ES2212022T3 - Composiciones de revestimientos que incluyen derivados de alcoxi-metil-urea que tienen una buena durabilidad exterior. - Google Patents
Composiciones de revestimientos que incluyen derivados de alcoxi-metil-urea que tienen una buena durabilidad exterior.Info
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Abstract
UNA COMPOSICION DE RECUBRIMIENTO QUE COMPRENDE (A) UN PRIMER COMPONENTE QUE COMPRENDE UN COMPUESTO QUE TIENE AÑADIDO AL MISMO AL MENOS UN GRUPO CARBAMATO, UN GRUPO UREA O UN GRUPO CONVERTIBLE EN UN GRUPO CARBAMATO O UREA Y (B) UN SEGUNDO COMPONENTE QUE COMPRENDE UN COMPUESTO REACTIVO CON DICHOS GRUPOS CARBAMATO O UREA SOBRE EL COMPONENTE (A), EL CUAL ES UN RETICULANTE DE ALCOXIMETIL UREA SUSTITUIDO.
Description
Composiciones de revestimientos que incluyen
derivados de alcoxi-metil-urea que
tienen una buena durabilidad exterior.
La presente invención se refiere a composiciones
de revestimientos que incluyen agentes de reticulación de
alcoxi-metilo para composiciones de revestimientos
exteriores duraderos.
Las composiciones de revestimientos curables como
los revestimientos termoendurecibles se utilizan ampliamente en el
arte de los revestimientos. Se utilizan a menudo para las capas de
pintura final en la industria de los revestimientos industriales y
para el automóvil. Los revestimientos mixtos de
color-más-transparencia son
particularmente útiles como capas de pintura final donde se deseen
un brillo excepcional, profundidad de color, claridad de la imagen o
efectos metálicos especiales. La industria del automóvil ha
utilizado de manera extensa estos revestimientos para los paneles de
las carrocerías de automóviles. Los revestimientos mixtos de
color-más-transparencia sin embargo,
exigen un grado de claridad extremadamente elevado en la capa
transparente para lograr el efecto visual deseado. Los
revestimientos de gran brillo requieren también un bajo grado de
aberraciones visuales en la superficie del revestimiento para lograr
el efecto visual deseado tal como una gran claridad de la imagen
(DOI).
Como tales, estos revestimientos son propensos
especialmente a un fenómeno conocido como decapado ambiental. El
decapado ambiental se manifiesta como puntos o marcas en o dentro
del acabado del revestimiento que a menudo no puede borrarse. Los
revestimientos que contienen polímeros
hidroxi-funcionales degradados con agentes de
reticulación de alcoxi-metil-urea
históricamente no proporcionan una buena resistencia al decapado. Se
piensa que la escasa durabilidad resultaba de la
auto-condensación de la urea, generando puentes de
éter que se hidrolizan rápidamente. Es deseable tener una
composición de revestimiento utilizable con reticuladores de
alcoxi-metil-urea que proporcionen
una composición de revestimiento exterior duradero.
Se ha descubierto que el carbamato o los
compuestos ureo-funcionales degradados con
reticuladores de alcoxi-metil-urea
proporcionan películas que muestran una buena durabilidad.
Una composición de revestimiento que
comprende:
- (a)
- un primer componente que es un compuesto que tiene añadido al mismo al menos un grupo funcional de carbamato o de urea o un grupo convertible en un grupo carbamato o de urea, y
- (b)
- un segundo componente que es un compuesto reactivo con dichos grupos de carbamato o de urea sobre el componente (a), seleccionado a partir del grupo compuesto de reticuladores de alcoxi-metil-urea sustituidos.
La composición del revestimiento de la presente
invención comprende un compuesto (a) seleccionado a partir del grupo
compuesto de oligómeros y polímeros que tienen añadido a los mismos
más de un grupo carbamato o más de un grupo urea, o más de un grupo
convertible en un grupo carbamato o de urea. El oligómero tiene un
peso molecular de entre 148 y 2000, el peso molecular preferido para
los oligómeros se encuentra entre 900 y 1092; los polímeros tienen
un peso molecular de entre 2.000 y 20.000, el peso molecular
preferido para los polímeros se encuentra entre 4000 y 6000. Las
mezclas de dichos oligómeros y polímeros pueden utilizarse como
componente (A). El peso molecular puede determinarse mediante el
método de GPC utilizando un estándar de poliestireno. El contenido
en carbamato o urea del polímero, en un peso molecular por
equivalente de funcionalidad carbamato o urea, se encontrará
generalmente entre 200 y 1200, y preferentemente entre 300 y
800.
Los grupos de carbamato pueden caracterizarse
generalmente mediante la fórmula:
---O---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}---NHR
donde R es H o alquilo, preferentemente de 1 a 4
átomos de carbono. Preferentemente, R es H o metilo, y con más
preferencia R es
H.
Los grupos de urea pueden caracterizarse
generalmente mediante la fórmula:
---NR'---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}---NHR''
donde R' y R'' representan cada uno
independientemente H o alquilo, preferentemente de 1 a 4 átomos de
carbono, o R' y R'' pueden formar conjuntamente una estructura de
anillo heterocíclico (por ejemplo, donde R' y R'' forman un puente
de
etileno).
