ES2235257T3 - Aglutinante formador de peliculas para composiciones de revestimiento y composiciones de revestimiento que comprenden el mismo. - Google Patents

Aglutinante formador de peliculas para composiciones de revestimiento y composiciones de revestimiento que comprenden el mismo.

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ES2235257T3 ES97945849T ES97945849T ES2235257T3 ES 2235257 T3 ES2235257 T3 ES 2235257T3 ES 97945849 T ES97945849 T ES 97945849T ES 97945849 T ES97945849 T ES 97945849T ES 2235257 T3 ES2235257 T3 ES 2235257T3
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Abstract

LA PRESENTE INVENCION PROPORCIONA UN AGLUTINANTE FORMADOR DE PELICULA QUE COMPRENDE: (1) DEL 45 AL 99 % EN PESO DE UN POLIOL DE POLIESTER QUE COMPRENDE FRACCIONES CICLOALIFATICAS, Y (2) DEL 55 AL 1 % EN PESO DE UN POLIOL DE POLIURETANO QUE COMPRENDE FRACCIONES CICLICAS, CON LA CONDICION DE QUE LA T G DEL POLIOL DE POLIURETANO SEA SUPERIOR A LA T G DEL POLIOL DE POLIESTER. ASIMISMO, SE DESCRIBEN COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO QUE COMPRENDEN DICHOS AGLUTINANTES Y UN RETICULANTE, UN PROCEDIMIENTO PARA EL ENDURECIMIENTO DE DICHAS COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO Y LA UTILIZACION DE DICHAS COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO SOBRE SUSTRATOS.

Description

Aglutinante formador de películas para composiciones de revestimiento y composiciones de revestimiento que comprenden el mismo.
La presente invención se refiere a aglutinantes formadores de películas para composiciones de revestimiento, a composiciones de revestimiento, particularmente composiciones de revestimiento de alto contenido en sólidos, que comprenden tales aglutinantes, a un procedimiento para el curado de tales composiciones de revestimiento, y al uso de tales composiciones de revestimiento en sustratos.
Muchos de los revestimientos de alto contenido en sólidos para automóviles que se usan actualmente están basados en sistemas poliméricos comprendidos de un aglutinante, que comprende bien polioles basados en poliésteres o bien polioles basados en poliacrílicos, y de agentes de reticulación para ellos. Estos revestimientos se suministran, de manera general, como sistemas "de un solo componente" o de "dos componentes".
En un sistema "de un solo componente" típico, todos los ingredientes del revestimiento están combinados en una mezcla estable al almacenamiento. Tras la aplicación, el componente poliólico se reticula, generalmente con una resina aminoplástica (tal como una resina de melamina) o un isocianato bloqueado, usualmente bajo unas condiciones de curado por calor de 120ºC o superiores. En un sistema de dos componentes típico, el componente poliólico se combina con un agente de reticulación, generalmente un isocianato, poco antes de la aplicación, siendo el curado realizado a temperaturas ambientales y/o elevadas.
Por razones medioambientales, se está haciendo cada vez más importante desarrollar sistemas poliméricos con viscosidades en disolución bajas, que permitan la formulación de revestimientos de alto contenido en sólidos con viscosidades de aplicación bajas, adecuadas para el rociado. Los revestimientos de alto contenido en sólidos (de manera general, 50% en peso de sólidos o mayor) disminuyen significativamente la cantidad de compuestos orgánicos volátiles (COV) que entran en la atmósfera tras el secado/curado del revestimiento.
Además, en una operación típica de reacabado de vehículos por revestimiento, después de aplicar el revestimiento al vehículo, el acabado resultante se deja secar antes de que el vehículo sea movido. Antes de que se pueda hacer cualquier trabajo adicional al acabado, debe estar libre de pegajosidad, de tal modo que el polvo y la suciedad no se peguen a él. También debe endurecerse suficientemente para permitir que un pulimento mejore el brillo y/o elimine imperfecciones menores. Las composiciones de revestimiento de alto contenido en sólidos convencionales para el reacabado tienen tiempos de secado y curado largos, y, por consiguiente, reducen la productividad de una operación de reacabado, dado que no se pueden mover los vehículos ni trabajar en ellos después de la aplicación del acabado.
El documento WO 96/02585 describe una composición de revestimiento basada en un poliéster poliol, especialmente aplicable en la industria del reacabado del automóvil. Se ha encontrado que tal composición de revestimiento para el reacabado tiene tiempos de secado y curado largos y, por consiguiente, tiene la desventaja mencionada anteriormente de la reducción de la productividad de una operación de reacabado, dado que no se pueden mover los vehículos ni trabajar en ellos después de la aplicación del acabado.
Es un objeto de la presente invención vencer las deficiencias de las composiciones de revestimiento mencionadas anteriormente, y proporcionar una composición de revestimiento de alto contenido en sólidos que se seca en un periodo de tiempo relativamente corto hasta un acabado duro, permitiendo que el vehículo sea movido y el acabado sea pulido, si fuera necesario, para eliminar imperfecciones menores y potenciar el brillo, mejorando así la eficacia de una operación de reacabado, dejando que sean procesados más vehículos en el mismo o en menor tiempo.
Por consiguiente, la presente invención proporciona un aglutinante formador de películas, que comprende:
(1) de 45 a 99% en peso de un poliéster poliol que comprende restos cicloalifáticos, y
(2) de 55 a 1% en peso de un poliuretano poliol que comprende restos cíclicos, con la condición de que la Tg del poliuretano poliol sea más alta que la Tg del poliéster poliol, y que varíe entre 0 y 100ºC.
La presente invención proporciona también composiciones de revestimiento, preferiblemente composiciones de revestimiento de alto contenido en sólidos, que comprenden los aglutinantes formadores de películas del tipo descrito anteriormente, y un reticulador. Además, la presente invención proporciona una composición de revestimiento para el reacabado, particularmente adecuada para el reacabado de vehículos. También se proporciona un procedimiento para curar la composición de revestimiento de la invención actual.
El documento AU 91685/82 (equivalente al documento US 4.419.407) describe una composición de revestimiento termoendurecible que comprende un poliéster poliol que tiene restos cíclicos y un poliuretano poliol. El poliuretano poliol, en esta publicación, es un producto de reacción de un poliol de alto peso molecular y un compuesto de poliisocianato. La Tg del poliuretano poliol es más baja que la Tg del poliéster poliol. El poliuretano poliol actúa así como plastificante. Por consiguiente, las composiciones de revestimiento se secan lentamente y producen películas flexibles pero blandas. Se describen composiciones de revestimiento similares en el documento US 4.859.473, el documento US 4.410.667 y el documento US 4.410.668.
La solicitud de patente europea 0 561 152 describe una composición de revestimiento que comprende un poliéster poliol y, opcionalmente, un poliuretano poliol. Este poliuretano poliol se pone de ejemplo sólo como un producto de reacción de una poliamina y un carbonato, que tiene un número de hidroxilo de 400 a 800. El poliuretano poliol actúa como diluyente reactivo.
