fibrillas.
Alternativamente, el agente de control de la reología de esta
invención puede prepararse como una solución verdadera a
temperaturas entre 0 y 150ºC. Si el disolvente se selecciona de
modo que tenga afinidad para el aglutinante, la solución puede
combinarse con dicho aglutinante y formar la estructura que controla
la reología, tal como una fibra, directamente en dicho aglutinante.
Disolventes adecuados para este propósito son, por ejemplo,
N-metilpirrolidona (NMP) o dimetilacetamida,
n-butanol u otros alcoholes alifáticos, o dioles
alifáticos o butilglicol, y sus mezclas.
Alternativamente, los agentes de control de la
reología de esta invención también pueden utilizarse en la forma de
sus soluciones en un disolvente polar que contiene 0,1 - 3,0 moles
de un aditivo por grupo urea. Los agentes de control de la reología
de esta invención que se definen anteriormente tienen un contenido
de sólidos de 10-75% en peso y preferiblemente de
15-40% en peso. Estas soluciones del agente de
control de la reología pueden usarse como aditivos para una
formulación de revestimiento. Disolventes adecuados para este
propósito son, por ejemplo, N-metilpirrolidona (NMP)
o dimetilacetamida, n-butanol, etanol, ácido
acético, éter monobutílico de etilenglicol, ácido
dodecilbencenosulfónico en isopropanol u otros alcoholes alifáticos,
o dioles alifáticos o butilglicol y sus mezclas.
Opcionalmente, pueden añadirse compuestos
inorgánicos para maximizar el contenido de sólidos y la estabilidad
de estas soluciones. Por estabilidad se entiende ausencia de
precipitación significativa durante el envejecimiento con
almacenamiento bien a temperatura ambiente o bien a temperatura
elevada (hasta 50ºC). Compuestos inorgánicos preferidos usados en
estas soluciones se seleccionan de LiCl, LiBr, NaCl, KCl,
CaCl_{2}, LiNO_{3}, acetato de litio, acetilacetonato de litio,
fosfato de tetraalquilamonio, organofosfato, LiOC(O)Me
u otras sales de Li de ácidos carboxílicos, ácidos benzoicos o
ácidos benzoicos sustituidos, con el LiCl como el compuesto
inorgánico preferido. Sorprendentemente, se ha encontrado que
algunos de estos agentes de control de la reología pueden
disolverse con alto contenido de sólidos (>10% en peso) en un
disolvente sin el uso de estos compuestos inorgánicos.
Los nuevos agentes de control de la reología son
útiles en una amplia variedad de composiciones de revestimiento al
disolvente o al agua, tales como composiciones de revestimiento
transparentes, composiciones de revestimiento de base,
composiciones de monorrevestimiento pigmentadas, aparejos de
imprimación, cargas de imprimación y sellantes. Aglutinantes
típicos usados en estas composiciones son polímeros acrílicos, tales
como poli(met)acrilatos, lo que significa tanto
poliacrilatos como poli(met)acrilatos,
poli(met)acrilatos ramificados, injertados o
segmentados, poliacrilouretanos, poliésteres, copoliésteres
ramificados, oligómeros, p. ej. oligómeros de uretano,
poliesteruretanos y poliepóxidos y polímeros carbamatofuncionales.
Agentes de reticulación típicos, que pueden usarse en estas
composiciones, son poliisocianatos, poliisocianatos de bloques,
agentes de reticulación de melamina, melaminas alquiladas, silanos,
benzoguanaminas y otros agentes de reticulación conocidos por los
expertos en la
técnica.
técnica.
Los polímeros acrílicos usados para formar la
nueva composición de revestimiento de esta invención pueden ser
polímeros aleatorios o copolímeros estructurados, tales como
copolímeros de bloques o injerto. Polímeros estructurados
particularmente útiles son polímeros acrílicos ramificados que
tienen brazos segmentados como los divulgados en los documentos
U.S. Nº de Serie 10/983.462, presentado el 8 de noviembre de 2004, y
U.S. Nº de Serie 10/983.875, presentado el 8 de noviembre de
2004.
Un copolímero de bloques usado en la presente
invención puede tener una estructura de dos bloques AB o una
estructura de tres bloques ABA o ABC, por ejemplo. Pueden usarse en
la presente invención copolímeros de injerto que tienen un segmento
de cadena principal y un segmento o segmentos de cadena lateral.
Copolímeros aleatorios que pueden usarse tienen segmentos de
polímero distribuidos aleatoriamente en la cadena de polímero.
Los copolímeros de bloques AB, ABA o ABC
acrílicos pueden prepararse al usar un procedimiento de
polimerización por etapas tal como la polimerización por
transferencia de grupos (GTP, por sus siglas en inglés) aniónica
mostrada en la Patente de EE. UU. Nº 4.508.880, Webster et
al., "``Living'' polymers and process for their
preparation", polimerización radicálica con transferencia de
átomos (ATRP, por sus siglas en inglés) mostrada en la Patente de
EE. UU. Nº 6.462.125, White et al., y la transferencia por
fragmentación con adición de radicales (RAFT, por sus siglas en
inglés) mostrada en la Patente de EE. UU. Nº 6.271.340, Anderson,
et al. "Method of controlling polymer molecular weight and
structure". Todas las anteriores se incorporan en la presente
memora mediante referencia. Los polímeros así producidos tienen un
peso molecular y tamaños de bloques precisamente controlados y
distribuciones de pesos moleculares muy estrechas.
La composiciones de revestimiento acuosas que
contienen copolímeros de bloques AB como dispersante de pigmento
divulgadas en Houze et al. Pat. EE. UU. Nº 6.204.319, que se
incorpora por la presente mediante referencia, pueden utilizar los
nuevos agentes de control de la reología de esta invención.
Los copolímeros de injerto pueden prepararse
mediante un enfoque de macromonómeros usando el método de
transferencia especial de cadena con cobalto (SCT, por sus siglas
en inglés) presentado en la Pat. EE. UU. Nº 6.472.463, Ma, cuya
divulgación se incorpora en la presente memoria mediante
referencia.
Los copolímeros aleatorios pueden prepararse
usando técnicas de polimerización por radicales libres
convencionales como las descritas en la Patente de EE. UU. Nº
6.451.950, Ma, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria
mediante referencia.
Típicamente, los polímeros acrílicos útiles
tienen un peso molecular promedio en número de aproximadamente
1.000 a 100.000, una Tg de 10 a 100ºC y contienen restos, tales como
grupos hidroxilo, carboxilo, glicidilo y amino. Típicamente,
polímeros acrílicos útiles son conocidos en la técnica y los
siguientes son ejemplos típicos de monómeros usados para formar
tales polímeros: (met)acrilatos de alquilo lineales que
tienen 1 a 12 átomos de carbono en el grupo alquilo,
(met)acrilatos de alquilo cíclicos o ramificados que tienen 3
a 12 átomos de carbono en el grupo alquilo, incluyendo
(met)acrilato de isobornilo, (met)acrilatos de
hidroxialquilo que tienen 1 a 4 átomos de carbono en el grupo
alquilo, (met)acrilato de glicidilo, (met)acrilatos de
hidroxiaminoalquilo que tienen 1 a 4 átomos de carbono en el grupo
alquilo, y los polímeros pueden contener estireno,
alfa-metilestireno, viniltolueno,
(met)acrilonitrilo, (met)acrilamidas, ácido
(met)acrílico (que significa tanto ácido acrílico como ácido
metacrílico), (met)acrilato de trimetoxisililpropilo y
similares.