Los grupos que pueden convertirse en carbamato
incluyen grupos de carbonato cíclico, grupos de epoxi y enlaces no
saturados. Los grupos de carbonato cíclico pueden convertirse en
grupos de carbamato por reacción con amoniaco o una amina primaria,
que rompe el anillo del carbonato cíclico para formar un
\alpha-hidroxi-carbamato. Los
grupos de epoxi pueden convertirse en grupos de carbamato
convirtiéndose primero en un grupo de carbonato cíclico por reacción
con CO_{2}. Esto puede realizarse a cualquier presión desde
atmosférica hasta presiones de CO_{2} supercríticas, pero tiene
lugar preferentemente a una presión elevada (por ejemplo,
60-150 psi). La temperatura para esta reacción es
preferentemente de 60-150ºC. Los catalizadores
efectivos incluyen cualquiera que active un anillo de oxirano, como
la amina terciaria o las sales cuaternarias (por ejemplo, el bromuro
de tetrametil-amonio), las combinaciones de haluros
organo-estánicos complejos y haluros de
alquil-fosfonio (por ejemplo, (CH)_{3}Snl,
BU_{4}Snl, Bu_{4}Pl, y
(CH_{3})_{4}Pl), las sales de potasio (por ejemplo, K_{2}CO_{3}, KI) preferentemente en combinación con éteres corona, octoato de estaño, octoato de calcio. El grupo de carbonato cíclico puede convertirse luego en un grupo carbamato tal como se ha descrito anteriormente. Cualquier enlace no saturado puede convertirse en grupos de carbamato reaccionando primero con peróxido para convertirse en un grupo epoxi, luego con CO_{2} para formar un carbonato cíclico y luego con amoniaco o una amina primaria para formar el carbamato.
(CH_{3})_{4}Pl), las sales de potasio (por ejemplo, K_{2}CO_{3}, KI) preferentemente en combinación con éteres corona, octoato de estaño, octoato de calcio. El grupo de carbonato cíclico puede convertirse luego en un grupo carbamato tal como se ha descrito anteriormente. Cualquier enlace no saturado puede convertirse en grupos de carbamato reaccionando primero con peróxido para convertirse en un grupo epoxi, luego con CO_{2} para formar un carbonato cíclico y luego con amoniaco o una amina primaria para formar el carbamato.
El compuesto oligomérico (a), que posee más de un
grupo carbamato funcional tiene la fórmula general:
---X---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}---NHR_{1}
donde X es O, S o NH, R_{1} es H o alquilo de 1
a 4 átomos de
carbono.
Los compuestos efectivos como componente
oligomérico (a) de acuerdo con la invención pueden prepararse de
muchas maneras.
El carbamato puede ser primario, terminando en un
grupo NH_{2}, o secundario terminando en un grupo NHR. En una
realización preferida, el carbamato es primario. Una manera para
preparar los compuestos oligoméricos efectivos como componente (a)
consiste en someter a reacción un alcohol (aquí se entiende por
"alcohol" un alcohol que tiene uno o más grupos de OH) con más
de una urea para formar un compuesto con los grupos de carbamato.
Esta reacción se realiza mediante calentamiento de una mezcla del
alcohol y de las ureas. Esta reacción se lleva a cabo también con
calor, preferentemente en presencia de un catalizador tal como se
conoce en el arte. Otra técnica consiste en la reacción de un
alcohol con ácido ciánico para formar un compuesto con grupos de
carbamato primario (es decir, carbamatos no sustituidos). Los
carbamatos pueden prepararse también mediante reacción de un alcohol
con fosgeno y luego amoniaco para formar un compuesto que tenga
grupos de carbamato primario, o mediante reacción de un alcohol con
fosgeno y luego una amina primaria para formar un compuesto que
tenga grupos de carbamato secundario. Otra aproximación consiste en
someter a reacción un isocianato (por ejemplo, HDI, IPDI) con un
compuesto como el
hidroxi-propil-carbamato para formar
un derivado de isocianato coronado por carbamato. Finalmente, los
carbamatos pueden prepararse mediante una aproximación de
transcarbamilación donde se somete a reacción un alcohol con un
alquil-carbamato (por ejemplo,
metil-carbamato, etil-carbamato,
butil-carbamato) para formar un compuesto que
contenga un grupo carbamato primario. Esta reacción se realiza con
calor, preferentemente en presencia de un catalizador como un
catalizador organo-metálico (por ejemplo, el
dilaurato de dibutil-estaño). Otras técnicas para
preparar los carbamatos son conocidas también en el arte y vienen
descritas, por ejemplo, en P. Adams & F. Baron, "Ésteres de
Ácido Carbámico", Chemical Review, v. 65, 1965.
Pueden utilizarse varios alcoholes en la
preparación de los compuestos de carbamato efectivos como
componente (a) de acuerdo con la invención. Poseen generalmente de
1 a 200 átomos de carbono, preferentemente 1-60
átomos de carbono y pueden ser monofuncionales o polifuncionales
(preferentemente una funcionalidad de 2 a 3), alifáticos, aromáticos
o cicloalifáticos. Pueden contener solo grupos de OH, o pueden
contener grupos de OH más los átomos adjuntos tales como O, S, Si,
N, P, y otros grupos como los grupos éster, los grupos éter, los
grupos amino, o los sitios no saturados. Los ejemplos de los
alcoholes efectivos incluyen 1,6-hexanodiol,
1,2-hexanodiol,
2-etil-1,3-hexanodiol,
etil-propil-1,5-pentanodiol,
2-metil-2,4-pentanodiol,
2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol,
2,4,7,9-tetrametil-5-decín-4,7-diol,
dímero de 1,3-dihidroxi-acetona,
2-buteno-1,4-diol,
pantotenol, dimetil-tartrato,
pentaetilén-glicol,
dimetil-silil-dipropanol, y
2,2'-tiodietanol.
