ES2242434T3 - Composicion de revestimiento de el secado al aire basada en poliesteramida. - Google Patents

Composicion de revestimiento de el secado al aire basada en poliesteramida.

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ES2242434T3 ES99958508T ES99958508T ES2242434T3 ES 2242434 T3 ES2242434 T3 ES 2242434T3 ES 99958508 T ES99958508 T ES 99958508T ES 99958508 T ES99958508 T ES 99958508T ES 2242434 T3 ES2242434 T3 ES 2242434T3
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Jochum Beetsma
Dick Adriaan Pons
Lambert Grootoonk
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Abstract

Composición de revestimiento de secado al aire que comprende una poliesteramida que contiene al menos dos grupos carboxialquilamida derivados de un ácido carboxílico de (C10-C28) insaturado por molécula, caracterizada porque la poliesteramida está representada por la fórmula (III): en la que: B = dirradical de arilo o (ciclo)alquilo alifático, opcionalmente sustituido, de (C2-C12).

Description

Composición de revestimiento de secado al aire basada en poliesteramida.
La invención se refiere a un polímero y a una composición de revestimiento de secado al aire que comprende este polímero.
Los revestimientos de secado al aire están descritos en las actas de la Conferencia Internacional en Revestimientos Orgánicos del 7-11 de julio de 1997, páginas 295-303. Las restricciones sobre la emisión de disolventes en pinturas crea la necesidad se sistemas amistosos con el medio ambiente importantes. Para aplicaciones industriales, los revestimientos en polvo y los sistemas soportados en agua son las alternativas más atractivas y ya están en uso. Para fines arquitectónicos, hay una aceptación limitada de los sistemas soportados en agua. En esta aplicación, los revestimientos que tienen durabilidad aumentada se han hecho más y más aceptados como alternativa a los sistemas tradicionales, no solo debido a su comportamiento técnico y beneficios económicos sino también por sus efectos medioambientales.
Es un objeto de la invención crear un polímero que de cómo resultado revestimientos soportados en disolvente, de alto contenido de sólidos o soportados en agua que tengan una película suficientemente dura después del secado al aire y que tengan además una combinación de propiedades deseables para diferentes tipos de aplicación, tales como, por ejemplo, flexibilidad, durabilidad al aire libre, adhesión, secado rápido, alto contenido de sólidos y dureza temprana.
La invención se caracteriza porque el polímero es una poliesteramida que contiene al menos dos grupos carboxialquilamida derivados de un ácido carboxílico de (C_{10}-C_{28}) insaturado por molécula.
El grupo carboxialquilamida se puede representar como sigue:
--- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- B --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- 
\delm{N}{\delm{\para}{Y}}
--- 
\melm{\delm{\para}{R ^{2} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{1} }}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{R ^{3} }}
--- O --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z
en la que:
Y = 
\melm{\delm{\para}{R ^{5} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{4} }}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{R ^{6} }}
--- O --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z, H,
(ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{20}) o arilo de (C_{6}-C_{10}),
B= dirradical de arilo o (ciclo)alquilo alifático, opcionalmente sustituido, de (C_{2}-C_{24}), y
en la que --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z se deriva de un ácido carboxílico de (C_{10}-C_{28}) insaturado,
R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4}, R^{5} y R^{6} pueden ser, independientemente entre sí, iguales o diferentes, H, radical arilo de (C_{6}-C_{10}) o (ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{8}), o
--- 
\uelm{C}{\uelm{\para}{H _{2} }}
--- O --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z ---.
La poliesteramida tiene como resultado revestimientos curados soportados en disolvente, de alto contenido de sólidos o soportados en agua con un buen comportamiento en términos de, por ejemplo, compatibilidad con disolventes orgánicos, flexibilidad, durabilidad al aire libre, resistencia a los disolventes, dureza temprana, dureza final alta y buen secado completo en capas gruesas.
Estos revestimientos se pueden usar en una amplia gama de aplicaciones.
Los revestimientos de imprimación que comprenden el polímero según la invención muestran una alta dureza, una buena adhesión, una buena flexibilidad, una buena triturabilidad y buenas propiedades para ser recubiertos.
Las capas de acabado que comprenden el polímero según la invención muestran, por ejemplo, una alta dureza, una dureza temprana, una excelente durabilidad y flexibilidad.
