ES2238416T3 - Composicion de revestimiento de curado a temperatura ambiente. - Google Patents

Composicion de revestimiento de curado a temperatura ambiente.

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ES2238416T3 ES01902312T ES01902312T ES2238416T3 ES 2238416 T3 ES2238416 T3 ES 2238416T3 ES 01902312 T ES01902312 T ES 01902312T ES 01902312 T ES01902312 T ES 01902312T ES 2238416 T3 ES2238416 T3 ES 2238416T3
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Abstract

Composición de revestimiento de curado a la temperatura ambiente que comprende: - un polisiloxano que tiene la fórmula: en la que cada R1 se selecciona del grupo que consiste en grupos alquilo, arilo, y alcoxi que tienen hasta seis átomos de carbono, grupos reactivos de glicidoxi, y grupos OSi(OR3)3, en la que cada R3 independiente- mente tiene el mismo significado que R1, cada R2 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y grupos alquilo y arilo que tienen hasta seis átomos de carbono, y en la que n se selecciona de tal manera que el peso molecular de los polisiloxanos esté en el

Description

Composición de revestimiento de curado a temperatura ambiente.
La presente invención se refiere a una composición de revestimiento de curado rápido a la temperatura ambiente (seca al tacto en menos de 2 horas a 25ºC) con un contenido elevado en sólidos (> 70% en peso) y un VOC (compuestos orgánicos volátiles) bajo (< 250 gramos de disolvente por litro de la composición, g/l) la cual se puede usar en revestimientos protectores duraderos.
Se ha incrementado en los años recientes la preocupación acerca de la liberación de los disolventes volátiles a la atmósfera, y ha existido una consecuente necesidad de reducir el contenido en disolventes orgánicos volátiles de las composiciones de revestimiento, de sellado, y adhesivas. Esto no ha sido fácil para las composiciones de revestimiento, las cuales requieren una viscosidad relativamente baja de por debajo de 20 Poises para su aplicación mediante los métodos usuales de pulverización, rodillo, ó cepillo, y particularmente no para las composiciones de revestimiento que se tienen que aplicar y curar rápidamente a la temperatura ambiente, por ejemplo los revestimientos para grandes estructuras tales como barcos, puentes, edificios, plantas industriales, y equipos para la industria del
petróleo.
Las composiciones de revestimiento generalmente necesitan contener un polímero para conferir las propiedades de formación de película, pero cualquier polímero usado necesita tener un peso molecular suficiente para proporcionar la baja viscosidad requerida, particularmente después de su pigmentación como una pintura. Dichos polímeros de baja viscosidad requieren a menudo tiempos de curado prolongados para desarrollar unas propiedades mecánicas satisfactorias, especialmente cuando se curan a una temperatura baja.
En el Documento WO 98/04594 se describe un procedimiento para la preparación de una composición de polímero curable mediante la polimerización de un monómero olefínicamente insaturado funcional en la presencia de un diluyente reactivo que es un compuesto orgánico líquido de una viscosidad inferior a 2 Pa.s (20 Poises) que tiene al menos un grupo funcional que es sustancialmente no reactivo con el monómero olefínicamente insaturado funcional y el cual es capaz de reaccionar con un agente de curado para formar un polímero celular. El inconveniente más importante de esta tecnología es que este material de revestimiento de baja viscosidad da lugar a una Tg de la película final baja y a su moderada durabilidad.
En los Documentos WO 96/16109 y WO 98/32792 se describen una composición de revestimiento de epoxipolisiloxano que se prepara mediante la combinación de agua, un polisiloxano, un agente endurecedor de aminosilano difuncional, opcionalmente un compuesto orgánico de oxisilano, y una resina epoxi no aromática. La cantidad máxima de disolvente añadido a estas composiciones es de aproximadamente 420 g/l. Las composiciones se pretende que se puedan usar como revestimientos protectores para acero imprimado o galvanizado, aluminio, hormigón, y otros substratos a un espesor de película seca en el intervalo de 25 \mum a aproximadamente dos milímetros. Mientras que estas composiciones se emplean como revestimientos finales durables, sus propiedades de retención del brillo y del color cuando están expuestos a condiciones de ensayo naturales o acelerados (UV-A, UV-B) no son como cabía esperar para las composiciones a base de polisiloxano. Esto afecta fuertemente al aspecto de un substrato
revestido.
El documento US 4.446.259 describe una composición de revestimiento que tiene un vehículo líquido y un aglomerante que es una mezcla de un polímero olefínicamente insaturado que contiene grupos glicidilo y un polisiloxano reticulable que tiene unidos a los átomos de silicona de su estructura principal grupos alquilo, fenilo, e hidroxilo. Estas composiciones se usan como revestimientos protectores de curado a la temperatura ambiente. El inconveniente más importante de estas composiciones es la presencia de una cantidad relativamente grande de disolvente orgánico en la composición.