Ejemplos de ésteres de ácido
(met)acrílico útiles para formar estos polímeros acrílicos
son acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de isopropilo,
acrilato de terc-butilo, acrilato de
n-butilo, acrilato de isobutilo, acrilato de
2-etilhexilo, acrilato de laurilo, acrilato de
estearilo y los metacrilatos correspondientes. Ejemplos de ésteres
de ácido (met)acrílico con alcoholes cíclicos son acrilato de
ciclohexilo, acrilato de trimetilciclohexilo, acrilato de
4-terc-butilciclohexilo, acrilato de
isobornilo y los metacrilatos correspondientes.
Monómeros insaturados adicionales que no
contienen grupos funcionales adicionales útiles para formar los
polímeros acrílicos son, por ejemplo, éteres vinílicos, tales como
isobutil-vinil-éter, y ésteres vinílicos, tales como
acetato de vinilo, propionato de vinilo, hidrocarburos aromáticos
vinílicos, preferiblemente aquellos con 8 a 9 átomos de carbono por
molécula. Ejemplos de tales monómeros son estireno,
alfa-metilestireno, cloroestirenos,
2,5-dimetilestireno,
p-metoxiestireno, viniltolueno. Se usa
preferiblemente el estireno.
También pueden usarse pequeñas proporciones de
monómeros olefínicamente poliinsaturados. Estos son monómeros que
tienen al menos 2 dobles enlaces polimerizables por radicales libres
por molécula. Ejemplos de estos son divinilbenceno, diacrilato de
1,4-butanodiol, diacrilato de
1,6-hexanodiol, dimetacrilato de neopentilglicol,
dimetacrilato de glicerol.
Los polímeros (met)acrílicos
hidroxifuncionales se forman generalmente mediante copolimerización
por radicales libres usando procedimientos convencionales bien
conocidos para los expertos en la técnica, por ejemplo
polimerización en masa, en solución o en cuentas, en particular
mediante polimerización en solución por radicales libres usando
iniciadores de radicales libres.
Monómeros insaturados hidroxilofuncionales
adecuados que se usan para introducir grupos hidroxilo en el
polímero acrílico son, por ejemplo, ésteres hidroxialquílicos de
ácidos monocarboxílicos alfa, beta-olefínicamente
insaturados con grupos hidroxilo primarios o secundarios. Estos
pueden comprender, por ejemplo, los ésteres hidroxialquílicos de
ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico y/o ácido
isocrotónico. Se prefieren los ésteres hidroxialquílicos de ácido
(met)acrílico. Ejemplos de ésteres hidroxialquílicos
adecuados de ácidos monocarboxílicos
alfa,beta-olefínicamente insaturados con grupos
hidroxilo primarios son (met)acrilato de hidroxietilo,
(met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de
hidroxibutilo, (met)acrilato de hidroxiamilo,
(met)acrilato de hidroxiexilo. Ejemplos de ésteres
hidroxialquílicos adecuados con grupos hidroxilo secundarios son
(met)acrilato de 2-hidroxipropilo,
(met)acrilato de 2-hidroxibutilo,
(met)acrilato de 3-hidroxibutilo.
Los preferidos son los polímeros acrílicos
hidroxifuncionales que tienen un peso equivalente de grupos hidroxi
de 300 a 1300 y son polímeros de (met)acrilatos de
hidroxialquilo y uno o más de los monómeros anteriormente
mencionados. El peso equivalente de hidroxilo son los gramos de
resina por equivalente de grupos hidroxilo. Los siguientes son
polímeros acrílicos típicamente preferidos: estireno/metacrilato de
metilo/metacrilato de isobutilo/(met)acrilato de
hidroxietilo; estireno/metacrilato de metilo/metacrilato de
isobutilo/metacrilato de 2-etilhexilo/metacrilato
de isobornilo/(met)acrilato de hidroxietilo y
estireno/metacrilato de isobornilo/metacrilato de
2-etilhexilo/metacrilato de
hidroxipropilo/(met)acrilato de hidroxietilo. Un polímero
acrílico que contiene grupos hidroxi particularmente preferido
contiene 35 a 50% en peso de estireno, 15 a 25% en peso de
metacrilato de etilhexilo y 15 a 20% en peso de metacrilato de
isobornilo y 20 a 30% en peso metacrilato de hidroxietilo.
Monómeros insaturados hidroxifuncionales útiles
adicionales son productos de reacción de ácidos monocarboxílicos
alfa,beta-insaturados con ésteres glicidílicos de
ácidos monocarboxílicos saturados ramificados en la posición alfa,
por ejemplo con ésteres glicidílicos de ácidos
alfa-alquilalcanomonocarboxílicos o ácidos
alfa,alfa'-dialquilalcanomonocarboxílicos
saturados. Estos comprenden preferiblemente los productos de
reacción de ácido (met)acrílico con ésteres glicidílicos de
ácidos alfa,alfa-dialquilalcanomonocarboxílicos
saturados con 7 a 13 átomos de carbono por molécula, de forma
particularmente preferible con 9 a 11 átomos de carbono por
molécula. Estos productos de reacción pueden formarse antes,
durante o después de la reacción de copolimerización.
Monómeros insaturados hidroxifuncionales
utilizables adicionales son productos de reacción de
(met)acrilatos de hidroxialquilo con lactonas.
(Met)acrilatos de hidroxialquilo que pueden usarse son, por
ejemplo, los establecidos anteriormente. Lactonas adecuadas son,
por ejemplo, las que tienen 3 a 15 átomos de carbono en el anillo,
en las que los anillos también pueden comprender diferentes
sustituyentes. Lactonas preferidas son
gamma-butirolactona,
delta-valerolactona,
épsilon-caprolactona,
beta-hidroxi-beta-metil-delta-valerolactona,
lambda-laurolactona o sus mezclas. Se prefiere
particularmente la épsilon-caprolactona. Los
productos de reacción comprenden preferiblemente los preparados a
partir de 1 mol de un éster hidroxialquílico de un ácido
monocarboxílico alfa,beta-insaturado y 1 a 5 moles,
preferiblemente de media 2 moles, de una lactona. Los grupos
hidroxilo de los ésteres hidroxialquílicos pueden modificarse con
la lactona antes, durante o después de la reacción de
copolimerización.
Monómeros insaturados adecuados que pueden
usarse para proveer al polímero acrílico de grupos carboxilo son,
por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico,
ácido isocrotónico, ácido itacónico. Se usan preferiblemente ácido
acrílico y ácido metacrílico.
Monómeros insaturados adecuados que pueden
usarse para proveer al polímero acrílico de grupos glicidilo son,
por ejemplo, alil-glicidil-éter,
3,4-epoxi-1-vinilciclohexano,
(met)acrilato de epoxiciclohexilo,
vinil-glicidil-éter y (met)acrilato de
glicidilo. Se usa preferiblemente el (met)acrilato de
glicidilo.
Monómeros olefínicamente insaturados
polimerizables por radicales libres que, aparte de al menos un doble
enlace olefínico, no contienen grupos funcionales adicionales que
pueden usarse para formar el polímero acrílico son, por ejemplo,
ésteres de ácidos carboxílicos insaturados con alcoholes
monohidroxilados alifáticos ramificados o no clasificados así como
cíclicos con 1 a 20 átomos de carbono. Los ácidos carboxílicos
insaturados que pueden considerarse son ácido acrílico, ácido
metacrílico, ácido crotónico y ácido isocrotónico. Se prefieren los
ésteres de ácido (met)acrílico.