Además, se han localizado publicaciones que describen composiciones de revestimiento que comprenden poliuretano polioles pero no poliéster polioles: documentos EP-A-0 530 806, EP-A-0 409 300, EP-A-409 301, y EP-A-0 455 291. Finalmente, los documentos US 4.859.791 y GB 1.037.941 describen composiciones de revestimiento que comprenden poliéster polioles pero no en combinación con un poliuretano poliol.
Sorprendentemente, en la invención actual se ha encontrado también que aunque la Tg del poliuretano poliol sea más alta que la del poliéster poliol, no se necesitan grandes cantidades de disolvente para disminuir la viscosidad de la composición de revestimiento. Por consiguiente, se puede obtener una composición de revestimiento de alto contenido en sólidos.
Preferiblemente, la Tg del poliéster poliol varía entre -20 y 20ºC, más preferiblemente -10 y 10ºC, y la Tg del poliuretano poliol varía entre 20 y 90ºC. La Tg se mide como se explica en los Ejemplos. La diferencia en Tg entre la Tg del poliuretano poliol y la Tg del poliéster poliol es, preferiblemente, al menos 10ºC, más preferiblemente, al menos 20ºC, lo más preferiblemente, al menos 30ºC.
Preferiblemente, el aglutinante formador de películas comprende de 50 a 95% en peso del poliéster poliol, más preferiblemente de 65 a 90% en peso, y de 50 a 5% en peso del poliuretano poliol, más preferiblemente de 35 a 10% en peso.
Preferiblemente, el aglutinante formador de películas acorde con la invención actual comprende un poliéster poliol ramificado. Más preferiblemente, el poliéster poliol ramificado es el producto de reacción de
(a)
al menos un ácido policarboxílico cicloalifático o derivados suyos,
(b)
al menos un triol C_{3-12}, y
(c)
opcionalmente, uno o más monoalcohol, poliol, ácido policarboxílico aromático, ácido policarboxílico alifático acíclico, ácido monocarboxílico o éster glicidílico de ácido monocarboxílico.
Los poliéster polioles particularmente adecuados para los aglutinantes formadores de películas y las composiciones de revestimiento de la presente invención tienen un peso molecular (Mn) que varía entre 500 y 3000, preferiblemente entre 750 y 2500, determinado por cromatografía de permeación en gel usando poliestireno o propilenglicol como patrón. El grado de dispersión molecular, es decir, la relación entre Mn y Mw, está preferiblemente en el intervalo de 1,1 a 5, siendo particularmente preferidos los intervalos entre 1,5 y 3. El valor ácido del poliéster poliol está preferiblemente por debajo de 30, lo más preferiblemente por debajo de 20. Los valores de hidroxilo adecuados están en el intervalo de 75 a 300, preferiblemente de 100 a 250.
Los poliéster polioles se preparan usando técnicas convencionales. Los reaccionantes y las relaciones molares de los reaccionantes se eligen de tal manera que proporcionan un producto de reacción que tiene varios grupos hidroxilo residuales. Típicamente, los poliéster polioles se forman introduciendo los componentes carboxílicos e hidroxílicos en un recipiente de polimerización adecuado, y calentando la mezcla de reacción bajo una atmósfera inerte hasta entre 150 y 260ºC, con retirada del agua de condensación. La reacción se puede llevar a cabo en presencia de un catalizador de esterificación, y se considera completa cuando se obtienen los valores de hidroxilo y ácido adecuados.
Los poliéster polioles poseen preferiblemente una estructura ramificada. Los poliésteres ramificados se obtienen convencionalmente mediante la condensación de ácidos policarboxílicos o derivados reactivos suyos, tales como los correspondientes anhídridos o ésteres de alquilos inferiores, con polialcoholes, cuando al menos uno de los reaccionantes tiene una funcionalidad de al menos 3.
El poliéster poliol debe contener una cantidad de restos cíclicos lo suficientemente alta para proporcionar revestimientos de dureza considerable. Preferiblemente, estos restos cíclicos pertenecen a los componentes policarboxílicos, y son proporcionados por ácidos policarboxílicos cicloalifáticos y/o aromáticos, o derivados reactivos de ellos. Para comunicar una dureza suficiente, la relación molar de los ácidos policarboxílicos alifáticos acíclicos al total de los ácidos policarboxílicos es preferiblemente menor que 0,3:1, más preferiblemente menor que 0,1:1. Además, la relación molar de los ácidos policarboxílicos cicloalifáticos al total de los ácidos policarboxílicos está típicamente en el intervalo de 0,3:1 a 1:1, más preferiblemente de 0,45:1 a 1:1.
Los ejemplos de ácidos policarboxílicos cicloalifáticos adecuados o derivados reactivos suyos son el ácido tetrahidroftálico, anhídrido tetrahidroftálico, ácido hexahidroftálico, anhídrido hexahidroftálico, ácido metilhexahidroftálico, anhídrido metilhexahidroftálico, dicarboxilato de dimetilciclohexano, ácido 1,4-ciclohexanodi-carboxílico, ácido 1,3-ciclohexanodicarboxílico, y mezclas de ellos. Se prefieren el anhídrido hexahidroftálico y el ácido 1,4-ciclohexanodicarboxílico.
Los ejemplos de ácidos policarboxílicos aromáticos y derivados reactivos suyos son el ácido ftálico, anhídrido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido 5-terc-butilisoftálico, anhídrido trimelítico, y mezclas de ellos.
Los ejemplos de ácidos policarboxílicos alifáticos acíclicos o intermedios reactivos suyos son el ácido maleico, anhídrido maleico, ácido fumárico, ácido succínico, anhídrido succínico, anhídrido dodecenilsuccínico, succinato de dimetilo, ácido glutárico, ácido adípico, adipato de dimetilo, ácido azelaico, y mezclas de ellos. Se prefiere el ácido adípico. Opcionalmente, se usa hasta 20% en peso de ácido policarboxílico alifático acíclico en la preparación del poliéster poliol.
Entre los reaccionantes usados para producir el poliéster poliol también hay, preferiblemente, hasta 40% en peso de ácidos monocarboxílicos, basado en todos los monómeros usados para la preparación del poliéster poliol, preferiblemente ácidos monocarboxílicos C_{4}-C_{18}. Más preferiblemente, se usa de 5 a 30% en peso de ácidos monocarboxílicos.
Los ejemplos de ácidos monocarboxílicos C_{4}-C_{18} incluyen el ácido piválico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, ácido octanoico, ácido nonanoico, ácido 2-etilhexanoico, ácido isononanoico, ácido decanoico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido isoesteárico, ácido esteárico, ácido hidroxiesteárico, ácido benzoico, ácido 4-terc-butilbenzoico, y mezclas de ellos.