El documento EP 0 822 240 describe una composición de resina de revestimiento que comprende una disolución de oligómero dispersado en sílice de un compuesto orgánico de silano, una resina acrílica, y un catalizador de curado. Las composiciones de resina de revestimiento como promedio tienen un contenido en sólidos en el intervalo de 40 - 50 por ciento en peso. Consecuentemente, estas composiciones de revestimiento tienen un VOC muy por encima de 250 g/l.
El Documento WO 97/22728 describe una composición de revestimiento en polvo resistente al calor que comprende al menos un polímero poliacrílico con grupo funcional de glicidilo y al menos un polisiloxano con grupo funcional de hidroxilo. Esta composición se cura a temperaturas superiores a aproximadamente 250ºC. Esta temperatura de curado elevada convierte la composición en inadecuada para su uso en el revestimiento de grandes estructuras tales como barcos, puentes, etc. Además, esta composición de revestimiento no es curable a menos que se caliente la superficie revestida.
La presente invención proporciona una solución a los inconvenientes asociados con la técnica anterior mencionados anteriormente. La composición de revestimiento de curado a la temperatura ambiente de la presente invención comprende:
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-
un polisiloxano lineal o ramificado que tiene la fórmula:
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1
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en la que cada R1 se selecciona independientemente del grupo que consiste en grupos alquilo, arilo, y alcoxi que tienen hasta seis átomos de carbono, grupos reactivos de glicidoxi, y grupos OSi(OR3)_{3}, en la que cada R3 independientemente tiene el mismo significado que R1, cada R2 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y grupos alquilo y arilo que tienen hasta seis átomos de carbono, y en la que n se selecciona de tal manera que el peso molecular de los polisiloxanos esté en el intervalo desde 200 a aproximadamente 5.000, y preferiblemente 500 - 2.000,
-
un polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo, y
-
un agente endurecedor.
Se prefiere que R1 y R2 comprendan grupos que tengan menos de seis átomos de carbono para facilitar la rápida hidrólisis del polisiloxano, la cual reacción está estimulada por la volatilidad del producto análogo al alcohol de la hidrólisis. Los grupos R1 y R2 que tienen más de seis átomos de carbono tienden a dificultar la hidrólisis del polisiloxano debido a la volatilidad relativamente baja de cada análogo del alcohol.
Se da preferencia al uso de polisiloxanos con grupo funcional de alcoxisililo. Se prefieren los polisiloxanos con grupos funcionales de metoxi, etoxi, y silanol que tienen pesos moleculares en el intervalo de aproximadamente 400 a aproximadamente 2.000 para la formulación de las composiciones de revestimiento de acuerdo con la presente invención. Los polisiloxanos con grupos funcionales metoxi, etoxi, y silanol que tienen pesos moleculares de menos de 400 producirían una composición de revestimiento que sería quebradiza y que ofrecería una mala resistencia al impacto. Se puede usar cualquier polisiloxano con grupo funcional de metoxi, etoxi, y silanol líquido con un peso molecular por encima de 400, aunque se prefiere usar polisiloxanos con un peso molecular de menos de 2.000, ya que ellos permiten la producción de composiciones que requieren pocos si algunos disolventes adicionales para conseguir la viscosidad para su aplicación, es decir que se pueden usar sin la adición de disolvente en exceso de los requerimientos actuales de contenido en compuestos orgánicos volátiles (VOC). En general, se puede usar un polisiloxano de peso molecular elevado sin violar los requerimientos de VOC mediante la mezcla del mismo con un diluyente reactivo o no reactivo. Sin embargo, normalmente esto afectará a las propiedades de la película.
Los polisiloxanos adecuados que se pueden usar en la composición de acuerdo con la presente invención incluyen: DC 3037 y DC 3074 (ambos de Dow Corning), ó SY 231, SY 550, y MSE 100 (todos de Wacker).
El polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo se puede preparar mediante la copolimerización de uno o más monómeros olefínicamente insaturados con un monómero olefínicamente insaturado con grupo funcional de glicidilo.
Los ejemplos de monómeros etilénicamente insaturados que se pueden copolimerizar con dicho monómero olefínicamente insaturado con grupo funcional de glicidilo son los ésteres acrílicos tales como (meta)acrilato de butilo, (meta)acrilato de metilo, (meta)acrilato de etilo, (meta)acrilato de propilo, (meta)acrilato de n-hexilo, (meta)acrilato de isopropilo, (meta)acrilato de butilo, metacrilato o acrilato de 2-etil-hexilo, (meta)acrilato de ciclo-hexilo, (meta)acrilato de 2,2,5-trimetilciclohexilo, (meta)acrilato de isobornilo, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, (meta)acrilato de trimetoxisililpropilo, y compuestos vinílicos tales como estireno, acetato de vinilo o cloruro de vinilo, en los que la notación (meta)acrilato significa acrilato o metacrilato.