\newpage
El polímero acrílico puede contener
(met)acrilamidas. Ejemplos típicos de tales polímeros
acrílicos son polímeros de (met)acrilamida y
(met)acrilatos de alquilo, (met)acrilatos de
hidroxialquilo, ácido (met)acrílico y uno o más de los
monómeros polimerizables etilénicamente insaturados mencionados
anteriormente.
Oligómeros acrílicos que tienen un peso
molecular promedio en número de 300 a 3.000 de los componentes
monómeros mencionados anteriormente también pueden usarse como un
componente polímero opcional. Oligómeros acrílicos útiles se
divulgan en el documento U.S. Nº de Serie 10/617.585, presentado el
11 de julio de 2003. Usando monómeros y reaccionantes bien
conocidos por los expertos en la técnica, estos oligómeros pueden
tener uno o más de los siguientes grupos que son reactivos con los
isocianatos: hidroxilo, carboxilo, glicidilo, amina, aldimina,
ácido fosfórico y cetimina.
También pueden usarse acrilouretanos para formar
la nueva composición de revestimiento de esta invención.
Acrilouretanos útiles típicos se forman al hacer reaccionar los
polímeros acrílicos mencionados anteriormente con un poliisocianato
orgánico. Generalmente, se usa un exceso del polímero acrílico de
modo que el acrilouretano resultante tenga segmentos acrílicos
terminales que tienen grupos reactivos como los descritos
anteriormente. Estos acrilouretanos pueden tener grupos extremos
y/o grupos colgantes reactivos tales como hidroxilo, carboxilo,
amina, glicidilo, amida, silano o mezclas de tales grupos.
Poliisocianatos orgánicos útiles se describen posteriormente en la
presente memoria como el componente de reticulación pero también
pueden usarse para formar acrilouretanos útiles en esta invención.
Acrilouretanos típicamente útiles se divulgan en la Patente de EE.
UU. 4.659.780 de Stamegna et al., que se incorpora por la
presente mediante referencia.
También pueden usarse poliésteres, tales como
poliésteres terminados en hidroxilo o carboxilo o que contienen
hidroxilo o carboxilo. Poliésteres u oligómeros de éster típicamente
útiles son los siguientes: poliésteres u oligómeros de
caprolactonadiol y ciclohexanodimetilol, poliésteres u oligómeros de
isocianurato de tris-hidroxietilo y caprolactona,
poliésteres u oligómeros de trimetilolpropano, ácido o anhídrido
ftálico y óxido de etileno, poliésteres u oligómeros de
pentaeritritol, anhídrido hexahidroftálico y óxido de etileno,
poliésteres u oligómeros de pentaeritritol, anhídrido
hexahidroftálico y óxido de butileno, como los divulgados en el
documento U.S. 6.221.484 B1.
Los poliésteres y oligómeros mencionados
anteriormente pueden hacerse reaccionar con un isocianato orgánico
para formar polímeros y oligómeros de poliesteruretano que pueden
usarse en la nueva composición.
Un poliesteruretano útil que puede usarse en la
composición se forma haciendo reaccionar un poliisocianato
alifático con un alcohol monohidroxilado alifático o cicloalifático
y haciendo reaccionar subsiguientemente la composición resultante
con un ácido carboxílico alifático hidroxifuncional hasta que todos
los grupos isocianato hayan reaccionado. Un oligómero útil tipo
poliuretano comprende el producto de reacción del isocianurato de
hexano diisocianato, ciclohexanol y ácido dimetilolpropiónico.
Co-poliésteres-polioles
ramificados útiles y su preparación se describen en el documento WO
03/070843, publicado el 28 de agosto de 2003, que se incorpora por
la presente mediante referencia.
El
co-poliéster-poliol ramificado tiene
un peso molecular promedio en número que no supera 30.000,
alternativamente en el intervalo de 1.000 a 30.000, más
alternativamente en el intervalo de 2.000 a 20.000 y aún más
alternativamente en el intervalo de 5.000 a 15.000. El
co-poliéster-poliol tiene grupos
hidroxilo que varían de 5 a 200 por cadena de polímero,
preferiblemente 6 a 70 y más preferiblemente 10 a 50, y grupos
carboxilo que varían de 0 a 40 por cadena, preferiblemente 1 a 40,
más preferiblemente 1 a 20 y lo más preferiblemente 1 a 10. La Tg
(temperatura de transición vítrea) del
co-poliéster-poliol varía de -70ºC a
50ºC, preferiblemente de -65ºC a 40ºC y más preferiblemente de
-60ºC a 30ºC.
El
co-poliéster-poliol ramificado se
polimeriza convencionalmente a partir de una mezcla de monómeros que
contiene un extendedor de cadena seleccionado del grupo que
consiste en un ácido hidroxicarboxílico, una lactona de un ácido
hidroxicarboxílico y una de sus combinaciones; y uno o más monómeros
de hiperramificación.
Los siguientes ingredientes adicionales pueden
incluirse en la composición de revestimiento, particularmente
cuando la composición de revestimiento es útil como una laca, en
cantidades de 0,1% a 98% en peso y alternativamente en el
intervalo de 50% a 95% en peso, todo basado en el peso del
aglutinante de la composición de revestimiento.
Los polímeros
acrílicos-alquídicos que tienen un peso molecular
promedio en peso que varía de 3.000 a 100.000 y una Tg que varía de
0ºC a 100ºC se polimerizan convencionalmente a partir de una mezcla
de monómeros que puede incluir uno o más de los siguientes
monómeros: un (met)acrilato de alquilo, por ejemplo,
(met)acrilato de metilo, (met)acrilato de butilo,
(met)acrilato de etilo, (met)acrilato de
2-etilhexilo; un (met)acrilato de
hidroxialquilo, por ejemplo, (met)acrilato de hidroxietilo,
(met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de
hidroxibutilo; ácido (met)acrílico; estireno; y un
(met)acrilato de alquilaminoalquilo, por ejemplo,
(met)acrilato de dietilaminoetilo o metacrilato de
t-butilaminoetilo; y uno o más de los siguientes
agentes secantes: ésteres de aceite secante viniloxazolínicos de
ácidos grasos de aceite de linaza, ácidos grasos de taloil o ácidos
grasos de aceite de tung.
Un polímero preferido se polimeriza a partir de
una mezcla de monómeros que contiene un (met)acrilato de
alquilo, acrilato de hidroxialquilo, acrilato de alquilaminoalquilo
y éster viniloxazolínico de ácidos grasos de aceites secantes.
Polímeros acrílicos iminados adecuados pueden
obtenerse al hacer reaccionar polímeros acrílicos que tienen grupos
carboxilo con una alquilenimina, tal como propilenimina.
Butiratos de acetato de celulosa adecuados son
suministrados por Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee bajo
los nombres comerciales CAB-381-20 y
CAB-531-1 y se usan preferiblemente
en una cantidad de 0,1 a 20% en peso basado en el peso del
aglutinante.
Un copolímero de etileno-acetato
de vinilo (cera) adecuado es suministrado por Honeywell Specialty
Chemicals - Wax and Additives, Morristown, Nueva Jersey, bajo el
nombre comercial A-C® 405 (T) Ethylene - Vinyl
Acetate Copolymer.
Las resinas de nitrocelulosa adecuadas tienen
preferiblemente una viscosidad de aproximadamente
1/2-6 segundos. Preferiblemente, se usa una
combinación de resinas de nitrocelulosa. Opcionalmente, la laca
puede contener goma de éster y aceite de ricino.