Según una realización preferida de la invención, el índice de yodo del polímero varía entre 30 y 210 g de I_{2}/100 gramos de polímero (según ASTM D-1059/85) y más preferiblemente entre 50 y 120.
El índice de acidez varía generalmente entre 0 y 40 mg de KOH/gramo de resina y preferiblemente entre 5 y 10 mg de KOH/gramo de resina para resinas con base de disolvente y preferiblemente entre 5 y 40 mg de KOH/gramo de resina para emulsiones con base de agua.
Preferiblemente, el índice de amina es menor que 3 mg de KOH/gramo de resina y preferiblemente menor que 1.
La dilución en aceite está generalmente entre 10 y 80% y preferiblemente entre 30 y 70%.
Según una realización preferida de la invención, la poliesteramida es un polímero según la fórmula (I):
(I)A --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- B --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- 
\delm{N}{\delm{\para}{Y}}
--- 
\melm{\delm{\para}{R ^{2} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{1} }}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{R ^{3} }}
--- O --- X^{1}
en la que:
Y = 
\melm{\delm{\para}{R ^{5} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{4} }}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{R ^{6} }}
--- O --- X^{2}, H,
(ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{20}) o arilo de (C_{6}-C_{10}),
A = --- 
\delm{N}{\delm{\para}{Y}}
--- 
\melm{\delm{\para}{R ^{2} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{1} }}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{R ^{3} }}
--- O --- X^{2} u OH,
B = dirradical de arilo o (ciclo)alquilo alifático, opcionalmente sustituido, de (C_{2}-C_{24}),
X^{1} = --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- B --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- 
\delm{N}{\delm{\para}{Y}}
--- 
\melm{\delm{\para}{R ^{2} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{1} }}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{R ^{3} }}
--- O --- X^{2}
X^{2} = H, X^{1} o --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z,
en la que --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z se deriva de un ácido carboxílico de (C_{10}-C_{28}) insaturado,
R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4}, R^{5} y R^{6} pueden ser, independientemente entre sí, iguales o diferentes, H, radical arilo de (C_{6}-C_{10}) o (ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{8}), o CH_{2}-OX^{2}.
La masa molecular promedio en peso del polímero está generalmente entre 800 y 100.000 y preferiblemente entre 2000 g/mol y 60.000 g/mol.
La masa molecular promedio numérica está generalmente entre 600 y 50.000 y preferiblemente entre 1000 y 20.000.
La funcionalidad de carboxialquilamida insaturada derivada del ácido carboxílico insaturado está generalmente entre 2 y 250 y preferiblemente entre 2 y 50.
La funcionalidad de hidroxialquilamida es generalmente menor que 50, más preferiblemente menor que 20.
La relación de grupos terminales de hidroxi-alquilamida : grupos terminales de carboxialquilamida está generalmente entre 0,001:1 y 10:1, y más preferiblemente entre 0,01:1 y 1:1.
Se entiende que la funcionalidad es el número promedio de grupos reactivos del tipo en cuestión por molécula en la composición polimérica.
Los ácidos carboxílicos insaturados preferidos son ácidos grasos monocarboxílicos insaturados.
Los ácidos grasos insaturados apropiados tienen generalmente 10 hasta 28 átomos de carbono. Ejemplos de ácidos grasos insaturados útiles son ácido graso de aceite de ricino deshidratado, ácido linoleico y ácido linolénico. Ejemplos de ácidos grasos de aceites naturales útiles son ácido graso de taloil, ácido graso de aceite de girasol, ácido graso de aceite de maíz, ácido graso de aceite de semilla de algodón, ácido graso de aceite de cacahuete, ácido graso de aceite de linaza, ácido graso de aceite de soja, ácido graso de aceite de colza, ácido graso de aceite de cilindro de arroz, ácido graso de aceite de cártamo y ácido graso de aceite de sésamo. También se pueden usar mezclas de ácidos grasos insaturados.
También se pueden usar en cantidades menores dímeros que tengan alrededor de 36 hasta alrededor de 44 átomos de carbono y trímeros que tengan alrededor de 44 hasta alrededor de 66 átomos de carbono.
Generalmente, menos del 20% de los grupos carboxialquilamida se pueden derivar de ácidos \alpha,\beta-insaturados, ácidos aromáticos o ácidos alifáticos saturados.