El compuesto polimérico (a) es seleccionado a
partir del grupo compuesto de polímeros de poliéster, epoxi,
alquido, uretano, acrílico, poliamida y de polisilano y las mezclas
de los mismos, donde el polímero posee más de un grupo carbamato
funcional adjunto al mismo.
En una realización preferida, el componente (a)
es un polímero acrílico de carbamato funcional representado por las
unidades de repetición aleatoria de acuerdo con la fórmula
siguiente:
En la fórmula arriba indicada, R representa H o
CH_{3}. R' representa H, alquilo, preferentemente de 1 a 6 átomos
de carbono, o cicloalquilo, preferentemente hasta 6 átomos de
carbono de anillo. Debe entenderse que los términos alquilo y
cicloalquilo deben incluir alquilo y cicloalquilo sustituidos, tales
como alquilo o cicloalquilo sustituidos por halógeno. Los
substituyentes que tengan un impacto adverso en las propiedades del
material endurecido, sin embargo deben de evitarse. Por ejemplo, se
piensa que los enlaces de éter son susceptibles de hidrólisis
foto-inducida y deben evitarse en lugares que
colocarían el enlace de éter en la matriz de degradación. Los
valores ''x'' e ''y'' representan porcentajes en peso, siendo ''x''
del 10 al 90% y preferentemente del 20 al 50% y siendo ''y'' del 90
al 10% y preferentemente del 80 al 50%.
En la fórmula, A representa las unidades de
repetición derivadas de uno o más monómeros no saturados por el
etileno. Estos monómeros para la copolimerización con monómeros
acrílicos son conocidos en el arte. Incluyen ésteres de alquilo de
ácido acrílico o metacrílico, por ejemplo acrilato de etilo,
acrilato de butilo, acrilato de
2-etil-hexilo, metacrilato de
butilo, metacrilato de isodecilo, metacrilato de
hidroxi-etilo, acrilato de
hidroxi-propilo; y monómeros de vinilo como el
m-tetrametil-xilén-isocianato
no saturado (vendido por American Cyanamid como TMI®),
vinil-tolueno, estireno, derivados estirénicos como
el \alpha-metil-estireno,
t-butil-estireno.
L representa un grupo de enlace divalente,
preferentemente un grupo alifático de 1 a 8 átomos de carbono, un
grupo de enlace cicloalifático o aromático de 6 a 10 átomos de
carbono. Los ejemplos de L incluyen:
-(CH_{2})-, -(CH_{2})_{2}-,
-(CH_{2})_{4}-. En una realización preferida, -L- está
representado por -COO-L'- donde L' es un grupo de
enlace divalente. Así, en una realización preferida de la invención,
el componente (a) del polímero está representado por unidades de
repetición aleatoria según la fórmula siguiente:
En esta fórmula, R, R', A, "x" e "y"
son tal como se definen anteriormente. L' puede ser un grupo de
enlace alifático divalente, preferentemente de 1 a 8 átomos de
carbono, por ejemplo, -(CH_{2})-, -(CH_{2})_{2}-,
-(CH_{2})_{4}-, o un grupo de enlace cicloalifático
divalente, preferentemente de hasta 8 átomos de carbono, por
ejemplo, ciclohexilo. Sin embargo, pueden utilizarse otros grupos de
enlaces divalentes, según la técnica empleada para preparar el
polímero. Por ejemplo, si se añade un
hidroxi-alquil-carbamato en un
polímero acrílico isocianato-funcional, el grupo de
enlace L' incluye un enlace de uretano -NHCOO- como residuo del
grupo isocianato. Se describe este polímero acrílico de carbamato
funcional en la Patente de los Estados Unidos Nº 5.356.669 que se
incorpora aquí como referencia. El componente (a) de polímero
utilizado en la composición de la invención puede prepararse de
varias maneras. Una forma de preparar estos polímeros consiste en
preparar un monómero acrílico que tenga una funcionalidad de
carbamato en la parte de éster del monómero. Estos monómeros son
bien conocidos en el arte y se describen por ejemplo en las Patentes
de los Estados Unidos 3.479.328, 3.674.838, 4.126.747, 4.279.833 y
4.340.497 cuya divulgación se incluye aquí como referencia.
Un método de síntesis implica la reacción de un
hidroxi-éster con urea para formar el
carbamiloxi-carboxilato (es decir, acrílico
modificado por carbamato). Otro método de síntesis consiste en
someter a reacción un éster ácido no saturado por a,b con un éster
de hidroxi-carbamato para formar el
carbamiloxi-carboxilato.