Resinas alquídicas adecuadas son los productos
de esterificación de un ácido graso de aceite secante, tal como
aceite de linaza y ácido graso de taloil, aceite de ricino
deshidratado, un alcohol polihidroxilado, un ácido dicarboxílico y
un ácido monocarboxílico aromático. Alcoholes polihidroxilados
típicos que pueden usarse para preparar la resina alquídica usada
en esta invención son glicerina, pentaeritritol, trimetiloletano,
trimetilolpropano; glicoles, tales como etilenglicol,
propilenglicol, butanodiol y pentanodiol. Ácidos o anhídridos
dicarboxílicos típicos que pueden usarse para preparar la resina
alquídica son ácido ftálico, anhídrido ftálico, ácido isoftálico,
ácido tereftálico, ácido maleico y fumárico. Ácidos aromáticos
monocarboxílicos típicos son ácido benzoico, ácido
para-terc-butilbenzoico, ácido
fenolacético y ácido trietilbenzoico. Una resina alquídica
preferida es un producto de reacción de un polímero acrílico y una
resina alquídica.
Polímeros que contienen carbamato útiles se
divulgan en la Publicación de Solicitud de Patente de EE. UU.
2003/0050388, que se incorpora por la presente mediante referencia y
en particular divulga un polímero de carbamato que comprende el
producto de reacción de un poliisocianato alifático, un alcohol
monohidroxilado, un ácido carboxílico alifático hidroxifuncional y
un polialquilén-éter-glicol y tiene un peso
molecular promedio en número en el intervalo de 100 a 2000. Otros
polímeros carbamatofuncionales útiles se divulgan en la Patente de
EE. UU. 6.462.144 B1 de Ramesh et al., que se incorpora por
la presente mediante referencia y muestra un polímero
carbamatofuncional que tiene un núcleo poliólico hiperramificado o
estrellado, una primera extensión de cadena basada en un ácido o
anhídrido policarboxílico, una segunda extensión de cadena basada en
un compuesto que contiene epoxi, y que tiene grupos funcionales
carbamato en el núcleo, la segunda extensión o ambos. Los polímeros
acrílicos que tienen funcionalidad de carbamato funcional primaria
son útiles y se divulgan en la Patente de EE. UU. 5.866.,259, que
se incorpora por la presente mediante referencia.
Plastificantes adecuados incluyen ftalato de
butilbencilo, ftalato de dibutilo, fosfato de trifenilo, ftalato de
2-etilhexilbencilo, ftalato de diciclohexilo,
ftalato de dialiltolueno, ftalato de dibencilo, ftalato de
butilciclohexilo, ésteres mixtos de ácido benzoico y ácido de aceite
graso de pentaeritritol, dibenzoato de poli(adipato de
propileno), dibenzoato de dietilenglicol, tiodisuccinato de
tetrabutilo, butilglicolato de butilftalilo, citrato de
acetiltributilo, sebacato de dibencilo, fosfato de tricresilo,
toluenetilsulfonamida, el éster
di-2-etilhexílico de diftalato de
hexametileno y ftalato de di(metilciclohexilo). Un
plastificante preferido de este grupo es el ftalato de
butilbencilo.
Si se desea, la composición de revestimiento
puede incluir secantes metálicos, agentes quelantes o una de sus
combinaciones. Secantes organometálicos adecuados incluyen naftenato
de cobalto, naftenato de cobre, talato de plomo, naftenato cálcico,
naftenato de hierro, naftenato de litio, naftenato de plomo, octoato
de níquel, octoato de zirconio, octoato de cobalto, octoato de
hierro, octoato de zinc y dilauratos de alquilestaño, tales como
dilaurato de dibutilestaño. Agentes quelantes adecuados incluyen
monoversatato de monoisopropóxido de aluminio,
(monoisopropil)ftalato de aluminio, monoversatato de
dietoxietóxido de aluminio,
tri-sec-butóxido de aluminio,
quelato de éster monoacetacético de diisopropóxido de aluminio e
isopropóxido de aluminio.
Además, pueden usarse
politrimetilén-éter-dioles como un aditivo que tiene
un peso molecular promedio en número (Mn) en el intervalo de 500 a
5.000, alternativamente en el intervalo de 1.000 a 3.000; una
polidispersidad en el intervalo de 1,1 a 2,1 y un índice de
hidroxilo en el intervalo de 20 a 200. El
politrimetilén-éter-diol preferido tiene una Tg de
-75ºC. Los copolímeros de politrimetilén-éter-dioles
también son adecuados. Por ejemplo, tales copolímeros se preparan
copolimerizando 1,3-propanodiol con otro diol, tal
como, etanodiol, hexanodiol,
2-metil-1,3-propanodiol,
2,2-dimetil-1,3-propanodiol,
trimetilolpropano y pentaeritritol, donde al menos 50% del
copolímero procede de 1,3-propanodiol. Se puede usar
una mezcla de un politrimetilén-éter-diol de peso
molecular elevado y bajo, donde el diol de peso molecular elevado
tiene un Mn en el intervalo de 1.000 a 4.000 y el diol de peso
molecular bajo tiene un Mn en el intervalo de 150 a 500. El Mn
promedio del diol debe estar en el intervalo de 1.000 a 4.000. Debe
indicarse que los politrimetilén-éter-dioles
adecuados para usar en la presente invención pueden incluir
politrimetilén-éter-trioles y otros
politrimetilén-éter-polioles de mayor funcionalidad
en una cantidad en el intervalo de 1 a 20%, en peso, referido al
peso del politrimetilén-éter-diol. Se cree que la
presencia de politrimetilén-éter-dioles en la
composición de revestimiento reticulada de esta invención puede
mejorar la resistencia al desconchado de un revestimiento resultante
de la misma.
\newpage
Detalles adicionales de los aditivos precedentes
se proporcionan en la Patente de EE. UU. 3.585.160, la Patente de
EE. UU. 4.242.243, la Patente de EE. UU. 4.692.481 y el documento
U.S. Re 31.309, que se incorporan en la presente memoria mediante
referencia.
Las composiciones de revestimiento de laca
pueden formularse sin el uso de un agente de reticulación.
Composiciones reticulables típicas que utilizan los nuevos agentes
de control de la reología son composiciones al disolvente que
tienen un aglutinante que contiene en el intervalo de
25-95 por ciento en peso de uno de los polímeros
peliculígenos mencionados anteriormente y 5-75 por
ciento en peso de un agente de reticulación. Preferiblemente, el
aglutinante contiene en el intervalo de 40-90 por
ciento en peso del polímero peliculígeno y 10-60 por
ciento en peso del agente de reticulación. Agentes de reticulación
útiles incluyen poliisocianatos orgánicos, poliisocianatos
orgánicos bloqueados, melaminas, melaminas alquiladas,
benzoguanaminas, epóxidos y silanos.
Agentes de reticulación tipo poliisocianatos
orgánicos típicamente útiles que pueden usarse en la nueva
composición de esta invención incluyen poliisocianatos alifáticos,
poliisocianatos cicloalifáticos y aductos de isocianatos. Los
poliisocianatos típicos pueden contener dentro del intervalo de 2 a
10, preferiblemente 2,5 a 8, más preferiblemente 3 a 5
funcionalidades isocianato. Generalmente, la relación de
equivalentes de funcionalidades isocianato en el poliisocianato por
equivalente de todos los grupos funcionales presentes varía de 0,5/1
a 3,0/1, preferiblemente de 0,7/1 a 1,8/1, más preferiblemente de
0,8/1 a 1,3/1.