Ejemplos de ácidos \alpha,\beta-insaturados son ácido (met)acrílico, ácido crotónico y monoésteres o monoamidas de ácido itacónico, ácido maleico y ácido fumárico y maleato de dihidrodiclopentadienilo.
Los ácidos alifáticos saturados apropiados son, por ejemplo, ácido 2-etilhexanoico, ácido láurico, ácido versático y ácido esteárico.
Los ácidos aromáticos apropiados son, por ejemplo, ácido benzoico y ácido terc-butilbenzoico.
Z puede estar sustituido, por ejemplo, con grupos éster, grupos éter, grupos amida y grupos alcohol.
Ejemplos de ácidos grasos con función hidroxilo son ácido 12-hidroxiesteárico y ácido de aceite de ricino.
Los grupos R pueden formar parte, juntos o con átomos de carbono vecinos, de un grupo cicloalquilo.
Según otra realización preferida de la invención, el polímero es un polímero según la fórmula (II):
(II)A --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- B --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- 
\delm{N}{\delm{\para}{Y}}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{H}}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{R ^{3} }}
--- O --- X^{1}
en la que:
Y = --- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{H}}
--- 
\melm{\delm{\para}{R ^{6} }}{C}{\uelm{\para}{H}}
--- O --- X^{2},
H, (ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{20}) o arilo de (C_{6}-C_{10}),
A = --- 
\delm{N}{\delm{\para}{Y}}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{H}}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{R ^{3} }}
--- O --- X^{2} u OH,
B = dirradical de arilo o (ciclo)alquilo alifático, opcionalmente sustituido, de (C_{2}-C_{20}),
X^{1} = --- 
\delm{N}{\delm{\para}{Y}}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{H}}
--- 
\melm{\delm{\para}{R ^{3} }}{C}{\uelm{\para}{H}}
--- O --- X^{2},
X^{2} = H, X^{1} o --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z,
en la que --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z se deriva de un ácido carboxílico de (C_{10}-C_{28}) insaturado,
R^{3} = H, radical arilo de (C_{6}-C_{10}) o alquilo de (C_{1}-C_{8}), y
R^{6} = H, radical arilo de (C_{6}-C_{10}) o alquilo de (C_{1}-C_{8}).
Según otra realización preferida de la invención, la funcionalidad de la carboxialquilamida insaturada es \geq 5 y el polímero se puede representar por la fórmula (III):
1
en la que:
A = 2 u OH
B= dirradical de arilo o (ciclo)alquilo alifático, opcionalmente sustituido, de (C_{2}-C_{12}),
X^{1} = 3
X^{2} = H, X^{1} o --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z
en la que --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z se deriva de un ácido carboxílico de (C_{10}-C_{28}) insaturado,
R^{3} = H o radical arilo de (C_{6}-C_{10}) o (ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{8}), y
R^{6} = H o radical arilo de (C_{6}-C_{10}) o (ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{8}).
Preferiblemente, R^{3} y R^{6} son alquilo de (C_{1}-C_{4}).
Según otra realización preferida de la invención, R^{3} y R^{6} son metilo o etilo.
B puede ser saturado o insaturado.
B puede estar sustituido con, por ejemplo, un grupo alquilo de (C_{1}-C_{12}), que puede ser saturado o insaturado. Preferiblemente se usa C_{1}.
B puede ser, por ejemplo, un radical (metil-)1,2-etileno, (metil-)1,2-etilideno, 1,3-propileno, (metil-)1,2-ciclohexilo, (metil-)1,2-fenileno, 1,3-fenileno, 1,4-fenileno, 2,3-norbornilo, 2,3-norbornen-5-ilo y/o (metil-)-1,2-ciclohex-4-enilo.
Dependiendo de los monómeros de partida elegidos, las variables B, R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4}, R^{5} y R^{6} en la molécula o mezcla de moléculas se pueden elegir para que sean iguales o diferentes por variable.
La composición polimérica aplicada en la invención es generalmente una composición que comprende oligómeros superiores e inferiores, que normalmente contiene menor que 50% en peso, preferiblemente menor que 30% en peso, de oligómeros que tienen un peso molecular menor que 600.