Los uno o más polialcohol(es) reaccionante(s) usado(s) para formar el poliéster pueden ser cíclicos o acíclicos, o una mezcla de ellos. Los trioles son polialcoholes preferidos. Se pueden usar como único componente alcohólico, pero también se pueden preparar poliésteres adecuados a partir de mezclas de trioles o de mezclas de uno o más trioles con otras composiciones que contienen OH, tales como monoalcoholes, dioles, tetraoles, y mezclas de ellos. Preferiblemente, se usa de 10 a 60% en peso de triol en la preparación del poliéster poliol, más preferiblemente de 20 a 50% en peso, lo más preferiblemente de 30 a 40% en peso.
Son trioles adecuados los trioles C_{3}-C_{12}. Los ejemplos de trioles son el trimetilolpropano, trimetiloletano, glicerol, y 1,2,6-hexanotriol. Se prefieren el trimetilolpropano y el trimetiloletano.
Son dioles adecuados los dioles C_{2}-C_{15}. Los ejemplos de dioles son el etilenglicol, 1,2-propilenglicol, 1,3-propilenglicol, 2-metilpropano-1,3-diol, neopentilglicol, 2-butil-2-etil-1,3-propanodiol, ciclohexano-1,4-dimetanol, el monoéster del neopentilglicol y el ácido hidroxipiválico, Bisfenol A hidrogenado, 1,5-pentanodiol, 3-metil-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 2,2,4-trimetilpentano-1,3-diol, y ácido dimetilolpropiónico. Se prefieren el neopentilglicol, 2-butil-2-etil-1,3-propanodiol, ciclohexano-1,4-dimetanol, ácido dimetilolpropiónico, y el monoéster del neopentilglicol y el ácido hidroxipiválico. Se puede usar hasta 20% en peso del diol en la preparación del poliéster poliol.
Son tetraoles adecuados los tetraoles C_{4}-C_{12}. Los ejemplos de tetraoles son el pentaeritritol y el di-trimetilolpropano. Se puede usar hasta 20% en peso del tetraol en la preparación del poliéster poliol.
Son monoalcoholes adecuados, por ejemplo, los monoalcoholes C_{6}-C_{18}. Los ejemplos específicos son el ciclohexanol, 2-etilhexanol, alcohol estearílico, y 4-terc-butilciclohexanol. Se puede usar hasta 20% en peso del monoalcohol en la preparación del poliéster poliol.
Para formar el poliéster, se puede usar también una combinación de triol y ácido monocarboxílico en la forma de ésteres glicidílicos, formados previamente, de ácidos monocarboxílicos C_{5}-C_{15}, por ejemplo, los ésteres glicidílicos de ácidos monocarboxílicos C_{9}-C_{11} ramificados, disponibles comercialmente como Cardura E10, de Shell.
Los poliuretano polioles para los aglutinantes formadores de películas y las composiciones de revestimiento de la invención tienen al menos un resto cíclico. Preferiblemente, los poliuretano polioles tienen un número de hidroxilo por debajo de 350, más preferiblemente en el intervalo de 50 a 350, incluso más preferiblemente en el intervalo de 50 a 250. Además, la temperatura de transición vítrea, Tg, del poliuretano poliol es más alta que la Tg del poliéster poliol.
El poliuretano poliol puede ser, por ejemplo, el producto de reacción de un poliisocianato de 2- a 5-funcional y un polialcohol que tenga al menos 2 grupos hidroxilo, o el producto de reacción de una poliamina y un carbonato cíclico. Los reaccionantes y las relaciones molares de los reaccionantes se eligen de tal manera que proporcionan un producto de reacción que tiene varios grupos hidroxilo residuales. Los restos cíclicos en el poliuretano poliol pueden ser aromáticos, cicloalifáticos, heterocíclicos o mezclas de ellos. Aunque están dentro del alcance de la invención unos poliuretano polioles que tienen los restos cíclicos únicamente en el(los) reaccionante(s) polialcohólico(s), se prefiere que los restos cíclicos estén presentes en el(los) reaccionante(s) de isocianato del poliuretano. También son poliuretanos preferidos aquellos en los que tanto el(los) reaccionante(s) de isocianato como el(los) reaccionante(s) polialcohólico(s) contienen estructuras cíclicas.
El poliisocianato de 2- a 5-funcional es, preferiblemente, diisocianato de isoforona, diisocianato de tetrametilxilileno, metilen-bis(4-ciclohexilisocianato), di-isocianato de norbornano, isocianurato trímero de diisocianato de isoforona, el producto de reacción de 3 moles de diisocianato de m-tetrametilxilileno con 1 mol de trimetilolpropano, el producto de reacción de 3 moles de diisocianato de tolueno con 1 mol de trimetilolpropano, diisocianato de tolueno, el isocianurato de diisocianato de hexametileno, el uretdion de diisocianato de isoforona, el uretdion de diisocianato de hexametileno, el alofanato de diisocianato de hexametileno, y mezclas de ellos. Son particularmente preferidos el isocianurato trímero de diisocianato de isoforona, el metilen-bis(4-ciclohexilisocianato), y el producto de reacción de 3 moles de diisocianato de m-tetrametilxilileno con 1 mol de trimetilolpropano. Preferiblemente, se usa de 20 a 80% en peso de poliisocianato en la preparación del poliuretano poliol, más preferiblemente de 30 a 70% en peso.
El polialcohol se selecciona preferiblemente del grupo de los dioles y trioles.
El diol se selecciona preferiblemente del grupo del etilenglicol, 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 2-metil-1,3-propanodiol, 2-etil-2-butil-1,3-propanodiol, 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, 2-etil-1,3-hexanodiol, neopentilglicol, ciclohexanodimetanol, Bisfenol A hidrogenado y mezclas de ellos. También son dioles preferidos unos condensados de bajo peso molecular (Mn<500) de ácidos carboxílicos y dioles monoméricos, por ejemplo, los preparados a partir de 1 mol de anhídrido hexahidroftálico y 2 moles de 2-butil-2-etil-1,3-propanodiol. Se usa hasta 70% en peso de diol, preferiblemente de 20 a 65% en peso.
Los trioles preferidos para el uso como polialcohol son el glicerol, trimetilolpropano, trimetiloletano o mezclas de ellos. Se puede usar hasta 25% en peso de trioles, preferiblemente de 1 a 20% en peso.
Se puede usar hasta un 30% en peso opcional de reaccionante(s) adicional(es) para la preparación del poliuretano poliol, tales como monoalcoholes C_{1}-C_{18}, con lo cual la relación molar de componente monoalcohólico a diol y/o triol es menor que 2, compuestos de monoamina primaria o secundaria C_{2}-C_{25}, sustituidos opcionalmente con un grupo hidroxilo, con lo cual la relación molar de la monoamina al diol y/o triol es más baja que 2, y compuestos de diamina C_{2}-C_{25} que comprenden grupos amina primarios y/o secundarios, con lo cual la relación molar de la diamina al diol y/o triol es más baja que 2.
Son monoalcoholes adecuados, por ejemplo, el metanol, etanol, butanol, 2-etilhexanol, ciclohexanol, alcohol bencílico, alcohol estearílico y mezclas de ellos.