Otra técnica todavía implica la formación de un
hidroxi-alquil-carbamato mediante
la reacción de amoniaco, o una amina o diamina primaria o secundaria
con un carbonato cíclico como el carbonato de etileno. El grupo
hidróxilo del
hidroxi-alquil-carbamato se
esterifica entonces por reacción con ácido acrílico o metacrílico
para formar el monómero. Otros métodos para preparar monómeros
acrílicos modificados por carbamato vienen descritos en el arte, y
puede utilizarse también. El monómero acrílico entonces puede
polimerizarse junto con otros monómeros no saturados por etileno, si
se deseara, mediante técnicas bien conocidas en el arte.
Una vía alternativa para preparar un polímero
acrílico para su utilización como componente (a) en la composición
de la invención consiste en someter a reacción un polímero ya
formado como un polímero acrílico, con otro componente para formar
un grupo de carbamato funcional adjunto a la columna del polímero,
tal como lo describe la Patente de los Estados Unidos 4.758.632,
cuya revelación se incorpora aquí como referencia. Una técnica para
preparar estos polímeros acrílicos implica la descomposición térmica
de urea (para desprender el amoniaco y HNCO) en presencia de un
polímero o copolímero acrílico hidróxi-funcional
para formar un polímero acrílico de carbamato funcional. Otra
técnica implica la reacción del grupo hidroxilo de un
hidroxi-alquil-carbamato con el
grupo isocianato de un monómero de vinilo o acrílico
isocianato-funcional para formar el acrílico
carbamato funcional. Los acrílicos
isocianato-funcionales son conocidos en el arte y se
describen por ejemplo en la Patente de los Estados Unidos 4.301.257
cuya revelación se incorpora aquí como referencia. Los monómeros de
vinilo de isocianato son bien conocidos en el arte e incluyen
isocianato de m-tetrametil-xileno no
saturado (vendido por American Cyanamid como TMI®). Todavía otra
técnica consiste en someter a reacción el grupo de carbonato cíclico
en un acrílico de carbonato cíclico funcional con amoniaco para
formar el acrílico carbamato-funcional. Los
polímeros acrílicos de carbonato cíclico funcional son conocidos en
el arte y se describen por ejemplo en la Patente de los Estados
Unidos 2.979.514 cuya revelación se incorpora aquí como referencia.
Una manera más difícil pero realizable de preparar el polímero
consistiría en trans-esterificar un polímero de
acrilato con un
hidroxi-alquil-carbamato.
Los grupos capaces de formar grupos de urea
incluyen los grupos de amino que pueden convertirse en grupos de
urea mediante reacción con un monoisocianato (por ejemplo, el
isocianato de metilo) para formar un grupo de urea secundario o con
ácido ciánico (que puede formarse in situ por descomposición
térmica de la urea) para formar un grupo de urea primario. Esta
reacción tiene lugar preferentemente en presencia de un catalizador
tal como se conoce en el arte. Puede someterse también a reacción un
grupo amino con fosgeno y luego amoniaco para formar un compuesto
que tenga un grupo(s) de urea primario(s), o mediante
reacción de un grupo amino con fosgeno y luego una amina primaria
para formar un compuesto que tenga grupos de urea secundarios. Otra
aproximación consiste en someter a reacción un isocianato con un
compuesto de hidroxi-urea para formar un derivado de
isocianato coronado por urea. Por ejemplo, un grupo isocianato en
toluén-diisocianato puede someterse a reacción con
hidróxi-etilén-urea, seguido por la
reacción del otro grupo isocianato con un exceso de poliol para
formar un hidroxi-carbamato.
La composición de la invención se endurece
mediante reacción del componente (a) de carbamato funcional o de
urea funcional con un componente (b) que contiene un grupo o más
funcionales que son reactivos con los grupos de carbamato o de urea
en el componente (a), y que es un reticulador de
alcoxi-metil-urea. Los reticuladores
pueden formarse mediante varios métodos. Un método común implica la
obtención de ureas por reacción del isocianato y de la amina, en el
cual se somete a reacción un isocianato alifático o aromático con
una amina alifática primaria o secundaria o una amina aromática para
producir un compuesto de urea. Para obtener la
alcoxi-metil-urea, se somete a
reacción la urea con formaldehído para formar la urea metilolatada,
donde la reacción es catalizada por ácidos o bases, seguido por una
reacción de condensación que libera el agua y resulta en la
formación de un puente de metileno. La reacción de condensación es
catalizada por ácidos. Los compuestos de metilol producidos por
estas reacciones son relativamente estables en condiciones neutras o
alcalinas, pero experimenta una condensación, formando compuestos
poliméricos en condiciones ácidas. Es deseable someter a reacción
luego los grupos de metilol libres con un alcoxilo para formar los
grupos de alcoxi-metilo para que los compuestos se
vuelvan más estables. Con la sustitución del hidrógeno del compuesto
de metilol por grupos alquilo, el material es más soluble en
disolventes orgánicos y es más estable. La reacción es catalizada
por ácidos y se lleva a cabo en presencia de alcohol sobrante. La
urea puede ser una di-, tri-, o tetra-urea
sustituida por metilol. La presencia de los grupos de metilol hace
que la urea sea propensa a hidrólisis y a la formación de puentes de
éter inestables. Por lo tanto, puede resultar deseable utilizar
otros materiales de urea de partida para formar el reticulador de
alcoxi-metil-urea.