El polímero se puede obtener, por ejemplo, en un procedimiento en dos etapas haciendo que un anhídrido cíclico reaccione con una alcanolamina, a una temperatura entre, por ejemplo, 20ºC y 150ºC, para formar una \beta-hidroxialquilamida, tras lo cual, a temperaturas entre, por ejemplo, 120ºC y 180ºC, se obtiene una poliesteramida mediante policondensación siendo eliminada agua mediante destilación. En la segunda etapa, se añaden ácidos grasos, tras lo cual tiene lugar la esterificación con los grupos \beta-hidroxialquilamida de la poliesteramida.
El polímero también se puede preparar en un procedimiento en una etapa en el que el anhídrido, la amina y el ácido graso se policondensan juntos hasta el producto deseado.
La reacción tiene lugar preferiblemente con un disolvente orgánico, por ejemplo, xileno.
La separación de agua mediante destilación puede tener lugar, por ejemplo, a 100 kPa, o azeotrópicamente.
El anhídrido cíclico es preferiblemente un anhídrido según la fórmula (IV):
4
en la que B tiene el significado especificado anteriormente.
Ejemplos de anhídridos cíclicos apropiados son anhídrido ftálico, anhídrido tetrahidroftálico, anhídrido hexahidroftálico, anhídrido 5-norborneno-2,3-dicarboxílico, anhídrido norborneno-2,3-dicarboxílico, éster de alquilo de C_{1}-C_{10} de ácidos grasos insaturados maleinizado, anhídrido 2-dodecen-1-il-succínico, anhídrido maleico, anhídrido (metil)succínico, anhídrido alquenil(C_{6}-C_{18})succínico, anhídrido glutárico, anhídrido 4-metilftálico, anhídrido 4-metilhexahidroftálico, y anhídrido 4-metiltetrahidro-ftálico.
El alcanol es preferiblemente una alcanolamina según la fórmula (V):
(V)H --- 
\delm{N}{\delm{\para}{Y}}
--- 
\melm{\delm{\para}{R ^{2} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{1} }}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{R ^{3} }}
--- OH
en la que:
Y = --- 
\melm{\delm{\para}{R ^{5} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{4} }}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{R ^{6} }}
--- OH
o (ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{20}),
y
R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4}, R^{5} y R^{6} pueden ser, independientemente entre sí, iguales o diferentes, H, radical arilo de (C_{6}-C_{10}) o (ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{8}) o CH_{2}OH.
La alcanolamina puede ser una monoalcanolamina, una dialcanolamina, una trialcanolamina o una mezcla de las mismas.
Si se usan monoalcanolaminas en una síntesis de los posibles polímeros, se pueden obtener polímeros lineales con una funcionalidad de 2. Dependiendo de la aplicación deseada, se puede elegir un polímero lineal o uno completa o parcialmente ramificado, en cuyo caso el grado de ramificación se puede establecer por medio de las alcanolaminas elegidas.
Si se desea una estructura altamente ramificada con una alta funcionalidad, se usan di- o trialcanolaminas como compuesto de partida.
Ejemplos de monoalcanolaminas apropiadas son etanolamina, 1-(m)etiletanolamina, n-butiletanolamina, 1-(m)etilisopropanolamina, isobutanolamina, \beta-ciclohexanol-amina, n-butilisopropanolamina e isopropanolamina.
Ejemplos de dialcanolaminas apropiadas son 3-amino-1,2-propanodiol, 2-amino-1,3-propanodiol, diisobutanolamina (bis-2-hidroxi-1-butil)amina), di-\beta-ciclohexanol-amina, y diisopropanolamina (bis-2-hidroxi-1-propil)amina).
Una trialcanolamina apropiada es, por ejemplo, tris(hidroximetil)aminometano.
Preferiblemente, se hace uso de \beta-hidroxialquil-amina sustituida con alquilo en posición \beta. Ejemplos son (di)isopropanolamina, ciclohexilisopropanolamina, 1-(m)etilisopropanolamina, (di)isobutanolamina, di-\beta-ciclo-hexanolamina y/o n-butilisopropanolamina.
Esto da como resultado composiciones poliméricas con resistencia mejorada a la hidrólisis.
Lo más preferible, se aplican diisopropanolamina y diisobutanolamina.
La relación de equivalentes de anhídrido : alcanolamina está generalmente entre 1,0:1,0 y 1,0:1,8. Preferiblemente, la relación está entre 1:1,02 y 1:1,5.