Son monoaminas adecuadas, por ejemplo, la butilamina, dibutilamina, isopropanolamina, N-metiletanolamina, bencilamina, y mezclas de ellas.
Son diaminas adecuadas, por ejemplo, la isoforonadiamina, ciclohexanodiamina, propilendiamina, piperazina, aminoetilpiperazina, y mezclas de ellas.
Para la preparación del poliuretano poliol, la relación de los grupos hidroxilo y, opcionalmente, los grupos amina, a los grupos isocianato varía entre 1,2 y 3.
Se prefiere que el peso molecular medio numérico (Mn) del poliuretano poliol sea menor que 5000, los más preferidos son poliuretano polioles que tienen un Mn menor que 3000, determinado por cromatografía de permeación en gel usando poliestireno o polipropilenglicol como patrón. El grado de dispersión molecular, es decir, la relación de Mn a Mw, está preferiblemente en el intervalo de 1,1 a 5, siendo particularmente preferidos los intervalos de 1,1
a 3.
La síntesis de los poliuretano polioles de la invención se lleva a cabo preferiblemente a una temperatura de 125ºC o menor, lo más preferiblemente en el intervalo de 15ºC a 100ºC. Se pueden hacer reaccionar los componentes, opcionalmente, en presencia de un catalizador de poliuretanos, por ejemplo, compuestos orgánicos de estaño, tales como el dilaurato de dibutilestaño, o una amina terciaria, tal como la trietilendiamina.
Una realización de la invención es una composición de revestimiento que comprende un aglutinante formador de películas como el descrito anteriormente y un reticulador. Típicamente, el reticulador está presente como de 20 a 80% en peso de las composiciones de revestimiento sobre los sólidos, preferiblemente de 20 a 60% en peso sobre los sólidos, más preferiblemente de 20 a 40% en peso sobre los sólidos.
El contenido en sólidos de la composición de revestimiento es típicamente de 30 a 80% en peso, preferiblemente de 50 a 70% en peso.
Una realización adicional de la invención actual es un procedimiento para curar una composición de revestimiento del tipo descrito anteriormente. Típicamente, el curado se produce a entre 0ºC y 80ºC. Sin embargo, el procedimiento se puede llevar a cabo a temperaturas más altas. Se desean, frecuentemente, temperaturas más altas cuando el reticulador está bloqueado.
Son ejemplos de reticuladores adecuados los poliisocianatos, así como otros agentes de reticulación reactivos con los grupos hidroxilo, tales como poliisocianatos bloqueados y/o resinas aminoplásticas, y mezclas de ellos.
Los poliisocianatos útiles en la presente memoria comprenden compuestos que tienen dos o más grupos isocianato. Los ejemplos de poliisocianatos adecuados incluyen poliisocianatos monoméricos, así como ureas, biurets, alofanatos, dímeros de uretdion y trímeros de isocianurato de compuestos isocianato, y mezclas de ellos. Se puede usar cualquier poliisocianato orgánico adecuado, tal como un poliisocianato alifático, cicloalifático, aralifático o aromático, bien en solitario o bien en mezclas de dos o más.
Los isocianatos aromáticos adecuados incluyen diisocianato de tolueno, el aducto de 3 moles de diisocianato de tolueno y 1 mol de trimetilolpropano (disponible comercialmente en Bayer como Desmodur L) y 4,4'-diisocianato de difenilmetano (DIM).
Los poliisocianatos cicloalifáticos adecuados incluyen metilen-bis(4-ciclohexilisocianato), diisocianato de isoforona, y el isocianurato trímero de diisocianato de isoforona (disponible en Hüls como Vestanat T1890).
Los poliisocianatos alifáticos adecuados incluyen diisocianato de hexametileno, diisocianato de norbornano, diisocianato de 2,2,4-trimetilhexametileno, el uretdion dímero de diisocianato de hexametileno, el alofanato de diisocianato de hexametileno, el biuret de diisocianato de hexametileno, y el isocianurato trímero de diisocianato de hexame-
tileno.
Los ejemplos de poliisocianatos aralifáticos incluyen diisocianato de para- y metatetrametilxilileno, diisocianato de xileno, y el aducto de diisocianato de m-tetrametilxilileno (3 moles) y trimetilolpropano (1 mol).
Son poliisocianatos particularmente preferidos el biuret de diisocianato de hexametileno, el uretdion dímero de diisocianato de hexametileno, el alofanato de diisocianato de hexametileno, el isocianurato trímero de diisocianato de hexametileno, el isocianurato trímero de diisocianato de isoforona, el aducto de 3 moles de diisocianato de m-tetrametilxilileno y 1 mol de trimetilolpropano, el aducto de 3 moles de diisocianato de tolueno y 1 mol de trimetilolpropano, y mezclas de ellos.
La relación NCO:OH de la composición de revestimiento varía entre 0,5 y 3, preferiblemente entre 0,75 y 2, más preferiblemente entre 0,75 y 1,5.
Las composiciones de revestimiento contienen, usualmente, uno o más catalizadores, y, opcionalmente, uno o más retardadores. Son catalizadores bien conocidos, para la reacción de los polioles y los endurecedores de poliisocianato, compuestos de organoestaño, tales como el dilaurato de dibutilestaño, y compuestos de aminas terciarias, tales como la trietilendiamina. Los retardadores conocidos para la misma reacción son compuestos tales como la pentanodiona, ácido acético, alcoholes terciarios y mercaptocompuestos.
Las composiciones de revestimiento de la invención se aplican típicamente por rociado, pero también se pueden utilizar otros métodos de aplicación conocidos, por ejemplo, aplicación con brocha, inmersión, o aplicación con rodillo. Para conseguir una formulación y una viscosidad de aplicación adecuadas, se pueden añadir disolventes. Los disolventes adecuados incluyen disolventes hidrocarbonados alifáticos, cicloalifáticos y aromáticos, disolventes oxigenados, tales como el acetato de etilo, acetato de butilo, acetato de hexilo, propionato de etoxietilo, acetato del éter monometílico del propilenglicol, acetona, metiletilcetona, metilamilcetona, etilamilcetona, éter monometílico del propilenglicol, y mezclas de estos y/o otros disolventes.
Las composiciones de revestimiento también pueden contener pigmentos. Se pueden usar pigmentos inorgánicos, así como orgánicos. Se pueden usar también aditivos típicos en las composiciones de revestimiento de la invención actual, que incluyen tensioactivos, antioxidantes, absorbentes de la luz ultravioleta, estabilizantes, dispersantes del pigmento, agentes de control de la reología y agentes de nivelación.
La composición de revestimiento de la presente invención se puede aplicar a cualquier sustrato. El sustrato puede ser, por ejemplo, metal, plástico, madera, vidrio o cualquier capa de revestimiento. La otra capa de revestimiento puede estar comprendida de la composición de revestimiento de la invención actual, o puede ser una composición de revestimiento diferente. Las composiciones de revestimiento de la invención actual muestran una utilidad particular como revestimientos transparentes (revestimientos sobre la base), revestimientos superiores pigmentados, imprimadores, y cargas. Las composiciones son particularmente adecuadas para reacabar vehículos de motor y vehículos de transporte, y en el acabado de grandes vehículos de transporte, tales como trenes, camiones, autobuses y aviones.