Puede utilizarse la etilén-urea
en lugar de urea, para formar la
alcoxi-metil-urea y para minimizar
los lugares reactivos en la urea. En este caso, se prepara la
etilén-urea a partir de urea,
etilén-diamina y formaldehído. Generalmente, la
etilén-urea se prepara sometiendo a reacción la
etilén-diamina sobrante con urea y luego
sometiéndola a metilolación con formaldehído. La
etilén-urea proporciona solamente dos lugares
reactivos para la metilación, por contraste con la urea, que puede
proporcionar hasta cuatro lugares para la metilolación.
Además, la
alcoxi-metil-urea puede formarse a
partir de cristales de di-urea. Se enseña a veces en
el arte que los cristales de di-urea son agentes de
control de reología. Se someten a reacción los cristales de
di-urea con formaldehído, seguido por la reacción
con un alcohol para formar la
alcoxi-metil-urea. Todavía otro
método para formar una
alcoxi-metil-urea es a partir de un
glicol-urilo. El glicol-urilo se
forma mediante reacción de urea y glioxal en una relación molar de
2:1 respectivamente.
Las
alcoxi-metil-ureas preferidas para
los propósitos de la presente invención incluyen la
N,N-dimetil-urea; la
N,N,N-trimetil-urea; y las
alcoxi-metil-ureas que tienen un
alcoxilo con una longitud de cadena de carbono desde 1 a 12 átomos
de carbono. Se prefieren particularmente las
alcoxi-metil-ureas que tengan un
alcoxilo con una longitud de cadena de carbono de entre 1 y 4.
En una composición de revestimiento, la
alcoxi-metil-urea reacciona con el
carbamato o el compuesto funcional de la urea (a) para formar una
película reticulada. Parte del carbamato o de la urea reacciona con
el grupo alcoxilo en el reticulador de urea para formar un enlace de
uretano. Un carbamato o compuesto de urea funcional se utiliza como
componente a) en lugar de un compuesto
hidróxi-funcional, para minimizar la formación de
puentes de éter en una composición de revestimiento.
La relación de equivalentes de la funcionalidad
del carbamato o de la urea con respecto a la funcionalidad del
metil-alcoxilo en una composición de revestimiento
se encuentra entre 40:60 y 95:5 y preferentemente es de 50:50.
Generalmente, el compuesto de carbamato funcional o de urea
funcional está presente en una cantidad que se sitúa entre el 70 y
el 90 por ciento en peso, y la
alcoxi-metil-urea está presente en
una cantidad que se encuentra entre el 30 y el 10 por ciento en peso
basado en el peso total de la composición de revestimiento.
Puede utilizarse una composición de revestimiento
según la presente invención, por ejemplo, en forma de un polvo
sustancialmente sólido, o una dispersión, y opcionalmente puede
utilizarse un disolvente en la composición de la presente invención.
A menudo es deseable que la composición se encuentre en un estado
sustancialmente líquido, lo que puede realizarse mediante el uso de
un disolvente. En general, según las características de solubilidad
de los componentes (a) y (b), el disolvente puede ser cualquier
disolvente orgánico y/o agua. En una realización preferida, el
disolvente es un disolvente orgánico polar. Con más preferencia, el
disolvente es un disolvente alifático polar o un disolvente
aromático polar. Con más preferencia todavía, el disolvente es una
cetona, éster, acetato, alcohol, amida aprótica, sulfóxido aprótico,
o amina aprótica. Los ejemplos de los disolventes aptos incluyen la
etil-metil-cetona, la
isobutil-metil-cetona, el acetato
de m-amilo, el acetato de
etilén-glicol butil-éter, el acetato de
propilén-glicol-monometil-éter, el
xileno, n-metil-pirrolidona, o las
mezclas de hidrocarburos aromáticos. En otra realización preferida,
el disolvente es agua o una mezcla de agua con pequeñas cantidades
de co-disolventes acuosos.
La composición de la invención puede incluir un
catalizador para mejorar la reacción de curación. A menudo, puede
resultar deseable emplear un catalizador ácido fuerte para mejorar
la reacción de curación. Estos catalizadores son bien conocidos en
el arte e incluyen, por ejemplo, el ácido
p-tolueno-sulfónico, el ácido
dinonil-naftalén-disulfónico, el
ácido dodecil-benceno-sulfónico, el
fosfato de ácido de fenilo, el maleato de monobutilo, el fosfato de
butilo y el éster de hidroxi-fosfato.
Pueden añadirse ingredientes adicionales a la
composición de revestimiento, tales como, sin limitarse a los
pigmentos, los agentes de control de reología, aditivos de control
de flujo, absorbentes de ultravioletas, y estabilizadores de luz de
amina retardada.
En una realización preferida de la invención, se
utiliza la composición de la invención como composición de
revestimiento pigmentada o como composición de revestimiento de capa
transparente. En esta composición, el disolvente puede estar
presente en la composición de la invención en una cantidad desde
aproximadamente el 0,01 por ciento en peso hasta aproximadamente el
99 por ciento en peso, preferentemente desde aproximadamente el 10
por ciento en peso hasta aproximadamente el 60 por ciento en peso, y
con más preferencia desde aproximadamente el 30 por ciento en peso
hasta aproximadamente el 50 por ciento en peso.