Ejemplos de poliisocianatos alifáticos y
cicloalifáticos adecuados que pueden usarse incluyen los siguientes:
4,4'diciclohexil metano diisocianato, ("H_{12}MDI"),
trans-ciclohexano-1,4-diisocianato,
1,6-hexametileno diisocianato ("HDI"),
isoforona diisocianato,("IPDI"), otros di-, tri- o
tetra-isocianatos alifáticos o cicloalifáticos,
tales como, 1,2-propileno diisocianato,
tetrametileno diisocianato, 2,3-butileno
diisocianato, octametileno diisocianato,
2,2,4-trimetil hexametileno diisocianato,
dodecametileno diisocianato, omega-dipropil éter
diisocianato, 1,3-ciclopentano diisocianato, 1,2
ciclohexano diisocianato, 1,4 ciclohexano diisocianato,
4-metil-1,3-diisocianatociclohexano,
diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato,
3,3'-dimetil-diciclohexilmetano
4,4'-diisocianato, poliisocianatos que tienen
unidades estructurales tipo isocianurato, tales como, el
isocianurato de hexametileno diisocianato y el isocianurato de
isoforona diisocianato, el aducto de 2 moléculas de un diisocianato,
tal como hexametileno diisocianato, uretidionas de hexametileno
diisocianato, uretidionas de isoforona diisocianato y un diol, tales
como etilenglicol, el aducto de 3 moléculas de hexametileno
diisocianato y 1 molécula de agua, alofanatos, trímeros y biurets
de hexametileno diisocianato, alofanatos, trímeros y biurets de
isoforona diisocianato y el isocianurato de hexano
diisocianato.
También pueden usarse isocianatos
trifuncionales, tales como Desmodur® N 3300, trímero de hexametileno
diisocianato, Desmodur® 3400, trímero de isoforona diisocianato,
Desmodur® 4470, trímero de isoforona diisocianato, estos trímeros
son vendidos por Bayer Corporation. También es adecuado un trímero
de hexametileno diisocianato vendido como Tolonate® HDT por Rhodia
Corporation.
Puede usarse un aducto isocianatofuncional, tal
como, un aducto de un poliisocianato alifático y un poliol. Además,
cualquiera de los poliisocianatos mencionados anteriormente se puede
usar con un poliol para formar un aducto. Para formar un aducto
pueden usarse polioles, tales como trimetilolalcanos,
particularmente trimetilol-propano o
-etano.
Los agentes de reticulación de melamina son
generalmente compuestos de melamina-formaldehído
parcialmente alquilados y pueden ser monómeros o polímeros o sus
mezclas. Algunas de las melaminas monómeras adecuadas incluyen
melaminas de bajo peso molecular que contienen, de media, tres o más
grupos metilol eterizados con un alcohol monohidroxilado C_{1} a
C_{5}, tal como metanol, n-butanol o isobutanol,
por núcleo de triazina, y tienen un grado medio de condensación de
hasta aproximadamente 2 y preferiblemente en el intervalo de
aproximadamente 1,1 a aproximadamente 1,8, y tienen una proporción
de especies mononucleares no menor que aproximadamente 50 por
ciento en peso. Por contraste, las melaminas polímeras tienen un
grado medio de condensación de más de 1,9.
Algunas de tales melaminas monómeras adecuadas
incluyen melaminas alquiladas, tales como melaminas metiladas,
butiladas, isobutiladas y mezclas de las mismas. Muchas de estas
melaminas monómeras adecuadas son suministradas comercialmente. Por
ejemplo, Cytec Industries Inc., West Patterson, Nueva Jersey,
suministra Cymel® 301 (grado de polimerización de 1,5, 95% metilo y
5% metilol), Cymel® 350 (grado de polimerización de 1,6, 84% de
metilo y 16% de metilol), 303, 325, 327 y 370, que son todas
melaminas monómeras. Melaminas polímeras adecuadas incluyen
melamina con alto contenido en amino (parcialmente alquilada)
conocida como Resimene® BMP5503 (peso molecular 690,
polidispersidad de 1,98, 56% de butilo, 44% de amino), que es
suministrada por Solutia Inc., St. Louis, Missouri, o Cymel®1158
proporcionada por Cytec Industries Inc., West Patterson, Nueva
Jersey. Cytec Industries Inc. también suministra Cymel® 1130 con 80
por ciento de sólidos (grado de polimerización de 2,5), Cymel® 1133
(48% de metilo, 4% de metilol y 48% de butilo), las cuales son ambas
melaminas polímeras.
Si se desea, también pueden incluirse
catalizadores apropiados en las composiciones activadas para
acelerar el proceso de curado de una mezcla en bote de la
composición de revestimiento.
Cuando las composiciones activadas incluyen
melamina como el agente de reticulación, también incluyen
preferiblemente una cantidad catalíticamente activa de uno o más
catalizadores ácidos para potenciar adicionalmente la reticulación
de los componentes durante el curado. Generalmente, una cantidad
catalíticamente activa del catalizador ácido en la composición de
revestimiento varía de aproximadamente 0,1 por ciento a
aproximadamente 5 por ciento, preferiblemente varía de 0,1 por
ciento a 2 por ciento, más preferiblemente varía de 0,5 por ciento a
1,2 por ciento, todos porcentajes en peso basados en el peso del
aglutinante. Algunos catalizadores ácidos adecuados incluyen ácidos
sulfónicos aromáticos, tales como ácido dodecilbencenosulfónico,
ácido paratoluenosulfónico y ácido dinonilnaftalenosulfónico, todos
los cuales están bien sin bloquear o bien bloqueados con una amina,
tal como dimetiloxazolidina y
2-amino-2-metil-1-propanol,
n,n-dimetiletanolamina o una de sus combinaciones.
Pueden usarse otros catalizadores ácidos, tales como ácidos
fosfóricos, más particularmente fosfato ácido de fenilo, ácido
benzoico, oligómeros que tienen grupos ácidos colgantes, todos los
cuales pueden no estar bloqueados o estar bloqueados con una
amina.
amina.
Cuando las composiciones activadas incluyen un
poliisocianato como el agente de reticulación, la composición de
revestimiento preferiblemente incluye una cantidad catalíticamente
eficaz de uno o más catalizadores de estaño o amina terciaria para
acelerar el proceso de curado. Generalmente, una cantidad
catalíticamente activa del catalizador en la composición de
revestimiento varía de aproximadamente 0,001 por ciento a
aproximadamente 5 por ciento, preferiblemente varía de 0,005 por
ciento a 2 por ciento, más preferiblemente varía de 0,01 por ciento
a 1 por ciento, todos porcentajes en peso basados en el peso del
aglutinante. Puede usarse una amplia variedad de catalizadores,
tales como compuestos de estaño, incluyendo dilaurato de
dibutilestaño y diacetato de dibutilestaño; aminas terciarias,
tales como trietilendiamina. Estos catalizadores pueden usarse
solos o junto con ácidos carboxílicos, tales como ácido acético. Uno
de los catalizadores comercialmente disponibles, vendido por
Elf-Atochem North America, Inc. Filadelfia,
Pensilvania, con el nombre comercial Fastcat® 4202, dilaurato de
dibutilestaño, es particularmente adecuado.