Ejemplos
Los métodos de ensayo usados en los ejemplos se describen más adelante.
Las medidas de viscosidad para los poliéster polioles y los poliuretano polioles preparados se llevaron a cabo en un viscosímetro de rotación Epprecht, modelo Rheomat 15 (de Contraves AG) usando un eje C a una velocidad de cizallamiento de 3,85 s^{-1}.
Las medidas de la Tg se llevaron a cabo como sigue. Se secó una muestra de un polímero durante 16 horas a 100ºC en un horno de vacío. En una copa DSC (calorimetría de barrido diferencial) estándar de aluminio se colocaron de 4 a 5 mg del polímero seco. El análisis de la muestra tuvo lugar en el MDSC 2950, de TA Instruments. La curva de calor para el poliéster poliol fue de -50 a 150ºC, a una velocidad de 5ºC/min. La curva de calor para el poliuretano poliol fue de 0 a 150ºC, a una velocidad de 5ºC/min.
La viscosidad de las composiciones de revestimiento se midió en una copa de fluidez DIN número 4, según DIN 53211-1987. La viscosidad se informa en segundos.
Vida de la mezcla: para los propósitos de esta descripción, la vida de la mezcla es el tiempo entre la mezcla inicial de todos los componentes y la duplicación de la viscosidad (basado en la viscosidad inicial en el momento de la mezcla).
Secado: un revestimiento está "seco al polvo" cuando una bolita de lana de algodón, dejada caer en la pintura, puede ser retirada fácilmente al soplar. Un revestimiento está "seco al tacto" cuando la marca que deja el pulgar firmemente apretado desaparece después de 1 ó 2 minutos.
Dureza: La dureza se midió usando ISO 1522, con la excepción de que se usó una lámina de acero, tratada como se indica en los ejemplos, en lugar de una lámina de vidrio.
Brillo: El brillo se mide según ISO 2813:1994. El brillo se expresa en unidades de Brillo.
Capacidad de retener el esmalte (CRE): la CRE es una determinación de la apariencia visual total. Un jurado de al menos 3 personas valora la apariencia visual de cada ejemplo en una escala de 1 a 10 (1 = apariencia muy mala, 10 = apariencia excelente). La determinación tiene en cuenta brillo, formación de arrugas, nivelación y claridad de imagen/distinción de imagen. El número medio dará la CRE.
Resistencia a los disolventes: se expusieron las muestras a gasolina, xileno o metiletilcetona. El tiempo requerido para reblandecer la película de pintura hasta una dureza por el ensayo del lápiz de 2b da la resistencia. Las medidas se llevan a cabo después de 1 y/o 7 días de secado.
Flexibilidad: la flexibilidad se mide según ISO 1520. La profundidad de impacto da un valor para la flexibilidad.
Pulibilidad: una superficie de 10 x 5 cm se lija con papel de lija SF (disponible en 3M), después se pule a mano con lana de algodón y Finess it (disponible en 3M). Después de limpiar la superficie con el desengrasante M600 (disponible en Akzo Nobel Coatings, Sassenheim, Holanda) se mide el brillo a 20º. Comparado con el valor del brillo sin tratar (original) la ganancia de porcentaje de brillo da un valor para la pulibilidad.
La distinción de imagen (DDI) se determina proyectando una imagen patrón (original) sobre un revestimiento con un Portable Distinctness of Reflected Image Meter, nº 1792, de Ati Systems Inc. La nitidez de la imagen reflejada y de la imagen original se compara. Si la imagen reflejada es (casi) tan nítida como la imagen original, la DDI del revestimiento es alto. Si la imagen reflejada es mucho menos nítida que la imagen original, la DDI del revestimiento es bajo.
Ejemplo 1 Poliéster poliol A
En un reactor de 10 litros dotado de un agitador, termómetro, separador de agua Dean-Stark, columna rellena y tubo de entrada de nitrógeno se introdujeron:
680 g de 1,4-dimetanolciclohexano,
2873 g de anhídrido hexahidroftálico, y
1595 g de ácido 3,5,5-trimetilhexanoico (ácido isononanoico).
Los contenidos, con agitación y bajo una atmósfera de nitrógeno, fueron calentados hasta 165ºC y mantenidos a esta temperatura durante 2 horas.
Posteriormente, se añadieron 2532 g de trimetilolpropano al reactor, y la temperatura de la mezcla de reacción fue elevada hasta 230ºC. El agua de reacción fue retirada por destilación a una velocidad tal que la temperatura en la parte superior de la columna rellena no excedió de 102ºC, y la reacción se ejecutó a 230ºC hasta que se hubieron recogido 460 g de agua.
La mezcla de reacción fue enfriada entonces hasta 175ºC, y la columna rellena fue sustituida por una columna Vigreux sin relleno. Después de la adición de 400 g de xileno, la reacción continuó azeotrópicamente bajo retorno de xileno hasta que se obtuvo un valor ácido de 9,3 (mg KOH/G) en el producto de reacción sólido.
Después, la mezcla de reacción fue enfriada hasta 180ºC, y se añadieron 320 g del éster glicidílico de un ácido decanomonocarboxílico ramificado disustituido en 1,1 (disponible comercialmente bajo la designación comercial Cardura E, de Shell). La mezcla de reacción fue mantenida a 180ºC durante un periodo de 2 horas, después enfriada hasta 130ºC y diluida con xileno.
Se obtuvo una disolución de un poliéster poliol que tenía un contenido en sólidos de 70%, una vioscosidad de 580 mPa.s a 20ºC, un valor ácido de 0,2, un número de hidroxilo de 160, un Mn de 1090 y un Mw de 3140 (medidos por cromatografía de permeación en gel usando poliestireno como patrón). El poliéster poliol tuvo una Tg de -3ºC.
Ejemplo 2 Poliéster poliol B
En un recipiente de reacción de fondo redondo, de 10 litros, equipado con un agitador, columna rellena, condensador, camisa calefactora, termómetro, y entrada de nitrógeno, se introdujeron
2608 g de anhídrido hexahidroftálico,
2981 g de trimetilolpropano,
2015 g de ácido isononanoico,
195 g de anhídrido ftálico, y
9,2 g de una disolución acuosa que comprendía ácido fosfórico 85%.
La mezcla de reacción fue calentada bajo una corriente de nitrógeno de 10 litros/hora. La temperatura de la mezcla fue elevada de manera gradual hasta 240ºC. El agua de reacción fue retirada por destilación a una velocidad tal que la temperatura en la parte superior de la columna rellena no excedió de 103ºC. Después de que la reacción fue ejecutada a 240ºC durante una hora, la corriente de nitrógeno fue incrementada hasta 50 litros/hora y la reacción continuó a 240ºC hasta que se alcanzó un valor ácido de 9,3. La mezcla de reacción fue enriada entonces hasta 130ºC y diluida con 1817 g de acetato de butilo.