El monómero olefínicamente insaturado con grupo funcional de glicidilo en general puede ser uno cualquiera de los monómeros olefínicamente insaturados antes mencionados funcionalizados con uno o más grupos epóxido. El metacrilato de glicidilo es uno de los monómeros preferidos en la preparación del polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo.
Para preparar una composición de revestimiento con un VOC bajo, el polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo se puede preparar, por ejemplo, mediante la polimerización por radicales libre o cualquier otra reacción en la presencia de un diluyente reactivo que es un compuesto orgánico de viscosidad inferior a 2 Pa.s (20 Poises) a 25ºC. Se da preferencia al uso de un diluyente reactivo que tenga al menos un grupo funcional que sea sustancialmente no reactivo con los monómeros olefínicamente insaturados y que sea capaz de reaccionar con un agente de curado para formar un polímero celular. Se encontró que los polisiloxanos de baja viscosidad se pueden usar en la preparación del polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo que está presente en la composición de revestimiento de acuerdo con la presente invención.
En una realización altamente preferida, el diluyente reactivo es un polisiloxano, y este polisiloxano es el mismo que el polisiloxano que está presente en la composición de revestimiento de acuerdo con la presente invención.
Los diluyentes reactivos que se pueden usar en la preparación del polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo incluyen los polisiloxanos con grupo funcional de alcoxisililo, tales como DC 3037 y DC 3074 (ambos de Dow Corning), ó SY 231, SY 550, y MSE 100 (todos de Wacker), los alcoxisilanos monoméricos, tales como trimetoxipropil silano y dimetoxidifenil silano, y los alcoxisilanos monoméricos con grupo funcional orgánico, tales como glicidoxipropil trimetoxisilano, glicidoxipropil trietoxisilano, acetoacetoxipropil trimetoxisilano, y acetoacetoxipropil trietoxisilano.
Se obtienen muy buenos resultados cuando el polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo se obtiene mediante la polimerización de una mezcla que comprende metacrilato de glicidilo y acrilato de butilo en el polisiloxano que está también presente en la composición de revestimiento. Opcionalmente, la mezcla comprende además metacrilato de metilo y/o otros monómeros acrílicos. En general, se puede decir que se obtienen buenos resultados cuando la mezcla comprende 5 - 60% en peso de metacrilato de glicidilo, 0 - 60% en peso de metacrilato de metilo, y 10 - 80% en peso de acrilato de butilo, mejores resultados se obtienen cuando la mezcla comprende 18 - 55% en peso de metacrilato de glicidilo, 0 - 45% en peso de metacrilato de metilo, y 25 - 70% en peso de acrilato de butilo, y se obtienen los resultados óptimos cuando la mezcla comprende 40 - 50% en peso de metacrilato de glicidilo, 0 - 15% en peso de metacrilato de metilo, y 50 - 60% en peso de acrilato de butilo, en la que el % en peso se calcula basado en la cantidad total de monómeros olefínicamente insaturados presentes en la mezcla antes del comienzo de la reacción de polimerización.
Como se indicó anteriormente, se da preferencia a un procedimiento para la preparación del polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo a partir de un monómero etilénicamente insaturado mediante su polimerización por adición mientras se encuentra en disolución. La polimerización se realiza preferiblemente en la ausencia sustancial de un disolvente volátil no funcional, esto es, un disolvente que no reaccionará con el agente de curado para el polímero.
Alternativamente, puede estar presente una pequeña proporción, por ejemplo de hasta 10 a 20% en peso de la mezcla de reacción de polimerización, de un disolvente volátil no funcional que sea miscible con el disolvente reactivo. Alguno o todos de los monómeros, pueden estar disueltos previamente en el diluyente reactivo, pero preferiblemente los monómeros, junto con (a) el iniciador-(es) por radicales libres y cualquier agente de transferencia de cadena usados, se añaden gradualmente al diluyente. Por ejemplo, el diluyente reactivo se puede calentar a una temperatura en el intervalo de 50 - 200ºC, y los monómeros, el iniciador, y el agente de transferencia de cadena se añaden a lo largo de un periodo de hasta 12 horas, preferiblemente en 4 horas, mientras que la temperatura de la disolución se mantiene durante la adición y durante un periodo adicional de 0,5 - 4 horas después de la adición. Se puede añadir una carga adicional de iniciador durante este periodo adicional para reducir el nivel de monómero sin reaccionar. Sin embargo, es posible también reducir este nivel mediante la separación por destilación del monómero sin reaccionar de la mezcla de reacción.