Además de los grupos \beta-carboxialquilamida, el polímero también puede contener grupos \beta-hidroxialquilamida y carboxilo en cantidades entre 0,01 y 2,0 mg equivalente/gramo de polímero. El número de grupos de ácido carboxílico y \beta-hidroxialquilamida se puede controlar por la relación de los diferentes materiales de partida y por medio del grado de conversión.
Si están presentes grupos carboxilo, pueden reaccionar en una etapa posterior con compuestos que contengan uno o más grupos que puedan reaccionar con ácido carboxílico, tales como, por ejemplo, grupos epóxido o grupos \beta-hidroxialquilamida. La cantidad de ácido carboxílico en la composición de secado al aire final está entre 0,01 y 0,5 mg equivalente/gramo de polímero y preferiblemente entre 0,05 y 0,25.
Si están presentes grupos OH, pueden reaccionar en una etapa posterior con un compuesto que pueda reaccionar con grupos hidroxilo, tales como, por ejemplo, isocianato y anhídridos.
La relación de grupos terminales hidroxialquilamida a grupos terminales carboxialquilamida varía generalmente entre 1:1000 y 5:1, y preferiblemente entre 1:100 y 3:1.
Debido a las reacciones secundarias durante la preparación del polímero, es posible que la composición según la invención comprenda también, por ejemplo, grupos amina secundaria que tengan la fórmula (VI):
(VI)--- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- B --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- O --- 
\melm{\delm{\para}{R ^{4} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{3} }}
--- 
\melm{\delm{\para}{R ^{2} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{1} }}
--- 
\delm{N}{\delm{\para}{H}}
--- Y
en la que:
Y = 
\melm{\delm{\para}{R ^{5} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{4} }}
--- 
\melm{\delm{\para}{H}}{C}{\uelm{\para}{R ^{6} }}
--- O --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z, H,
(ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{20}) o arilo de (C_{6}-C_{10}),
y
R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} pueden ser, independientemente entre sí, iguales o diferentes, H, radical arilo de (C_{6}-C_{10}) o (ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{8}), y R^{5} y R^{6} pueden ser además CH_{2}OH.
Si están presentes aminas, pueden reaccionar en una etapa posterior con un compuesto que pueda reaccionar con grupos amina, por ejemplo, isocianatos, epóxidos, ácidos carboxílicos o anhídridos.
Preferiblemente, menos de 0,1 meq de amina/gramo de resina están presentes después de la reacción de modificación para obtener un polímero de secado al aire con buenas propiedades de secado. Más preferiblemente, están presentes menos de 0,01 meq de amina/gramo de resina.
El grado de ramificación y la funcionalidad del polímero dependen de los materiales de partida y del peso molecular del polímero. Pesos moleculares mayores que 5000 y el uso de di- y/o trialcanolaminas conducen generalmente a estructuras altamente ramificadas con una funcionalidad de carboxialquilo \geq 10.
El polímero se puede combinar con, por ejemplo, secantes, disolventes, aditivos, pigmentos, diluyentes de reactivos, extendedores y cargas.
Según otra realización preferida de la invención, la poliesteramida se obtiene por reacción de un ácido carboxílico polivalente y una alcanolamina para formar una hidroxialquilamida tras lo cual se obtiene la poliesteramida mediante policondensación.
Preferiblemente, el ácido carboxílico polivalente es un ácido dicarboxílico.
Generalmente, el ácido carboxílico aplicado no es capaz de formar un anhídrido cíclico.
Los ácidos carboxílicos apropiados incluyen, por ejemplo, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido cis- y trans-hexahidrotereftálico, ácido 2,6-naftalen-dicarboxílico, ácido 4,4-oxibisbenzoico, ácido 3,6-dicloroftálico, ácido tetracloroftálico, ácido tetrabromo-ftálico, ácido tetrahidroftálico, ácido hexacloroendometilentetrahidroftálico, ácido ftálico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido decanodicarboxílico, ácido adípico, ácido diglicólico, ácido succínico, ácido fumárico, ácido glutárico, ácido malónico, ácido dodecenilsuccínico, ácido nonaicodicarboxílico y ácido maleico o sus mezclas, tales como, por ejemplo, una mezcla que contenga ácido tereftálico, ácido isoftálico y/o ácido adípico. Cantidad de ácidos de ácidos carboxílicos tri o mayor-funcionales en combinación con una dialcanolamina. También es posible aplicar, por ejemplo, más de 20% en peso de la cantidad total de triácidos y superiores en combinación con al menos 20% en peso (con relación a la cantidad total de alcanolaminas) de monoalcanolamina. Los ácidos tricarboxílicos apropiados incluyen, por ejemplo, ácido trimelítico, ácido cítrico y ácido 1,3,5-bencenotricarboxílico.