Se obtuvo una disolución de un poliéster poliol que tenía un contenido en sólidos de 80,5%, una viscosidad de 7,5 Pa.s a 20ºC, un valor ácido de 9,3, y un valor de hidroxilo de 145, ambos basados en sólidos. El poliéster poliol tuvo una Tg de -2ºC. El poliéster poliol tuvo un Mn de 1900 y un Mw de 4500 (medidos por cromatografía de permeación en gel usando poliestireno como patrón).
Ejemplo 3 Poliéster poliol C
Se preparó un poliéster poliol en un recipiente de reacción de 5 litros, según la configuración de equipamiento y los procedimientos del Ejemplo 2, usando:
683 g de anhídrido ftálico,
1483 g de trimetilolpropano,
979 g de ácido isononanoico, y
4,47 g de una disolución acuosa que comprendía ácido fosfórico 85%, y
886 g de acetato de butilo.
Se obtuvo una disolución de un poliéster poliol que tenía un contenido en sólidos de 80,1%, una viscosidad de 8,75 Pa.s a 20ºC, un valor ácido de 10,4 y un valor de hidroxilo de 157, ambos basados en sólidos. El poliéster poliol tuvo una Tg de 3ºC. El poliéster poliol tuvo un Mn de 1790 y un Mw de 3350 (medidos por cromatografía de permeación en gel usando poliestireno como patrón).
Ejemplo 4 Poliéster poliol D
Se preparó un poliéster poliol en un recipiente de reacción de 5 litros según la configuración de equipamiento y los procedimientos del Ejemplo 2, usando:
1290 g de anhídrido hexahidroftálico,
403 g de ciclohexanodimetanol
1366 g de trimetilolpropano,
442 g de ácido isononanoico, y
1090 g de acetato de butilo.
Se obtuvo una disolución de un poliéster poliol que tenía un contenido en sólidos de 74,3%, una viscosidad de 2,0 Pa.s a 20ºC, un valor ácido de 2,6 y un valor de hidroxilo de 285, ambos basados en sólidos. El poliéster poliol tuvo una Tg de -3ºC. El poliéster poliol tuvo un Mn de 650 y un Mw de 1180 (medidos por cromatografía de permeación en gel usando polipropilenglicol como patrón).
Ejemplo 5 Poliuretano poliol A
En un recipiente de reacción de fondo redondo, de dos litros, equipado como en el Ejemplo 2, se introdujeron
426 g de 2-butil-2-etil-1,3-propanodiol,
440 g de acetato de butilo, y
0,11 g de dilaurato de dibutilestaño.
La mezcla fue calentada bajo una atmósfera de nitrógeno hasta 55ºC. Después, se añadieron 934 g de una disolución al 70% en acetato de butilo del isocianurato trímero de diisocianato de isoforona (disponible como Vestanat T 1890 E, de Hüls) durante un periodo de 60 minutos. Durante esta adición, no se dejó que la temperatura excediera de 70ºC. Después de la adición completa, la mezcla fue hecha reaccionar posteriormente a 70ºC, hasta que el contenido en NCO, calculado sobre los ingredientes sólidos, cayó por debajo de 0,1% en peso. Después de enfriar, se obtuvo una disolución transparente de un poliuretano poliol que tenía una viscosidad (20ºC) de 2,8 Pa.s, un contenido en sólidos de 60,8% (determinado a 150ºC durante 60 minutos) y un valor de hidroxilo de 136 calculado en sólidos. Usando poliestireno como patrón, la cromatografía de permeación en gel (GPC) indicó un Mn de 1300 y un Mw de 1800. El poliuretano poliol tuvo una Tg de 81ºC.
Ejemplo 6 Poliuretano poliol B
En un recipiente de reacción de fondo redondo, de 2 litros, equipado de la misma manera que el descrito en el Ejemplo 5, se preparó un poliuretano poliol a partir de
320 g de 2-butil-2-etil-1,3-propanodiol,
134 g de trimetilolpropano,
303 g de acetato de butilo, y
0,12 g de dilaurato de dibultilestaño.
Después, se añadieron 1050 g de Vestanat 1890 E durante un periodo de 60 minutos. Durante esta adición, no se dejó que la temperatura excediera de 70ºC, hasta que el contenido en NCO, calculado sobre los ingredientes sólidos, cayó por debajo de 0,1% en peso. Después de enfriar, se obtuvo una disolución transparente de un poliuretano poliol que tenía un contenido en sólidos de 60,5%, una viscosidad de 10 Pa.s a 20ºC, y un valor de hidroxilo de 155, calculado sobre los sólidos. La GPC indicó un Mn de 1150 y un Mw de 2000, con poliestireno como patrón. El poliuretano poliol tuvo una Tg de 82ºC.
Ejemplo 7 Poliuretano poliol C
Se preparó un poliuretano poliol, según la configuración del equipo y los procedimientos del Ejemplo 5, usando
627 g de 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol,
563 g de 4,4'-metilen-bis-(ciclohexilisocianato), disponible comercialmente en Bayer como Desmodur W,
297 g de acetato de butilo, y
0,12 g de dilaurato de dibutilestaño.
Al enfriar la mezcla de reacción después de que el contenido en NCO, calculado sobre los ingredientes sólidos, hubo caído por debajo de 0,1%, dio un producto semisólido que tenía un contenido en sólidos de 80,2% y un valor de hidroxilo de 202, calculado sobre los sólidos. La GPC indicó un Mn de 750 y un Mw de 900, con poliestireno como patrón. El, poliuretano poliol tuvo una Tg de 36ºC.
Ejemplo 8 Poliuretano poliol D
Se preparó un poliuretano poliol según la configuración del equipo y los procedimientos del Ejemplo 5, usando
361 g de 2-butil-2-etil-1,3-propanodiol,
900 g de una disolución 80%, en una mezcla 50/50 de acetato de butilo y metiletilcetona, del producto de adición de 1 mol de trimetilolpropano y 3 moles de diisocianato de tetrametilxilileno (disponible comercialmente en Cytek como Cythane 3160),
540 g de acetato de butilo, y
0,11 g de dilaurato de dibutilestaño.
Se obtuvo una disolución incolora de un poliuretano poliol que tenía un contenido en sólidos de 60,5%, una viscosidad de 2,2 Pa.s a 20ºC y un valor de hidroxilo de 117, calculado sobre los sólidos. La resina tuvo una Tg de 60ºC.
Ejemplo 9 Poliuretano poliol E
Se preparó un poliuretano poliol según la configuración del equipo y los procedimientos del Ejemplo 5, usando
762 g de una disolución 76%, en acetato de butilo, de un poliéster diol de bajo peso molecular preparado a partir de anhídrido hexahidroftálico (1 mol) y 2-butil-2-etil-1,3-propanodiol (2 moles) y que tenía un valor ácido de 4,2,
454 g de Vestanat 1890 E,
433 g de acetato de butilo, y
0,30 g de dilaurato de dibutilestaño.