El iniciador por radicales libre pueden ser por ejemplo un peróxido o un peroxi-éster tal como el peróxido de benzoilo, peróxido de di-terc-butilo, peroxi-3,5,5-trimetil-hexanoato de terc-butilo, 2,5-bis(2-etilhexanoil-peroxi)-2,5-dimetilhexano, ó peroctoato de butilo terciario ó un compuesto azo tal como el azobisisobutironitrilo o el azo-bis(2- metilbutironitrilo).
Un agente de transferencia de cadena, por ejemplo dodecanotiol, butanotiol, tetra(mercaptopropionato)) de pentaeritritol, mercaptopropil trimetoxisilano, o fosfito de dibutilo, puede estar presente durante la polimerización. El nivel de iniciador y de agente de transferencia de cadena, si está presente se controla preferiblemente de tal manera que el peso molecular medio numérico M_{n} del polímero producido no sea mayor de 10.000 y esté preferiblemente en el intervalo de 600 a 5.000, y lo más preferiblemente de 1.000 a 3.000, con el fin de mantener una viscosidad manejable. Sin embargo, es posible obtener una composición manejable usando un polímero con un peso molecular por encima de 1.000, aunque se necesita añadir esos niveles relativamente elevados de compuestos monoméricos y/o de disolvente para conseguir su viscosidad de aplicación. Por ejemplo, la cantidad de iniciador por radicales libres usada (en peso basado en los monómeros) es generalmente de al menos 1%, preferiblemente de 2 a 10%, cuando no se usa un agente de transferencia de cadena, o se puede usar un nivel de 1 a 5% de iniciador en conjunción con 1 a 10% de agente de transferencia de cadena.
La composición de revestimiento de acuerdo con la presente invención comprende también un agente endurecedor o agente de curado. El agente de curado que está presente en la composición de polímero curable en general puede ser cualquier agente de curado activo en la reticulación de los grupos funcionales presentes en el polímero olefínicamente insaturado y/o en el diluyente reactivo bajo las condiciones de curado previstas. El agente de curado puede ser por ejemplo un compuesto con función tiol o con función amino. Preferiblemente, el agente de curado es una amina elegida de las clases generales de aminas alifáticas, aductos de aminas alifáticas, poliamidoaminas, aminas cicloalifáticas y aductos de aminas cicloalifáticas, aminas aromáticas, bases de Mannich, y cetiminas, cada uno de los cuales puede estar sustituido totalmente o en parte con un aminosilano que tiene la fórmula general Y-Si-(O-X)_{3}, en la que Y es H(HNR)_{a} y a es un número entero desde uno a seis, cada R es un radical orgánico difuncional seleccionado independientemente del grupo que consiste en radicales arilo, alquilo, dialquilarilo, alcoxialquilo, y cicloalquilo, y R puede variar dentro de cada molécula de Y. Cada X puede ser el mismo o diferente, y está limitado a grupos alquilo, hidroalquilo, alcoxialquilo, e hidroxialcoxialquilo que contienen menos de aproximadamente seis átomos de carbono.
Los aminosilanos preferidos son, por ejemplo, 3-aminoetil trietoxisilano, 3-aminopropil trietoxisilano, n-fenilaminopropil trimetoxosilano, trimetoxisililpropil dietilen triamina, 3-(3-aminofenoxi)propil trimetoxisilano, aminoetil aminometilfenil trimetoxisilano, 2-aminoetil 3-aminopropilo, tris 2-etilhexosisilano, n-aminohexil aminopropil trimetoxisilano, y trisaminopropil trimetoxi etoxisilano, o las mezclas de los mismos.
Sin embargo, el agente de curado puede contener también un mercaptosilano, una poliamina o un politiol.
En una realización preferida, la composición de revestimiento comprende desde 45 a 75% en peso del polisiloxano, desde 20 a 45% en peso del polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo, y desde 4 a 11% en peso del agente endurecedor. Los resultados óptimos se encontraron para una composición de revestimiento que comprende desde 60 a 70% en peso del polisiloxano, desde 20 a 30% en peso del polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo, y desde 7 a 11% en peso del agente endurecedor. El % en peso se calcula sobre la base del peso de la composición de revestimiento.