Las composiciones de los revestimientos pueden
revestir el artículo mediante cualquiera de las técnicas bien
conocidas en el arte. Esto incluye, por ejemplo, el revestimiento
por pulverización, revestimiento por inmersión, revestimiento por
rodillo, revestimiento por cortina. Para los paneles de las
carrocerías de automóviles, se prefiere el revestimiento por
pulverización.
En una realización particularmente preferida, la
composición de la invención se utiliza como composición de
revestimiento transparente y/o incoloro sobre una capa base
pigmentada como parte de un revestimiento compuesto
color-más-transparencia. Estos
revestimientos compuestos son populares por su profundidad de color
y su aspecto de superficie de líquido brillante. Han encontrado una
aceptación particularmente amplia en el campo de los revestimientos
de automóviles. La composición de la invención puede utilizarse
también como capa base de un revestimiento compuesto de
color-más-transparencia.
Otras composiciones de capa base pigmentada para
estos revestimientos compuestos son bien conocidas en el arte y no
requieren explicación alguna detallada. Los polímeros conocidos en
el arte que son útiles en las composiciones de capa base incluyen
los acrílicos, vinilos, poliuretanos, policarbonatos, poliésteres,
alquidos y polisiloxanos. El polímero preferido es un polímero
acrílico.
Después de que un artículo se haya moldeado,
fundido o revestido con las capas anteriormente descritas, la
composición está sometida a unas condiciones que permitan endurecer
las capas de revestimiento. Aunque puedan utilizarse varios métodos
de curación, se prefiere la curación en caliente. Generalmente, la
curación en caliente se realiza mediante exposición del artículo
revestido a temperaturas elevadas proporcionadas en primer lugar por
fuentes caloríficas radiactivas. Las temperaturas de curación
variarán según el aminoplástico y el polímero funcional utilizados,
sin embargo se encuentran generalmente en un rango entre 93ºC y
177ºC y se sitúan preferentemente entre 121ºC y 141ºC. El tiempo de
curación variará según los componentes particulares utilizados y los
parámetros físicos tales como el espesor de las capas, sin embargo
los tiempos típicos de curación se encuentran en un rango entre 15 y
60 minutos.
La invención se dirige también a un método para
mejorar la durabilidad de las películas procedentes de los
revestimientos que utilizan compuestos de
alcoxi-metil-urea. El método
comprende la combinación del compuesto de
alcoxi-metil-urea con un compuesto
de carbamato o de urea funcional para formar la composición de
revestimiento y posteriormente la aplicación a un substrato y la
formación de una película. Se calienta la película de revestimiento
para formar una película endurecida.
La invención viene descrita además en los
ejemplos no limitativos siguientes.
Se añadieron a un matraz limpio, seco de 5 litros
provisto de un agitador, un condensador y un termopar, 417,0 gramos
de propilén-glicol-metil-éter. Se
aplicó calor y se mantuvo el reflujo. En un recipiente aparte se
añadieron sucesivamente 600,0 gramos de
propilén-glicol-metil-éter, 0,34
gramos de 4-metoxil-hidroquinona y
730,5 gramos de carbamato de propil-metacrilato. Se
aplicaron al recipiente un calor y agitación suaves de modo que se
alcanzara una homogeneidad antes de cada adición hasta obtener una
solución. En un segundo recipiente se añadieron 595,8 gramos de
acrilato de 2-etil-hexilo, 384,3
gramos de estireno, 211,5 gramos de metacrilato de
2-etil-hexilo y 319,8 gramos de
peroxi-acetato de t-butilo (50%).
Los contenidos de los recipientes primero y segundo se combinaron y
mezclaron hasta ser homogéneos. Se añadió esta mezcla al matraz a
una velocidad constante durante un período de 4 horas
aproximadamente. Se añadió de manera uniforme una mezcla de 32,1
gramos de peroxi-acetato de t-butilo
(50%) y 60,0 gramos de aromáticos 100 durante 30 minutos. Se mantuvo
el reflujo durante un período de 150 minutos seguido de un
enfriamiento.