Se obtuvo una disolución de un poliuretano poliol que tenía un contenido en sólidos de 49,4%, un valor ácido de 2,3 y un valor de hidroxilo de 105, calculado sobre la resina sólida, una viscosidad de 0,32 Pa.s, un Mn de 1010 y un Mw de 1480. Se usó polipropilenglicol como patrón para la cromatografía de permeación en gel. La resina tuvo una Tg de 24ºC.
Ejemplo 10 Poliuretano poliol F
Se preparó un poliuretano poliol en un recipiente de reacción de 1 litro, según la configuración y los procedimientos del Ejemplo 5, usando
161 g de 2-butil-2-etil-1,3-propanodiol,
398 g de Vestanat T 1890 E,
240 g de acetato de butilo, y
0,06 g de dilaurato de dibutilestaño.
Se obtuvo una disolución de un poliuretano poliol que tenía un contenido en sólidos de 55%, un valor de hidroxilo de 110, calculado sobre la resina sólida, una viscosidad de 1,1 Pa.s a 23ºC, un Mn de 1170 y un Mw de 2370. Se usó polipropilenglicol como patrón para la cromatografía de permeación en gel. El poliuretano poliol tuvo una Tg de 86ºC.
Ejemplo 11 Poliuretano poliol G
En un recipiente de reacción de fondo redondo, de 1 litro, equipado de la misma manera que el descrito en el Ejemplo 5, se introdujeron
\newpage
101 g de alcohol bencílico,
67 g de acetato de butilo, y
0,05 g de dilaurato de dibutilestaño.
Después de calentar esta mezcla bajo una atmósfera de nitrógeno hasta 55ºC, se añadieron 494 g de Vestanat T1890 E durante un periodo de 60 minutos. Durante esta adición, no se dejó que la temperatura excediera de 70ºC. Después de la adición completa, se añadieron 124 g de acetato de butilo y la mezcla de reacción fue calentada posteriormente a 70ºC durante un periodo de 2 horas. Después, se añadieron 63 g de trimetilolpropano, y la mezcla de reacción fue mantenida adicionalmente a 70ºC hasta que el contenido en NCO cayó por debajo de 0,1%.
Se obtuvo una disolución transparente de un poliuretano poliol que tenía un contenido en sólidos de 60,9%, un valor de hidroxilo de 103, calculado sobre la resina sólida, una viscosidad de 3,35 Pa.s a 20ºC, un Mn de 1000 y un Mw de 1550. Se usó polipropilenglicol como patrón para la cromatografía de permeación en gel. El poliuretano poliol tuvo una Tg de 83ºC.
Ejemplos 12-16
Ejemplos comparativos A-B
Los Ejemplos 12-16 proporcionan ejemplos de composiciones de revestimiento sin pigmentar acordes con la presente invención. Los Ejemplos A y B proporcionan composiciones de revestimiento sin pigmentar comparativas. Los Ejemplos 12-16 y los Ejemplos Comparativos A y B se formularon como se detalla en la Tabla I.
TABLA I Composiciones de revestimiento sin pigmentar: Formulaciones
1
^{1} Diluyente 1 = metilamilcetona:etilamilcetona en una mezcla 1:1
^{2} \begin{minipage}[t]{148mm} Diluyente 2 = acetato de butilo: Solvesso 100: acetato del éter monometílico del propilenglicol en una mezcla 1:1:1 \end{minipage}
^{3} BYK 306: un aditivo de silicona para la nivelación disponible en BYK Chemie, Wesel, Alemania.
^{4} \begin{minipage}[t]{148mm} Desmodur N 3390: un triisocianurato basado en diisocianato de hexametileno, disponible en Bayer AG, 90% de sólidos en acetato de butilo \end{minipage}
^{5} \begin{minipage}[t]{148mm} Desmodur N75: un poliisocianato de tipo biuret basado en diisocianato de hexametileno, disponible en Bayer AG, 75% de sólidos en acetato del éter monometílico del propilenglicol/xileno (1/1). \end{minipage}
^{6} El poliéster poliol A tiene un contenido en sólidos de 91% en acetato de butilo en lugar de 70% en xileno.
Las composiciones de revestimiento transparentes de los Ejemplos 12-16 y los Ejemplos Comparativos A y B fueron rociadas hasta un grosor de capa seca de 60 micrómetros sobre paneles de acero. Los paneles de acero habían sido revestidos previamente con un imprimador de poliuretano de dos componentes (carga Autocryl® 3+1, disponible en Akzo Nobel Coatings, Sassenheim, Holanda) y una capa base metálica (capa base Autobase® AM disponible en Akzo Nobel Coatings, Sassenheim, Holanda). Los revestimientos se dejaron secar a 23ºC y una humedad relativa de 55%. Los resultados de la evaluación se presentan en la Tabla II.
Los resultados en la Tabla II muestran que las composiciones de revestimiento que usan aglutinantes formadores de película acordes con la invención actual proporcionan tiempos de secado más cortos y pulibilidad mejorada.
TABLA II Composiciones de revestimiento sin pigmentar: Evaluación
2
Ejemplo 17
Ejemplo comparativo C
El Ejemplo 17 y el Ejemplo Comparativo C fueron formulados como se detalla en la Tabla III.
Las composiciones de revestimiento pigmentadas del Ejemplo 17 y el Ejemplo Comparativo C se aplicaron con una pistola rociadora en un ligero revestimiento y en un revestimiento completo. Se dejó un breve intervalo de 2 a 5 minutos entre los dos revestimientos. Las muestras pigmentadas fueron rociadas directamente sobre un revestimiento de carga Autocryl® 3110 (disponible en Akzo Nobel Coatings, Sassenheim, Holanda). Los resultados de la evaluación se presentan en la Tabla IV.
Los resultados en la Tabla IV demuestran el secado y dureza mejorados proporcionados por las composiciones de revestimiento que comprenden los aglutinantes formadores de película acordes con la invención actual.
TABLA III Revestimientos pigmentados: Formulaciones
3
^{1} Dióxido de titanio, disponible en Kronos
^{2} Agente dispersante, disponible en BYK Chemie, Wesel, Alemania
^{3} Disolvente, disponible en Exxon Chemical
^{4} \begin{minipage}[t]{105mm} Aditivo de silicona para la nivelación, disponible en BYK Chemie, Wesel, Alemania \end{minipage}
^{5} \begin{minipage}[t]{105mm} Un triisocianurato basado en diisocianato de hexametileno, disponible en Bayer AG, 90% de sólidos en acetato de butilo \end{minipage}
TABLA IV Revestimientos pigmentados: Evaluación
4

Claims (20)

1. Un aglutinante formador de películas, que comprende:
(1) de 45 a 99% en peso de un poliéster poliol que comprende restos cicloalifáticos, y
(2) de 55 a 1% en peso de un poliuretano poliol que comprende restos cíclicos, con la condición de que la Tg del poliuretano poliol sea más alta que la Tg del poliéster poliol, y varíe entre 10 y 100ºC.