Opcionalmente, la composición de revestimiento de acuerdo con la presente invención comprende un alcoxisilano de peso molecular bajo que tiene la fórmula general siguiente:
R4 --- O ---
\melm{\delm{\para}{R3}}{S}{\uelm{\para}{R3}}
i --- R5
en la que R3 se selecciona del grupo que consiste en grupos alquilo y cicloalquilo que contienen hasta seis átomos de carbono y grupos arilo que contienen hasta diez átomos de carbono. R4 se selecciona independientemente del grupo que consiste en grupos alquilo, hidroxialquilo, alcoxialquilo, e hidroxialcoxialquilo que contienen hasta seis átomos de carbono. R5 se selecciona independientemente del grupo que consiste en grupos alquilo, alcoxi, hidroxialquilo, alcoxialquilo, e hidroxialcoxialquilo que contienen hasta seis átomos de carbono. Un ejemplo de un alcoxisilano de bajo peso molecular de acuerdo con la fórmula anterior que se puede usar en la composición de revestimiento es el dimetoxidifenil silano.
Las composiciones de revestimiento de acuerdo con la invención pueden contener un compuesto que actúa como un catalizador para la condensación Si-O-Si. En general, los revestimientos son capaces de su curado bajo condiciones de temperatura y humedad ambientes a un revestimiento libre de adherencia en 2 a 20 horas incluso sin un catalizador tal, pero se puede preferir un catalizador para proporcionar un curado más rápido.
Un ejemplo de un catalizador para la condensación Si-O-Si es un compuesto de alcoxititanio, por ejemplo un compuesto de quelato de titanio tal como un dialcóxido de bis(acetilacetonato) de titanio, por ejemplo, diisopropóxido de bis(acetilacetonato) de titanio, un dialcóxido de bis(acetoacetato) de titanio, por ejemplo, diisopropóxido de bis(etilacetoacetato) de titanio o un titanato de alcanolamina, por ejemplo, diisopropóxido de bis(trietanolamina) de titanio, o un compuesto de alcoxititanio que no sea un quelato tal como un titanato de tetra(isopropilo) o un titanato de tetrabutilo. Dichos compuestos de titanio que contienen grupos alcoxi unidos al titanio pueden no actuar como catalizadores solos, puesto que el grupo de alcóxido de titanio es hidrolizable y el catalizador puede llegar a estar unido al silano o siloxano curados mediante enlaces Si-O-Ti. La presencia de dichos restos de titanio en el producto curado puede ser ventajosa para proporcionar incluso una mayor estabilidad térmica. El compuesto de titanio se puede usar por ejemplo a 0,1 a 5% en peso del aglomerante. Los compuestos de alcóxido de circonio o de aluminio correspondientes pueden ser también útiles como catalizadores.
Un catalizador alternativo es un nitrato de un ion de metal polivalente tal como nitrato de calcio, nitrato de magnesio, nitrato de aluminio, nitrato de cinc, o nitrato de estroncio. El nitrato de calcio se ha sugerido como un catalizador para el curado con amina de las resinas epoxi, pero no se ha sugerido nunca para el curado de materiales de silano o de siloxano. Sorprendentemente, se ha encontrado que el nitrato de calcio es un catalizador eficaz para el curado de la condensación Si-O-Si de un silano o siloxano que contienen al menos dos grupos alcoxi unidos al átomo de silicio por enlaces Si-O-C, cuando la composición incluye también una amina orgánica. El nitrato de calcio se usa preferiblemente en su forma de tetrahidrato pero se pueden usar otras formas hidratadas. El nivel de catalizador de nitrato de calcio requerido es generalmente no más de 3% en peso del aglomerante, por ejemplo 0,05 a 3% en peso. Los revestimientos curados usando catalizador de nitrato de calcio son especialmente resistentes a su amarilleo por exposición a la luz solar.
Otro ejemplo de un catalizador adecuado es un compuesto orgánico, por ejemplo un dicarboxilato de dialquil-estaño tal como dilaurato de dibutil-estaño o diacetato de dibutil-estaño. Dicho catalizador de compuesto orgánico de estaño se puede usar por ejemplo a 0,05 a 3% en peso del aglomerante de la composición de revestimiento.
Otros compuestos eficaces como catalizadores en las composiciones de la invención son las sales orgánicas, tales como los carboxilatos de bismuto, por ejemplo el tris(neodecanoato) de bismuto. Las sales orgánicas y/o los quelatos de otros metales tales como cinc, aluminio, circonio, estaño, calcio, cobalto, o estroncio, por ejemplo el acetilacetonato de circonio, acetato de cinc, acetilacetonato de cinc, octoato de cinc, octoato de estaño, oxalato de estaño, acetilacetonato de calcio, acetato de calcio, 2-etilhexanoato de calcio, naftenato de cobalto, dodecilbencenosulfonato de calcio, o acetato de aluminio, pueden ser también eficaces como catalizadores.