El medio portador líquido comprende un
disolvente orgánico o una combinación de disolventes o un vehículo
acuoso que comprende agua y, opcionalmente, disolventes orgánicos
compatibles. Las composiciones de revestimiento contienen
aproximadamente 5-95 por ciento, más típicamente
10-85 por ciento en peso de aglutinante y
aproximadamente 5-95 por ciento, más típicamente
15-90 por ciento en peso, del vehículo líquido
(basado en el peso de la composición de revestimiento). La
selección del disolvente orgánico depende de los requerimientos de
la aplicación de uso final específica de la composición de
revestimiento de esta invención, tales como los requerimientos de
emisiones de VOC (contenido de materia orgánica volátil), los
pigmentos, el aglutinante y los agentes de reticulación
seleccionados. Ejemplos representativos de disolventes orgánicos que
son útiles en la presente memoria incluyen alcoholes, tales como
metanol, etanol, n-propanol e isopropanol; cetonas,
tales como acetona, butanona, pentanona, hexanona y
metil-etil-cetona,
metil-isobutil-cetona,
diisobutilcetona, metil-amil-cetona;
ésteres alquílicos de ácidos acético, propiónico y butírico, tales
como acetato de etilo, acetato de butilo y acetato de amilo;
éteres, tales como tetrahidrofurano, éter dietílico y éteres
monoalquílicos y dialquílicos de etilenglicol y polietilenglicol,
tales como cellosolves y carbitoles; y glicoles, tales como
etilenglicol y propilenglicol y sus mezclas, y disolventes
hidrocarbonados aromáticos, tales como xileno, tolueno. Típicamente,
los vehículos acuosos comprenden agua y una combinación de
disolventes orgánicos adecuada para los requerimientos de la
composición de revestimiento.
La composición de revestimiento que contiene el
agente de control de la reología de esta invención puede usarse
como una capa de base o como una capa superior de monocapa
pigmentada. Ambas composiciones requieren la presencia de
pigmentos. Típicamente, se usa una relación pigmento a aglutinante
de 0,1/100 a 200/100 dependiendo del color y del tipo de pigmento
usado. Los pigmentos se formulan como bases obtenidas por molienda
mediante procedimientos convencionales, tales como trituración,
molienda con arena, molienda con bolas, mezcladura a alta velocidad,
trituración por rozamiento y molienda con dos o tres rodillos.
Generalmente, la base obtenida por molienda comprende pigmento y un
dispersante en un vehículo líquido. La base obtenida por molienda se
añade en una cantidad apropiada a la composición de revestimiento
con mezcladura para formar una composición de revestimiento
pigmentada.
Puede usarse cualquiera de los pigmentos
orgánicos e inorgánicos usados convencionalmente, tales como
pigmentos blancos, como dióxido de titanio, pigmentos coloreados,
escamas metálicas, tales como escama de aluminio, pigmentos con
efectos especiales, tales como escamas de mica revestidas y
similares, un colorante azoico, antraquinona, tioíndigo, oxazina,
quinacridona, lacas colorantes y viradores de materias tintóreas
ácidas, ftalocianina de cobre y sus derivados, y diversas mezclas y
modificaciones de los mismos, y pigmentos extendedores.
La composición de revestimiento que contiene el
nuevo agente de control de la reología puede usarse como una
imprimación, un aparejo de imprimación o un sellante, en cuyo caso
se añadirían pigmentos típicos usados en imprimaciones, tales como
negro de carbono, baritas, sílice, óxido de hierro y otros pigmentos
que se usan comúnmente en imprimaciones en una relación de pigmento
a aglutinante de 10/100 a 300/100.
La composición de revestimiento que contiene el
nuevo agente de control de la reología de esta invención puede
usarse como una capa transparente que se aplica sobre una capa de
base pigmentada que puede ser una versión pigmentada de la
composición de esta invención u otro tipo de capa de base
pigmentada. La composición de revestimiento transparente puede
estar en solución o en forma de dispersión.
Típicamente, un revestimiento transparente se
aplica sobre el revestimiento de base antes de que el revestimiento
de base se cure completamente. Este es el llamado procedimiento en
húmedo sobre húmedo. En este procedimiento, un revestimiento de
base se aplica a un sustrato y se seca instantáneamente y a
continuación el revestimiento transparente se aplica y ambos
estratos se curan totalmente a continuación bien a temperaturas
ambiente o bien se curan calentando a temperaturas elevadas, por
ejemplo de 50ºC a 100ºC durante 15 a 45 minutos para formar un
acabado de capa transparente/capa de base. Cuando se usa en
combinación con una imprimación o un aparejo de imprimación, la
imprimación o el aparejo de imprimación también se seca
instantáneamente y a continuación el revestimiento de base y el
revestimiento transparente se aplican como anteriormente. Este es el
llamado procedimiento en "húmedo sobre húmedo sobre húmedo".
El revestimiento de base y el revestimiento transparente
preferiblemente tienen un espesor de revestimiento seco que varía de
25 a 75 micrómetros y 25 a 100 micrómetros, respectivamente.
Cuando se retocan carrocerías de automóviles y
camiones, la capa superior OEM original habitualmente se lija y se
aplica una capa de imprimación o sellante y a continuación se aplica
una monocapa o una capa base/capa transparente. Habitualmente,
estos revestimientos se curan a temperaturas ambiente o a
temperaturas ligeramente elevadas, tales como 40 a 100ºC.
Para mejorar las propiedades de alterabilidad a
la intemperie de los revestimientos transparentes, la composición
de revestimiento contiene aproximadamente 0,1 a 5% en peso, basado
en el peso del aglutinante, de absorbentes de luz ultravioleta.
Agentes absorbentes de luz ultravioleta típicamente útiles incluyen
hidroxifenilbenzotriazoles, tales como
2-(2-hidroxi-5-metilfenil)-2H-benzotriazol,
2-(2-hidroxi-3,5-di-terc-amil-fenil)-2H-benzotriazol,
2[2-hidroxi-3,5-di(1,1-dimetilbencil)fenil]-2H-benzotriazol,
el producto de reacción de 2-(propionato de
2-hidroxi-3-terc-butil-5-metilo)-2H-benzotriazol
y polietilén-éter-glicol que tiene un peso
molecular promedio en peso de 300, 2-(propionato de
2-hidroxi-3-terc-butil-5-iso-octilo)-2H-benzotriazol;
hidroxifenil-s-triazinas, tales
como,
2-[4((2-hidroxi-3-dodeciloxi/trideciloxipropil)-oxi)-2-hidroxifenil]-4,6-bis(2,4-dimetilfenil)-1,3,5-triazina,
2-[4(2-hidroxi-3-(2-etilhexil)-oxi)-2-hidroxifenil]-4,6-bis(2,4-dimetilfenil)1,3,5-triazina,
2-(4-octiloxi-2-hidroxifenil)-4,6-bis(2,4-dimetilfenil)-1,3,5-triazina;
agentes absorbentes de la radiación UV tipo hidroxibenzofenona,
tales como 2,4-dihidroxibenzofenona,
2-hidroxi-4-octiloxibenzofenona
y
2-hidroxi-4-dodeciloxibenzofenona.