| Catalizador Ácido Bloqueado (1) | 2,18 |
| Agente de control del flujo de polibutil-acrilato | 0,9 |
| Estabilizador de Luz de Amina Obstaculizada (2) | 1,63 |
| Absorbedor de Luz Ultravioleta (3) | 4,07 |
| Metacrilato de polilaurilo | 0,35 |
| Agente Tensioactivo de Silicona (4) | 0,2 |
| Amino-metil-propanol | 0,1 |
| Etanol | 2,9 |
| n-butanol | 7,3 |
| Resina acrílica de carbamato funcional-Ej.1 | 145,06 |
| Reticulador de hidróxi-etil-etilén-urea | 11,51 |
| (1) Ácido dodecil-benceno-sulfónico bloqueado por diisopropanol-amina. | |
| (2) Tinuvin 123 de Ciba Giegy Corp. | |
| (3) Tinuvin 1130 de Ciba Giegy Corp. | |
| (4) Byk 320 de Byk Chemie |
\newpage
(Comparación)
Composición de revestimiento con resina
acrílica de OH-funcional y
melamina
| Ingrediente | Cantidad (partes en peso) |
| Catalizador Ácido Bloqueado (1) | 1,27 |
| Agente de control de flujo de polibutil-acrilato | 0,52 |
| Estabilizador de Luz de Amina Obstaculizada (2) | 0,95 |
| Absorbedor de Luz Ultravioleta (3) | 2,37 |
| Metacrilato de polilaurilo | 0,20 |
| Agente Tensioactivo de Silicona (4) | 0,12 |
| Amino-metil-propanol | 0,06 |
| Etanol | 1,69 |
| n-butanol | 4,25 |
| Resina acrílica de OH funcional | 67,47 |
| Reticulador de melamina monomérica | 17,26 |
| (1) Ácido dodecil-benceno-sulfónico bloqueado por diisopropanol-amina. | |
| (2) Tinuvin 123 de Ciba Giegy Corp. | |
| (3) Tinuvin 1130 de Ciba Giegy Corp. | |
| (4) Byk 320 de Byk Chemie |
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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(Comparación)
Composición de revestimiento con resina
acrílica de OH-funcional y un reticulador de
alcoxi-metil-urea
| Ingrediente | Cantidad |
| Catalizador Ácido Bloqueado (1) | 2,18 |
| Agente de control de flujo de polibutil-acrilato | 0,9 |
| Estabilizador de Luz de Amina Obstaculizada (2) | 1,63 |
| Absorbedor de Luz Ultravioleta (3) | 4,07 |
| Metacrilato de polilaurilo | 0,35 |
| Agente Tensioactivo de Silicona (4) | 0,20 |
| Amino-metil-propanol | 0,10 |
| Etanol | 2,90 |
| n-butanol | 7,30 |
| Resina acrílica de OH funcional | 117,20 |
| Reticulador de hidróxi-etil-etilén-urea | 28,51 |
| (1) Ácido dodecil-benceno-sulfónico bloqueado por diisopropanol-amina. | |
| (2) Tinuvin 123 de Ciba Giegy Corp. | |
| (3) Tinuvin 1130 de Ciba Giegy Corp. | |
| (4) Byk 320 de Byk Chemie |
CUADRO
1
| Resultados Comparativos para la Durabilidad | ||
| Ejemplo | Corrosión (% de Retención | Exposición a QUV** (% de |
| de Brillo) | Retención de Brillo) | |
| Ej. 2 Resina de Carbamato funcional | 35,3 | 97,6 |
| con Reticulador de Urea | ||
| Ej. 3 Acrílico hidróxi-funcional con | 27,9 | 94,2 |
| Reticulador de Melamina | ||
| Ej. 4 Acrílico hidróxi-funcional con | 10,2 | 0,81 |
| Reticulador de Urea | ||
| * 1 año de exposición Florida | ||
| ** Exposición a QUV-2500 horas |
Claims (22)
1. Una composición de revestimiento que
comprende
- (a)
- un primer componente que comprende un compuesto que tiene añadido al mismo al menos un grupo funcional seleccionado a partir del grupo compuesto de un grupo carbamato, un grupo urea, un grupo que puede convertirse en carbamato o urea, y las mezclas de los mismos; y
- (b)
- un segundo componente que comprende un compuesto reactivo con dichos grupos de carbamato sobre el componente (a), seleccionado a partir del grupo compuesto de reticuladores de alcoxi-metil-urea sustituidos.
2. Una composición según la Reivindicación 1
caracterizada porque el componente (a) comprende un compuesto
seleccionado a partir del grupo compuesto de oligómeros que tienen
añadido a los mismos más de un grupo funcional seleccionado a partir
del grupo compuesto de grupos de carbamato, grupos de urea y grupos
que pueden convertirse en carbamato o urea, teniendo dichos
oligómeros un peso molecular de entre 148 y 2000, teniendo añadido
los polímeros más de un grupo funcional seleccionado a partir del
grupo compuesto de grupos de carbamato, grupos de urea y grupos
funcionales convertibles en grupos de carbamato o de urea, teniendo
dichos polímeros un peso molecular superior a 2.000, y las mezclas
de dichos polímeros y oligómeros
3. Una composición según la Reivindicación 1
caracterizada porque dicho primer componente es un polímero
de carbamato o urea funcional seleccionado a partir del grupo
compuesto de polímeros de poliéster, epoxi, alquido, uretano,
acrílico, poliamida y polisilano y las mezclas de los mismos.
4. Una composición según la Reivindicación 2
caracterizada porque dicho polímero comprende una columna de
polímeros que tienen añadido más de un grupo carbamato funcional,
estando representado dicho primer componente por unidades de
repetición aleatoria de acuerdo con la fórmula:
donde
R representa H o CH_{3},
R' representa H, alquilo o cicloalquilo,
L representa un grupo de enlace divalente
A representa las unidades de repetición derivadas
de uno o más monómeros no saturados por el etileno.
x representa del 10 al 90% en peso, e
y representa del 90 al 10% en peso.
5. Una composición según la Reivindicación 4
caracterizada porque comprende un o más monómeros no
saturados por el etileno, más de un monómero que tenga añadido al
mismo un grupo carbamato.
6. Una composición según la Reivindicación 4
caracterizada porque dichos monómeros no saturados por el
etileno comprenden uno o más monómeros acrílicos.
7. Una composición según la Reivindicación 5
caracterizada porque dichos monómeros acrílicos comprenden un
grupo carbamato.