2. Un aglutinante formador de películas según la reivindicación 1, en el que la Tg del poliéster poliol varía entre -20 y 20ºC y la Tg del poliuretano poliol varía entre 10 y 100ºC.
3. Un aglutinante formador de películas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la diferencia en Tg entre la Tg del poliuretano poliol y la Tg del poliéster poliol es al menos 10ºC.
4. Un aglutinante formador de películas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende de 50 a 95% en peso del poliéster poliol y de 50 a 5% en peso del poliuretano poliol.
5. Un aglutinante formador de películas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el poliéster poliol es ramificado.
6. Un aglutinante formador de películas según la reivindicación 5, en el que el poliéster poliol es el producto de reacción de
(a) al menos un ácido policarboxílico cicloalifático o derivados suyos,
(b) al menos un triol C_{3}-C_{12}, y
(c) opcionalmente, uno o más monoalcohol, poliol, ácido policarboxílico aromático, ácido policarboxílico alifático acíclico, ácido monocarboxílico o éster glicidílico de ácido monocarboxílico.
7. Un aglutinante formador de películas según la reivindicación 6, en el que el ácido policarboxílico cicloalifático o el derivado suyo se selecciona del grupo de anhídrido hexahidroftálico, ácido 1,4-ciclohexanodicarboxílico, y mezclas de ellos.
8. Un aglutinante formador de películas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 6 y 7, en el que el triol se selecciona del grupo de trimetiloletano, trimetilolpropano, glicerol, 1,2,6-hexanotriol, y mezclas de ellos.
9. Un aglutinante formador de películas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 6, 7 y 8, en el que la relación molar de los ácidos policarboxílicos alifáticos acíclicos al total de los ácidos policarboxílicos es menor que 0,3:1, y la relación molar de los ácidos policarboxílicos cicloalifáticos al total de los ácidos policarboxílicos está en el intervalo de 0,3:1 a 1:1.
10. Un aglutinante formador de películas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el poliuretano poliol que tiene un número de hidroxilo por debajo de 350 es el producto de reacción de al menos un poliisocianato cíclico de 2- a 5-funcional y al menos un polialcohol, y, opcionalmente, otros monómeros.
11. Un aglutinante formador de películas según la reivindicación 10, en el que el poliisocianato cíclico se selecciona del grupo del isocianurato trímero de diisocianato de isoforona, metilen-bis(4-ciclohexilisocianato), y el producto de reacción de 3 moles de diisocianato de m-tetrametilxilileno con 1 mol de trimetilolpropano.
12. Una composición de revestimiento, que comprende un aglutinante formador de películas según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes y un reticulador.
13. Una composición de revestimiento según la reivindicación 12, que comprende de 20 a 80% en peso del reticulador, basado en sólidos.
14. Una composición de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12 y 13, en la que el reticulador se selecciona del grupo de poliisocianatos.
15. Una composición de revestimiento según la reivindicación 14, en la que el reticulador se selecciona entre el biuret de diisocianato de hexametileno, el uretdion dímero de diisocianato de hexametileno, el alofanato de diisocianato de hexametileno, el isocianurato trímero de diisocianato de hexametileno, el isocianurato trímero de diisocianato de isoforona, el aducto de 3 moles de diisocianato de m-tetrametilxilileno y 1 mol de trimetilolpropano, el aducto de 3 moles de diisocianato de tolueno y 1 mol de trimetilolpropano, y mezclas de ellos.
\newpage
16. Un procedimiento para curar una composición de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12-15, procedimiento que comprende hacer reaccionar el aglutinante formador de películas y el reticulador.
17. Un procedimiento según la reivindicación 16, que comprende además hacer reaccionar el aglutinante formador de películas y el reticulador entre 0ºC y 80ºC.
18. El uso de una composición de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12-15 como un revestimiento transparente o un revestimiento superior pigmentado.
19. El uso de una composición de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12-15 para aplicaciones de reacabado de automóviles.
20. El uso de una composición de revestimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 12-15 para aplicaciones de revestimiento de vehículos.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR0210909B1 (pt) 2001-06-01 2011-07-26 composiÇço de revestimento compreendendo um poliisocianato e um oligâmero de poliÉster preparado de um poliol, um Ácido policarboxÍlico e um Ácido monocarboxÍlico e uso da mesma.
JP2005535450A (ja) * 2002-08-13 2005-11-24 アクゾ ノーベル コーティングス インターナショナル ビー ヴィ チオール官能性化合物を含む多層コーティング系
US7012115B2 (en) 2003-07-30 2006-03-14 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Aqueous urethane polyol and coating composition containing the same
US7939598B2 (en) * 2007-12-12 2011-05-10 Bayer Materialscience Ag Polyisocyanate mixtures comprising cycloaliphatic structural elements
JP5991822B2 (ja) 2012-02-10 2016-09-14 Basfジャパン株式会社 1液型クリヤー塗料組成物及びそれを用いた複層塗膜形成方法
IN2015DN01770A (es) 2012-08-10 2015-05-29 Akzo Nobel Coatings Int Bv
CN104749669A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 反射膜及该反射膜的制作方法
JP2018517029A (ja) * 2015-05-21 2018-06-28 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 超分岐ポリカーボネートポリオールの調製及びそれらの使用
CN110804382A (zh) * 2018-07-19 2020-02-18 荒川化学工业株式会社 热固化型涂覆剂、固化物以及膜
WO2020094636A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 Allnex Netherlands Bv Non-aqueous crosslinkable composition with improved appearance
WO2021146083A1 (en) * 2020-01-14 2021-07-22 Arkema Inc. Polyester-urethane compositions useful for producing ultraviolet light resistant coatings

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4410667A (en) * 1982-01-29 1983-10-18 Ppg Industries, Inc. Elastomeric coating compositions
US4419407A (en) * 1982-01-29 1983-12-06 Ppg Industries, Inc. Elastomeric coating compositions
AU535796B2 (en) * 1982-01-29 1984-04-05 Ppg Industries, Inc. Elastomeric coatings
DE3621706A1 (de) * 1986-06-28 1988-01-07 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von isocyanatgruppen aufweisenden prepolymeren, die nach diesem verfahren erhaeltlichen prepolymeren und ihre verwendung als bindemittel in einkomponentenlacken
US4859743A (en) * 1988-06-22 1989-08-22 Ppg Industries, Inc. Urethane component for high solids coating compositions
US5130405A (en) * 1989-07-13 1992-07-14 Akzo N.V. Acid etch resistant coatings
US5221788A (en) * 1991-09-05 1993-06-22 Mitsubishi Kasei Corporation Polyurethane polyol and polyurethane coating composition employing said polyol
US5468802A (en) * 1994-07-18 1995-11-21 Ppg Industries, Inc. Low volatile organic content automotive refinish coating composition

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