Las composiciones de revestimiento de la invención pueden contener uno o más ingredientes adicionales. Ellos pueden contener por ejemplo uno o más pigmentos, por ejemplo dióxido de titanio (pigmento blanco), pigmentos coloreados tales como óxido de hierro amarillo o rojo o un pigmento de ftalocianina y/o uno o más pigmentos de fortalecimiento tales como un óxido de hierro micáceo o sílice cristalina y/o uno o más pigmentos anticorrosivos tales como cinc metálico, fosfato de cinc, wolastonita o un cromato, molibdato o fosfonato y/o un pigmento de carga tal como las baritas, talco o carbonato de calcio. La composición puede contener también un agente de espesamiento tal como una sílice de partícula fina, arcilla bentonita, aceite de ricino hidrogenado, o una cera de poliamida. La composición puede contener también un plastificante, un pigmento dispersante, estabilizador, coadyuvante del flujo, o disolvente de dilución.
Las composiciones de revestimiento de la invención generalmente se curan a las temperaturas ambiente, por ejemplo 5 a 30ºC, y así son adecuadas para su aplicación a grandes estructuras en las que no es practicable el curado térmico. Las composiciones de revestimiento de la invención alternativamente se pueden curar a temperaturas elevadas, por ejemplo desde 30 a 50ºC hasta 100 ó 130ºC, para acelerar el curado. La hidrólisis de los grupos alcoxi unidos a silicio depende de la presencia de humedad; en casi todos los climas la humedad atmosférica es suficiente pero puede ser necesario añadir una cantidad controlada de humedad al revestimiento cuando se cura a temperatura elevada o cuando se cura en localizaciones de humedad muy baja (desiertos). El agua se envasa preferiblemente por separado de cualquier compuesto o polímero que contiene los grupos alcoxi unidos a silicio.
Las composiciones de revestimiento de la invención en general se pueden usar como revestimientos de acabado y/O revestimientos de imprimación. Las composiciones de revestimiento contienen una proporción relativamente elevada de polisiloxano que tiene un brillo elevado que es retenido notablemente bien tras su exposición a la intemperie y a los rayos UV. Ellos son particularmente adecuados para el revestimiento de substratos que están expuestos a la intemperie, por ejemplo, a la luz solar, durante períodos prolongados antes de volverlos a revestir. Los niveles más elevados de brillo se pueden conseguir si la composición de revestimiento incluye un disolvente orgánico (diluyente) tal como xileno, aunque el uso de un disolvente no es generalmente necesario en las composiciones de revestimiento de la invención, las cuales pueden ser composiciones con un contenido 100% de sólidos que tienen un contenido en compuestos orgánicos volátiles medidos muy bajos. La composición de revestimiento puede contener un alcohol, por ejemplo etanol o butanol, preferiblemente envasado con el componente con función de alcoxisililo, para ampliar el tiempo de vida útil y controlar la velocidad inicial del curado. Un revestimiento de acabado de acuerdo con la invención se puede aplicar sobre varios revestimientos de imprimación, por ejemplo capas de imprimación de silicato de cinc inorgánico o de silicato rico en cinc orgánico y capas de imprimación orgánicas, por ejemplo de resina epoxi, que contienen pigmentos barrera o copos de metal, que inhiben la corrosión, de metal de cinc. La composición de revestimiento de la invención tiene particularmente una buena adhesión a los revestimientos de silicato de cinc inorgánico sin necesidad de un revestimiento de empañado o de un revestimiento de conexión intermedio. Una composición de revestimiento de acabado de la invención se puede aplicar también directamente sobre revestimientos de "pulverización de metal" de aluminio o de cinc, en cuyo caso actúa como un agente de sellado así como también como un revestimiento final, o sobre acero galvanizado, acero inoxidable, aluminio, o superficies de plásticos tales como revestimientos de poliéster reforzado con fibra de vidrio o un gel de poliéster. La composición de revestimiento se puede usar por ejemplo como un revestimiento de acabado en edificios, estructuras de acero, automóviles, aviones, y otros vehículos, y en maquinaría industrial en general y accesorios. El revestimiento de acabado puede estar pigmentado o puede ser un revestimiento transparente (sin pigmentar), particularmente sobre coches y yates. La composición de revestimiento se puede aplicar directamente a acero al carbono preparado como una capa de imprimación/acabado.
La composición de revestimiento de la invención alternativamente se puede usar como un revestimiento de imprimación protector, particularmente sobre superficies de acero, por ejemplo puentes, oleoductos, plantas o edificios industriales, instalaciones petrolíferas y de gas, o barcos. Para este uso la composición está generalmente pigmentada con pigmentos anticorrosivos. Ella puede estar por ejemplo pigmentada con polvo de cinc; los revestimientos de acuerdo con la invención tienen un comportamiento anticorrosivo similar a los revestimientos de silicato de cinc conocidos pero son menos susceptibles a la fisuración por desecación y pueden ser revestidos exteriormente fácilmente, particularmente con un acabado de polisiloxano, por ejemplo un revestimiento de acabado de acuerdo con la presente invención. Las composiciones de revestimiento de imprimación de acuerdo con la invención se pueden usar como revestimientos de mantenimiento y de reparación sobre superficies menos que perfectas tales como acero tratado con chorro de arena envejecido o "ginger" (acero que ha sido tratado con chorro de arena y que ha comenzado a oxidarse en pequeñas manchas), acero sometido a la intemperie preparado a mano, y revestimientos envejecidos.