La alcanolamina puede ser una alcanolamina sustituida en posición \beta, por ejemplo, una alcanolamina sustituida en posición \beta con alquilo.
Las alcanolaminas sustituidas en posición \beta con alquilo apropiadas son, por ejemplo, diisopropanolamina, ciclohexilisopropanolamina, N-(m)etilisopropanolamina, di-isobutanolamina, di-\beta-ciclohexanolamina y/o n-butil-isopropanolamina. Lo más preferiblemente, se aplican diisopropanolamina y/o diisobutanolamina.
La relación de equivalentes de ácido dicarboxílico : alcanolamina varía generalmente entre 1:1,3 y 1:2.
Dicho procedimiento se puede aplicar a una temperatura entre 120ºC y 200ºC, una presión entre 0 y 5.10^{5} Pa, y se puede aplicar en agua y/o un disolvente orgánico.
En una composición de revestimiento de secado al aire, el polímero se puede usar como único componente ligante, y también se puede usar en las cantidades deseadas junto con los polímeros de la técnica anterior aplicados en composiciones de revestimiento de secado al aire tales como, por ejemplo, resinas alquídicas. La cantidad del polímero según la invención comparada con el peso total de los polímeros ligantes usados cae normalmente entre 1% y 80% en peso y preferiblemente entre 5% y 50% en peso.
Es posible, por ejemplo, obtener una composición de secado al aire de alto contenido de sólidos con dureza aumentada usando, por ejemplo, 5-20% de la presente poliesteramida en combinación con una resina alquídica de alto contenido de sólidos.
Las resinas de poliesteramida que tienen, por ejemplo, grupos ácido graso insaturado, grupos maleato, grupos fumarato y/o grupos (met)acrilato, también se pueden aplicar en revestimientos curables con radiación. Son apropiadas para lacas sobre madera, plásticos, metal y papel con adhesión mejorada. También son apropiadas, por ejemplo, como agente humectante de pigmento para tintas flexográficas UV.
Los revestimientos según la invención se pueden aplicar, por ejemplo, sobre metal, madera, ladrillos, hormigón y suelos.
Los documentos US-A-5053463 y US-A-5124433 describen resinas alquídicas obtenidas con una reacción de alcohol-ácido, mientras que la presente solicitud se dirige a una poliesteramida obtenida con una reacción de amina-ácido. En la reacción de alcohol-ácido según los documentos US-A-5053463 y US-A-5124433, la amina está presente sólo en una cantidad relativamente baja, mientras que en la reacción de amina-ácido según la presente solicitud la amina está presente en exceso. Los documentos US-A-5053463 y US-A-5124433 no describen la dialcanolamina como compuesto de partida para el polímero. El procedimiento según los documentos US-A-5053463 y US-A-5124433 no tiene como resultado una poliesteramida según la presente solicitud y los documentos US-A-5053463 y US-A-5124433 no describen una poliesteramida según la presente solicitud.
La invención se dilucidará con referencia a los siguientes ejemplos no limitativos.
Experimento 1
Preparación de un polímero altamente ramificado basado en anhídrido cis-hexahidroftálico, diisopropanolamina y ácido graso de taloil
Se introdujeron 254,7 g de anhídrido cis-hexahidroftálico y 227,5 g de diisopropanolamina en un reactor de vidrio de doble pared, que podía ser calentado por medio de aceite térmico, equipado con un agitador mecánico, una cabeza de destilación y conexiones para nitrógeno y vacío.
La mezcla de reacción se calentó gradualmente, con agitación, hasta aproximadamente 130ºC. Después de una hora a 130ºC, se añadieron 425 gramos de ácidos grasos de taloil, y después se calentó gradualmente la mezcla hasta 160ºC.