Las composiciones de revestimiento transparentes
de la nueva composición de revestimiento también pueden contener
aproximadamente 0,1 a 5% en peso, basado en el peso del aglutinante,
de un antioxidante fenólico disustituido o un disgregador de
hidroperóxido. Antioxidantes típicamente útiles incluyen
tetraquis[(3,5-di-terc-butilhidroxihidrocinamato)
de metileno]metano,
3,5-di-terc-butil-4-hidroxihidrocinamato
de octadecilo, fosfito de
tris(2,4-di-terc-butilfenilo),
1,3,5-tris(3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencil)-1,3,5-triazina-2,4,6(1H,3H,5H)-triona
y ácido bencenopropanoico, ésteres de
3,5-bis(1,1-dimetil-etil)-4-hidroxi-alquilo
ramificado de C7-C9. Disgregadores de hidroperóxido
típicamente útiles incluyen Sanko® HCA
(9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfenantreno-10-óxido),
fosfato de trifenilo y otros compuestos de organofósforo, tales
como Irgafos® TNPP de Ciba Specialty Chemicals, Irgafos® 168, de
Ciba Specialty Chemicals, Ultranox® 626 de GE Specialty Chemicals,
Mark PEP-6 de Asahi Denka, Mark
HP-10 de Asahi Denka, Irgafos®
P-EPQ de Ciba Specialty Chemicals, Ethanox 398 de
Albemarle, Weston 618 de GE Specialty Chemicals, Irgafos® 12 de
Ciba Specialty Chemicals, Irgafos® 38 de Ciba Specialty Chemicals,
Ultranox® 641 de GE Specialty Chemicals y Doverphos®
S-9228 de Dover Chemicals.
Las composiciones de revestimiento transparentes
que contienen el nuevo agente de control de la reología también
pueden contener aproximadamente 0,1-5% en peso,
basado en el peso del aglutinante, de estabilizantes frente a la
luz basados en aminas estéricamente impedidas. Estabilizantes frente
a la luz basados en aminas estéricamente impedidas típicamente
útiles incluyen
N-(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil)-2-dodecilsuccinimida,
N(1-acetil-2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinil)-2-dodecilsuccinimida,
copolímero del ácido
N-(2-hidroxietil)-2,6,6,6-tetrametilpiperidina-4-ol-succínico,
1,3,5-triazina-2,4,6-triamina,
N,N'''-[1,2-etanodiilbis[[[4,6-bis[butil(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil)amino]-1,3,5-triazin-2-il]imino]-3,1-propanodiil]]bis[N,N'''-dibutil-N',N'''-bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinilo)],
poli-[[6-[1,1,3,3-tetrametilbutil)-amino]-1,3,5-triazina-2,4-diil][2,2,6,6-tetrametilpiperidinil)-imino]-1,6-hexanodiil[(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinil)-imino]),
sebacato de
bis(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinilo),
sebacato de
bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinilo),
sebacato de
bis(1-octiloxi-2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinilo),
propanodioato de
bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil)[3,5]bis(1,1-dimetiletil-4-hidroxi-fenil)metil]butilo,
8-acetil-3-dodecil-
7,7,9,9,-tetrametil-1,3,8-triazaespiro(4,5)decano-2,4-diona, propionato de dodecil/tetradecil-3-(2,2,4,4-tetrametil-21-oxo-7-oxa-3,20-diazal-diespiro(5.1.11.2)henicosan-20-ilo).
7,7,9,9,-tetrametil-1,3,8-triazaespiro(4,5)decano-2,4-diona, propionato de dodecil/tetradecil-3-(2,2,4,4-tetrametil-21-oxo-7-oxa-3,20-diazal-diespiro(5.1.11.2)henicosan-20-ilo).
Además, la composición de revestimiento que
contiene el nuevo agente de control de la reología también puede
contener una variedad de otros ingredientes compatibles opcionales,
incluyendo cargas, plastificantes, antioxidantes, tensioactivos y
agentes de control del flujo.
Por ejemplo, tales composiciones de
revestimiento pueden contener 0,1 a 30% en peso, basado en el peso
del aglutinante, de resinas acrílica NAD (en dispersión no acuosa,
por sus siglas en inglés). Estas resinas NAD son típicamente
resinas de alto peso molecular que tienen un núcleo acrílico
reticulado con una Tg entre 20 y 100ºC y al núcleo están unidos
segmentos estabilizantes de baja Tg. Una descripción de tales NAD se
encuentra en Antonelli et al., patente de EE.UU. 4.591.533 y
en Barsotti et al., patente de EE.UU. 5.763.528, patentes
que de esta manera se incorporan a la presente memoria por
referencia.
Además, tales composiciones de revestimiento
pueden incluir otros aditivos de formulación convencionales
conocidos por los expertos en la técnica, tales como agentes
humectantes, agentes de nivelación y control del flujo, por ejemplo
Resiflow®S (poli(acrilato de butilo)), BYK® 320 y 325
(poliacrilatos de alto peso molecular), BYK® 347 (siloxano
modificado con poliéter), agentes de control de la reología, tales
como sílice de pirólisis, antiespumantes, tensioactivos y
emulsionantes para ayudar a estabilizar la composición. Pueden
añadirse otros aditivos que tienden a mejorar la resistencia a los
arañazos superficiales, tales como, silsesquioxanos y otras
micropartículas basadas en silicatos.
Un aditivo particularmente útil es una
combinación del nuevo agente de control de la reología y sílice
finamente dividida en una relación en peso de 0,1:1 a 1:0.1. Otro
aditivo particularmente útil es una combinación del nuevo agente de
control de la reología y cristales de bisurea como los mencionados
en el documento U.S. 4.311.622 en una relación en peso de 0,1:1 a
1:0,1.
El agente de control de la reología puede
incorporarse en uno de los componentes de una composición de dos
componentes (2K) típica. Por ejemplo, en un sistema acrílico/de
isocianato 2K típico, el agente de control de la reología puede
incorporarse con el componente de polímero acrílico que a
continuación se combina con el componente de isocianato justo antes
de la aplicación.
La composición de revestimiento puede aplicarse
mediante técnicas convencionales, tales como pulverización,
pulverización electrostática, inmersión, aplicación con brocha y
revestimiento por flujo. La pulverización y la pulverización
electrostática son métodos de aplicación preferidos.
En aplicaciones OEM, la composición se hornea
típicamente a 60º-150ºC durante aproximadamente
15-30 minutos para formar un revestimiento de
aproximadamente 25 a 75 micras de grosor. Cuando la composición se
usa como un sistema de capa de base/capa transparente, la capa de
base puede secarse hasta un estado libre de pegajosidad y curarse o
preferiblemente secarse instantáneamente durante un período corto
antes de que se aplique la capa transparente (húmedo sobre húmedo).
El acabado de capa de base/capa transparente se hornea a
continuación como se menciona anteriormente para proporcionar un
acabado secado y curado. La nueva composición de revestimiento
también puede formularse con el procedimiento de revestimiento
triplemente en húmedo (húmedo sobre húmedo sobre húmedo), en el que
la imprimación, la capa de base y la capa transparente se aplican a
un sustrato en etapas secuenciales sin procedimiento de horneado
entre cada estrato. El sustrato final revestido con tres estratos
se hornea a continuación para proporcionar un acabado secado y
curado. El nuevo agente de control de la reología, cuando se
formula con una composición que contiene un agente de reticulación
de poliisocianato, es particularmente útil en un sistema de retoque
sin horneado, como será apreciado fácilmente por los expertos en la
técnica.
Si se usa en el retoque de vehículos, puede
dejarse que la capa base "seque al tacto" en condiciones de
temperatura ambiente o con aire caliente antes de que se aplique el
revestimiento transparente. El revestimiento base y el
revestimiento transparente preferiblemente tienen un espesor de
revestimiento seco que varía de 25 a 75 micrómetros y 25 a 100
micrómetros, respectivamente. Habitualmente, estos revestimientos se
curan a temperaturas ambiente o a temperaturas ligeramente
elevadas, tales como 40 a 100ºC.