Además de su sobresaliente resistencia a la intemperie de UV, los revestimientos producidos a partir de las composiciones de la invención tienen una buena flexibilidad y adhesión a la mayor parte de las superficies y tienen una resistencia térmica más elevada (hasta 150ºC y usualmente hasta 200ºC) que la mayor parte de los revestimientos orgánicos.
La invención se ilustrará con referencia a los ejemplos siguientes. Estos pretenden ilustrar la invención pero no se debe considerar como que limitan de alguna manera el alcance de la misma.
En los ejemplos, pbw tiene el significado de partes en peso.
Ejemplos Ejemplo 1 Preparación del polímero
Se preparó un polímero acrílico en un recipiente de reacción equipado con un agitador mecánico, un tubo de entrada de nitrógeno, un controlador de la temperatura, un condensador de reflujo, y tubos de entrada para la adición de los reactivos durante la reacción. Un polisiloxano (Dow Corning DC 3074) se cargó al recipiente y se calentó a 140ºC con agitación bajo nitrógeno. Una mezcla de acrilato de butilo, metacrilato de glicidilo, metacrilato de metilo, y un iniciador (peróxido de di-terc-butilo = Trigonox B) se añadió durante un período de 4 horas. Después de que se terminó la adición, la temperatura se mantuvo a 140ºC durante 2 horas. A continuación el producto se permitió enfriar antes de ser eliminado del recipiente de reacción. La viscosidad del producto obtenido se midió a 25ºC usando un viscosímetro Brookfield 1000 CAP equipado con un cono Nº 6. Los detalles sobre la formulación y sus propiedades se proporcionan en la Tabla 1.
Ejemplo 2 Preparación del polímero
Se preparó un polímero acrílico usando el método del Ejemplo 1, realizándose la reacción a 150ºC. Los detalles sobre la formulación y sus propiedades se proporcionan en la Tabla 1.
Ejemplos 3 - 18
Preparación del polímero
Se prepararon diferentes polímeros acrílicos usando el método del Ejemplo 1. Los detalles sobre las formulaciones y sus propiedades se proporcionan en la Tabla 1.
Ejemplo 19 Preparación del polímero
Se preparó un polímero acrílico usando el método del Ejemplo 1, realizándose la reacción a 114ºC. Se usó Trigonox 42S en 5 partes en peso de xileno como iniciador. Los detalles sobre la formulación y sus propiedades se proporcionan en la Tabla 1.
Ejemplo 20 Preparación del polímero
Se preparó un polímero acrílico usando el método del Ejemplo 1, realizándose la reacción a 114ºC. Se usó Trigonox 141 en 5 partes en peso de xileno como iniciador. Los detalles sobre la formulación y sus propiedades se proporcionan en la Tabla 1.
Ejemplo 21 Composición de revestimiento
Se preparó una composición de revestimiento usando el polímero 1 mediante mezcla del polímero 1 y un pigmento (dióxido de titanio) usando un dispensador de elevada velocidad. Se añadió xileno para reducir la viscosidad de la mezcla por debajo de 10 Poises. Se añadieron un agente de curado (3-aminopropil trietoxisilano) y un catalizador (diacetato de dibutil-estaño) y la mezcla se agitó a mano antes de ser aplicada a los paneles de ensayo. Los detalles sobre la formulación de la composición de revestimiento y sus propiedades de viscosidad se proporcionan en la Tabla 2.
Ejemplo 22 Composición de revestimiento
Se preparó una composición de revestimiento usando el polímero 2 mediante mezcla del polímero 2 y un dióxido de titanio usando un dispensador de elevada velocidad. Se añadió xileno para reducir la viscosidad de la mezcla por debajo de 10 Poises. Se añadieron un agente de curado (3-aminopropil trietoxisilano) y un catalizador (neodecanoato de bismuto) y la mezcla se agitó a mano antes de ser aplicada a los paneles de ensayo. Los detalles sobre la formulación de la composición de revestimiento y sus propiedades de viscosidad se proporcionan en la Tabla 2.
TABLA 1
2
1) Dow Corning DC 3074.
2) Acrilato de butilo.
3) Metacrilato de glicidilo.