El agua de reacción se separó por destilación azeotrópica con xileno. Después de un tiempo de reacción total de 6 horas, el polímero contenía menos de 0,1 meq/g de ácido carboxílico (determinado mediante valoración) y no se pudo separar más agua por destilación azeotrópica. Se aplicó una hora de vacío para separar el xileno. Después de enfriar hasta 100ºC, se diluyó el polímero con trementina hasta un contenido de sólidos de alrededor de 70% peso/peso.
A una temperatura de 80ºC, se añadieron a la mezcla de reacción 18 gramos de monoisocianato de ciclohexilo. Después de un tiempo de reacción de dos horas usando dilaurato de dibutilestaño como catalizador, el polímero contenía <0,01% de grupos isocianato libres (determinados por valoración).
Después de enfriar, se obtuvo la solución de polímero como una masa viscosa amarilla.
Se determinó la masa molecular promedio numérico con ayuda de GPC (calibración universal) y se encontró que era 3740 g/mol; la masa molecular promedio en peso era 52.400 g/mol. La viscosidad a 70% de sólidos en trementina era de 27 Pa.s.
Experimento 2
Preparación de un polímero altamente ramificado basado en anhídrido ftálico, diisopropanolamina y ácido graso de taloil
Se introdujeron 245 g de anhídrido ftálico y 228 g de diisopropanolamina en un reactor de vidrio de doble pared, que podía ser calentado por medio de aceite térmico, equipado con un agitador mecánico, una cabeza de destilación y conexiones para nitrógeno y vacío. La mezcla de reacción se calentó gradualmente, con agitación, hasta aproximadamente 130ºC. Después de una hora a 130ºC, se añadieron 425 gramos de ácido graso de taloil, y después se calentó gradualmente la mezcla hasta 160ºC.
El agua de reacción se separó por destilación azeotrópica con xileno. Después de un tiempo de reacción total de 6 horas, el polímero contenía menos de 0,1 meq/g de ácido carboxílico (determinado por valoración) y no se pudo separar más agua por destilación azeotrópica. Se aplicó una hora de vacío para separar el xileno.
Después de enfriar hasta 100ºC, se diluyó el polímero con trementina hasta un contenido de sólidos de alrededor de 70% peso/peso.
A una temperatura de 80ºC, se añadieron a la mezcla de reacción 23 gramos de anhídrido ftálico. Después de un tiempo de reacción de una hora, el polímero contenía 0,34 meq/g de ácido carboxílico (determinados por valoración).
Después de enfriar, se obtuvo la solución de polímero como una masa viscosa amarilla.
La viscosidad a 70% en trementina era mayor que 100 Pa.s; la viscosidad a 50% en trementina era de 4,3 Pa.s.
Se determinó la masa molecular promedio numérico con ayuda de GPC (calibración universal) y se encontró que era 3100 g/mol; la masa molecular promedio en peso era 22.000 g/mol.
Ejemplo I
Ejemplo comparativo 1
Capa de acabado
Se compara un revestimiento que comprende una resina según el Experimento 1 con un revestimiento que comprende una resina alquídica de secado al aire (Uralac AD56 W-50® de DSM Resins) en composiciones de pintura blanca de alto brillo.
Las características de la resina y de Uralac AD56 W-50® se dan en la tabla 1.
TABLA 1
Resina "Experimento 1" Uralac AD56 W-50®
Dilución en aceite (%) 50 52
Contenido de sólidos (% en peso) 70 50
Disolvente Trementina Trementina
TABLA 2 Composición (en gramos) de las capas de acabado blancas de alto brillo
I A
Resina "Experimento 1" 142,8 - -
Uralac AD56 W-50® - - 200,0
Trementina 57,2 - -
Óxido de Ti TR92® 80,0 80,0
Bentone 38®, 10% en trementina (NL Chemicals) 2,0 2,0
Cobalto al 10% Nuodex® (Servo) 0,50 0,50
Calcio al 5% Nuodex® (Servo) 2,00 2,00
Circonio al 18% Nuodex® (Servo) 2,70 2,70
Exkin 2® (= oxima de MEK) 0,60 0,60
Trementina para obtener viscosidad de aplicación de 35 s (DIN 6) 51 39
TABLA 3 Propiedades de la pintura blanca de alto brillo
I A
Viscosidad (segundos, copa 6 DIN a 21ºC) 35 35
Contenido de sólidos (% en peso) 54 56
Espesor de la capa (\mum) 100 100
SECADO^{1)} seco al polvo 2 h 30 min 2 h 30 min
\hskip1,7cm seco al tacto 4 h 15 min 3 h 00 min
DUREZA AL PÉNDULO^{2)} König (segundos)
1 día 50 23
1 semana 105 56
1 mes 118 78
BRILLO^{3)} 20º
Inicial 83 78
CCA (Cámara de clima artificial) 1 ciclo 66 53
\hskip4,7cm 2 ciclos 59 40
\hskip4,7cm 3 ciclos 56 6
\hskip4,7cm 4 ciclos 53 2
^{1)}DIN 53/150, vidrio
^{2)}DIN 53/157, vidrio
^{3)}ASTM D-523, aluminio
La resina "Experimento" supera en comportamiento a Uralac AD56 W-50® con respecto a la dureza temprana, aumento de la dureza y durabilidad al aire libre.