La composición de revestimiento es
particularmente útil para la reparación y el retoque de carrocerías
y piezas de automóviles y camiones, como una capa transparente, una
capa de base pigmentada, como un aparejo de imprimación o una carga
de imprimación. La nueva composición tiene usos para revestir todos
y cada uno de los artículos fabricados y pintados por
subdistribuidores de automóviles, raíles de carcasas, camiones
comerciales y carrocerías de camiones, incluyendo pero no
limitándose a botellas para bebidas, carrocerías de uso general,
carrocerías para camiones hormigonera, carrocerías para vehículos
que transportan desechos, y carrocerías para vehículos de bomberos
y de emergencia, así como cualquier accesorio o componente potencial
de tales carrocerías de camiones, autobuses, equipamiento para
granjas y construcción, techos y cubiertas de camiones, remolques
comerciales, remolques de consumo, vehículos de recreo, incluyendo,
pero no limitados a, autocaravanas, caravanas, furgonetas
convertibles, furgonetas, pequeños aviones de ocio y grandes aviones
comerciales, vehículos de ocio, tales como vehículos para
desplazarse por la nieve, vehículos todoterreno, vehículos acuáticos
personales, motocicletas y barcas. La nueva composición también
puede usarse como revestimiento para nuevas construcciones
industriales y comerciales y su mantenimiento; cemento y suelos de
madera; paredes de estructuras comerciales y residenciales, tales
como edificios de oficinas y casas; equipamiento para parques de
atracciones; superficies de hormigón, tales como aparcamientos y
calzadas para coches; superficies de carreteras de asfalto y
hormigón, substratos de madera, superficies en contacto con agua de
mar; estructuras exteriores, tales como puentes y torres;
revestimiento de bobina; vagones de ferrocarril; tarjetas de
circuitos impresos; maquinaria; herramientas OEM; letreros;
estructuras de fibra de vidrio; artículos deportivos; y equipamiento
deportivo.
La presente invención se define, además, en los
siguientes Ejemplos. Debe entenderse que estos ejemplos se dan
únicamente a modo de ilustración. A partir de la discusión anterior
y de estos Ejemplos, el experto en la técnica puede adivinar las
características esenciales de este invento, y sin apartarse de su
espíritu y alcance, introducir cambios y modificaciones con el fin
de adaptarlo a diferentes usos y condiciones. Como resultado, la
presente invención no está limitada por los ejemplos ilustrativos
que se explican a continuación en la presente memoria, sino que más
bien está definida por las reivindicaciones contenidas más adelante
en la presente memoria.
Los siguientes Ejemplos ilustran la invención.
Todas las partes y porcentajes se dan basadas en peso a no ser que
se indique lo contrario. Todos los pesos moleculares descritos en la
presente memoria se determinan mediante LC/MS (cromatografía
líquida/espectroscopía de masas, por sus siglas en inglés) y/o GPC
(cromatografía de penetración en gel, por sus siglas en inglés)
usando un patrón de poliestireno.
Lo siguiente muestra la preparación de agentes
de control de la reología:
La etanolamina (4,16 mol) y cloroformo (800 g)
se cargaron en un matraz de 2 l, bajo protección con N_{2}. El
hexaleno diisocianato (0,42 mol) se añadió durante 2 horas a 0ºC al
matraz con remoción vigorosa, seguido por remoción continua a TA
(temperatura ambiente) durante 2 horas. Se observó la precipitación
de un sólido blanco. El sólido se purificó a través de filtración
repetida usando acetonitrilo como un disolvente de lavado. El
sólido se secó bajo vacío durante la noche a TA. El resultado de
LC/MS mostraba una pureza de > 94% con pequeñas cantidades de
impurezas de peso molecular superior.
En un matraz de 500 ml, 25,4 g (87,5 mmol) del
sólido blanco aislado anterior se disolvieron en NMP a 100ºC y a
continuación se añadieron 150,0 g (1,31 mol) de
\varepsilon-caprolactona. La temperatura se elevó
a continuación hasta 100ºC durante 1 h y a continuación se
añadieron -0,4 g de dilaurato de dibutilestaño. La reacción se
mantuvo durante -60 h a 110ºC. A continuación, el calentamiento se
suprimió. Toda la mezcla permanecía como un líquido pardusco con
viscosidad incrementada. Se obtenían -419 g de líquido turbio de
color naranja. El análisis por GPC con THF y poliestireno como
patrones confirmaba el Mw \sim1.400. El contenido de sólidos
activos calculado era \sim29%(p/M_{n}).
\vskip1.000000\baselineskip
Los agentes de control de la reología preparados
anteriormente se probaron con respecto a la actividad reológica en
una composición de revestimiento al agua, Aquacryl® 514, descrita en
la Patente de EE. UU. 6.204.319. Cada una de las composiciones de
revestimiento al agua se combinó con 5% de diversos agentes de
control de la reología y se diluyó con una cantidad apropiada de
vehículo acuoso. Después de mezclar vigorosamente, la mezcla se
verificó con respecto a la gelificación/el incremento de viscosidad
después de ciertos tiempos invirtiendo el recipiente.
Los resultados sobre diversos agentes de control
de la reología se muestran el la siguiente Tabla 6:
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados de prueba anteriores mostrados en
la Tabla 6 muestran que 5% en peso del agente de control de la
reología de esta invención espesa eficazmente una composición de
revestimiento al agua. La actividad de gelificación depende de la
estructura del agente de control de la reología y la resina usados
en la composición acuosa de revestimiento.
Los resultados de las Tablas muestran que la
adición de los aditivos de control de la reología de esta invención,
incluso a estos niveles bajos, a una composición acuosa de
revestimiento típica da como resultado la formación de un gel o una
solución con viscosidad incrementada y, por lo tanto, cambia
drásticamente el comportamiento reológico de estas composiciones de
revestimiento.
Claims (7)
1. Un agente de control de la reología para
composiciones de revestimiento, que comprende: un compuesto que
tiene la fórmula (II), incluyendo sus isómeros o mezclas de
isómeros:
en la
que
R es un grupo alquileno lineal o ramificado C3 a
C16, un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C6 que tiene un
grupo cicloalifático C5-C16, un grupo cicloalifático
o cicloalifático sustituido con alquilo C5-C16,
R^{9} es un grupo alquileno lineal o
ramificado C1 a C8, un grupo
-(CH_{2}CH_{2}-O)_{n}-CH_{2}CH_{2}-,
siendo n 1 a 4, y
R^{10} es una conexión de grupo alquileno
lineal o ramificado C3 a C16;
en la
que
n = 1-7, m =1 -7.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El agente de control de la reología de
acuerdo con la reivindicación 1, que tiene la siguiente fórmula
seleccionada del grupo que consiste en
en la que n = 1-7 y
m =
1-7.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Un agente de control de la reología para
composiciones de revestimiento, representado por las Fórmulas
posteriores
\newpage
y
4. Una composición de revestimiento al
disolvente, que comprende un aglutinante de un polímero peliculígeno
y el agente de control de la reología de acuerdo con la
reivindicación 1.
5. Un sustrato revestido con al menos un estrato
secado de la composición de acuerdo con la reivindicación 4.
6. Una composición de revestimiento al agua, que
comprende un aglutinante de un polímero peliculígeno y el agente de
control de la reología de acuerdo con la reivindicación 1.
7. Un sustrato revestido con al menos un estrato
secado de la composición de acuerdo con la reivindicación 6.
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