4) Metacrilato de metilo.
5) Trigonox-B.
6) Viscosidad del polímero.
7) Viscosidad del polímero a 90% de contenido en compuestos no volátiles en xileno.
8) Trigonox 42S.
9) Trigonox 141.
Ejemplos 23 - 38
Composiciones de revestimiento
Se prepararon composiciones de revestimiento de acuerdo con el procedimiento del Ejemplo 21, usando los polímeros 3 - 18. Los detalles sobre la formulación de las composiciones de revestimiento y sus propiedades de viscosidad se proporcionan en la Tabla 2.
Alguno de los paneles de ensayo se irradiaron con radiación UV-A ó UB-B bajo condiciones de ensayo acelerado. Ellos mostraron una retención del brillo de aproximadamente 90% después de 200 días de irradiación con UV-A. Esto supone una mejora importante en comparación con los revestimientos protectores del estado de la técnica basados en formulaciones de polisiloxano.
Los paneles mostraron una retención del brillo de aproximadamente 40% después de 200 días de irradiación con UV-B. Esto supone también una mejora importante en comparación con los revestimientos protectores del estado de la técnica basados en formulaciones de polisiloxano, que muestran una retención del brillo muy por debajo del 10% para la irradiación con UV-B para dicho período de tiempo.
TABLA 2
3
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1) \+ C.A. = agente de curado.\cr  2) \+ Cat = catalizador.\cr  3)
\+  \begin{minipage}[t]{145mm} Viscosidad de la composición de 
revestimiento medida a 25ºC usando un viscosímetro Brookfield 1000
CAP equipado  con un cono Nº 6.
\end{minipage} \cr}

Claims (12)

1. Composición de revestimiento de curado a la temperatura ambiente que comprende:
-
un polisiloxano que tiene la fórmula:
4
en la que cada R1 se selecciona del grupo que consiste en grupos alquilo, arilo, y alcoxi que tienen hasta seis átomos de carbono, grupos reactivos de glicidoxi, y grupos OSi(OR3)_{3}, en la que cada R3 independientemente tiene el mismo significado que R1, cada R2 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y grupos alquilo y arilo que tienen hasta seis átomos de carbono, y en la que n se selecciona de tal manera que el peso molecular de los polisiloxanos esté en el intervalo desde 500 a aproximadamente 2.000,
-
un polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo obtenido mediante polimerización en la presencia de un diluyente reactivo, y
-
un agente endurecedor.
2. Composición de revestimiento de curado a la temperatura ambiente que comprende:
-
un polisiloxano que tiene la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
5
\vskip1.000000\baselineskip
en la que cada R1 se selecciona del grupo que consiste en grupos alquilo, arilo, y alcoxi que tienen hasta seis átomos de carbono, grupos reactivos de glicidoxi, y grupos OSi(OR3)_{3}, en la que cada R3 independientemente tiene el mismo significado que R1, cada R2 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y grupos alquilo y arilo que tienen hasta seis átomos de carbono, y en la que n se selecciona de tal manera que el peso molecular de los polisiloxanos esté en el intervalo desde 500 a aproximadamente 2.000,
-
un polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo, y
-
un agente endurecedor.
teniendo dicha composición de revestimiento un contenido en sólidos de más del 70% en peso.
3. Composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque el polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo se obtiene mediante polimerización en la presencia de un diluyente reactivo.
4. Composición de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo se obtiene mediante polimerización en el polisiloxano.
5. Composición de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el polisiloxano es un polisiloxano con grupo funcional de alcoxisililo.
6. Composición de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo se obtiene mediante polimerización de una mezcla que comprende metacrilato de glicidilo y acrilato de butilo.
7. Composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque la mezcla comprende además metacrilato de metilo.
8. Composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque la mezcla comprende 15 - 75% en peso de metacrilato de glicidilo, 0 - 60% en peso de metacrilato de metilo, y 30 - 85% en peso de acrilato de butilo.
9. Composición de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la composición comprende desde 45 a 75% en peso del polisiloxano, desde 20 a 45% en peso del polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo, y desde 4 a 11% en peso del agente endurecedor, calculándose el % en peso sobre la base del peso de la composición de revestimiento.
10. Composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque la composición comprende desde 60 a 70% en peso del polisiloxano, desde 20 a 30% en peso del polímero acrílico con grupo funcional de glicidilo, y desde 7 a 11% en peso del agente endurecedor, calculándose el % en peso sobre la base del peso de la composición de revestimiento.
11. Uso de una composición de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes como un revestimiento protector.
12. Uso de una composición de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, para el revestimiento a temperatura ambiente de grandes estructuras tales como barcos, puentes, edificios, plantas industriales, o equipos para la industria del petróleo.
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