8. Una composición según la Reivindicación 5
caracterizada porque el 10-90% de dichos
monómeros no saturados por el etileno son monómeros acrílicos.
9. Una composición según la Reivindicación 4
caracterizada porque -L- viene representado por la fórmula
-COO-L', donde L' es un grupo de enlace
divalente.
10. Una composición según la Reivindicación 1
caracterizada porque el componente (a) comprende un oligómero
que tiene añadidos más de un grupo funcional seleccionado a partir
del grupo compuesto de grupos de carbamato, grupos de urea, y grupos
convertibles en carbamato o urea, teniendo dicho oligómero un peso
molecular de entre 148 y 2000.
11. Una composición según la Reivindicación 1
caracterizada porque el compuesto (b) está seleccionado a
partir del grupo compuesto de
alcoxi-metil-ureas, donde el grupo
alcoxilo posee una longitud de cadena de carbono que se sitúa entre
1 y 12 carbonos.
12. Una composición según la Reivindicación 1
caracterizada porque el compuesto (b) está formulado a partir
de compuestos seleccionados a partir del grupo compuesto de urea,
glicol-urilos, etilén-urea y
cristales de di-urea.
13. Un procedimiento para producir un artículo
con un revestimiento compuesto de
color-más-transparencia que
comprende los pasos de aplicación de una composición de
revestimiento coloreado a un substrato, y la aplicación de una
composición de revestimiento transparente sobre la composición de
revestimiento coloreado, caracterizado porque la composición
de revestimiento transparente es una composición de revestimiento
curable que comprende:
- (a)
- un primer componente que comprende un compuesto que tiene añadido al mismo más de un grupo funcional seleccionado a partir del grupo compuesto de grupos de carbamato, grupos de urea, y grupos convertibles en carbamato o urea, y
- (b)
- un segundo componente que comprende un compuesto reactivo con dichos grupos de carbamato o de urea sobre el componente (a), que es una alcoxi-metil-urea
14. Un procedimiento según la Reivindicación 13
caracterizado porque el componente (a) comprende un compuesto
seleccionado a partir del grupo compuesto de oligómeros que tienen
añadido a los mismos más de un grupo funcional seleccionado a partir
del grupo compuesto de grupos de carbamato, grupos de urea y grupos
convertibles en carbamato o urea, teniendo dichos oligómeros un peso
molecular de entre 148 y 2000, teniendo añadido los polímeros más de
un grupo funcional seleccionado a partir del grupo compuesto de
grupos de carbamato y de urea, teniendo dichos polímeros un peso
molecular superior a 2.000, y las mezclas de dichos polímeros y
oligómeros.
15. Un procedimiento según la Reivindicación 14
caracterizado porque el componente (a) comprende un oligómero
que es un compuesto de carbamato primario.
16. Un procedimiento según la Reivindicación 14
caracterizado porque el componente (a) comprende un polímero
de carbamato funcional seleccionado a partir del grupo compuesto de
poliéster, polímeros de epoxi, alquido, uretano, acrílico, poliamida
y polisilano y las mezclas de los mismos.
17. Un procedimiento según la Reivindicación 14
caracterizado porque el componente (a) comprende una columna
de polímeros que tiene añadido más de un grupo de carbamato
funcional, estando representado dicho primer componente por unidades
de repetición aleatoria según la fórmula:
donde
R representa H o CH_{3},
R' representa H, alquilo o cicloalquilo,
L representa un grupo de enlace divalente
A representa las unidades de repetición derivadas
de uno o más monómeros no saturados por el etileno.
x representa del 10 al 90% en peso, y
y representa del 90 al 10% en peso.
18. Un procedimiento según la Reivindicación 17
caracterizado porque el componente (a) comprende un polímero
que incluye los monómeros acrílicos, donde más de uno de dichos
monómeros acrílicos comprende un grupo carbamato.
19. Un procedimiento según la Reivindicación 17
caracterizado porque -L- está representado por la fórmula
-COO-L', donde L' es un grupo de enlace
divalente.
20. Un procedimiento según la Reivindicación 17
caracterizado porque el componente (b) está seleccionado a
partir del grupo compuesto de ureas de metilo de alcoxi, donde el
grupo alcoxilo sobre la urea posee una longitud de cadena de carbono
que se sitúa entre 1 y 12 carbonos.
21. Un artículo que comprende un substrato que
tiene sobre el mismo un revestimiento compuesto de
color-más-transparencia preparado
según la composición de la Reivindicación 1.
22. Un procedimiento para mejorar la durabilidad
exterior de un revestimiento transparente de un revestimiento
compuesto de color-más-transparencia
que comprende la combinación de:
- (a)
- un primer componente que comprende un compuesto que tiene añadido al mismo al menos un grupo funcional seleccionado a partir del grupo compuesto de grupos de carbamato, grupos de urea, y grupos convertibles en carbamato o urea, y
- (b)
- un segundo componente que comprende un compuesto reactivo con dichos grupos de carbamato o de urea sobre el componente (a), seleccionado a partir del grupo compuesto de reticuladores de alcoxi-metil-urea sustituidos.
para formar la composición de revestimiento y
aplicar posteriormente el revestimiento a un substrato, formando una
película, y calentando la película de revestimiento para endurecer
la
película.
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