La dureza (temprana) es una importante propiedad del revestimiento que está fuertemente relacionada tanto con la sensibilidad hacia el deterioro (temprano) como con el poder protector (temprano).
La durabilidad al aire libre es una importante propiedad del revestimiento porque la durabilidad está directamente unida a aspectos medioambientales porque los materiales duraderos son más medioambientalmente amistosos.
Ejemplo 2
Ejemplo comparativo B
Imprimación
Se compara una composición de revestimiento de imprimación que comprende una resina del Experimento 2 con un revestimiento que comprende una resina alquídica de secado al aire (Uralac AM181 W-60® de DSM Resins).
Las características de las resinas se dan en la tabla 4.
TABLA 4
Resina Experimento 2 Uralac AM181 W-60
Dilución en aceite (%) 50 50
Contenido de sólidos (% en peso) 50 60
Tipo de disolvente Trementina Trementina
TABLA 5 Composición (en gramos) de la imprimación
II B
Resina "Experimento 2" 144,0 - -
Uralac AM181 W-60® - - 120,0
Bayferrox® 130M 45,0 45,0
Microtalco AT Extra® 27,0 27,0
Millicarb® 9,0 9,0
Bentone 38®, 10% en trementina 4,5 4,5
Cobalto al 10% Nuodex® 0,35 0,35
Calcio al 5% Nuodex® 1,45 1,45
Circonio al 18% Nuodex® 2,00 2,00
Exkin 2® (= oxima de MEK) 0,90 0,90
Trementina para obtener viscosidad de aplicación de 35 s (DIN 6) 16 26
TABLA 6 Propiedades de la imprimación en metal en diferentes espesores de capa
II B
Viscosidad (segundos, copa 6 DIN a 21ºC) 35 35
Contenido de sólidos (% en peso) 62 66
Espesor de la capa (\mum) 100 100
DUREZA AL PÉNDULO König (segundos)
1 día 50 28
1 semana 93 91
1 mes 94 96
Espesor de la capa (\mum) 200 200
DUREZA AL PÉNDULO König (segundos)
1 día 25 20
1 semana 55 28
1 mes 73 63
Espesor de la capa (\mum) 300 300
DUREZA AL PÉNDULO König (segundos)
1 día 18 15
1 semana 32 18
1 mes 67 32
Espesor de la capa (\mum) 400 400
TABLA 6 (continuación)
II B
DUREZA AL PÉNDULO König (segundos)
1 día 17 13
1 semana 27 16
1 mes 61 23
La resina "Experimento 2" supera en comportamiento a la resina alquídica de secado al aire con respecto a dureza temprana, aumento de la dureza y endurecimiento por todas partes en capas gruesas.

Claims (6)

1. Composición de revestimiento de secado al aire que comprende una poliesteramida que contiene al menos dos grupos carboxialquilamida derivados de un ácido carboxílico de (C_{10}-C_{28}) insaturado por molécula, caracterizada porque la poliesteramida está representada por la fórmula (III):
5
en la que:
A = 6 u OH
B = dirradical de arilo o (ciclo)alquilo alifático, opcionalmente sustituido, de (C_{2}-C_{12}),
X^{1} = 7
X^{2} = H, X^{1} o --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z
en la que --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- Z se deriva de un ácido carboxílico de (C_{10}-C_{28}) insaturado,
R^{3} = H, radical arilo de (C_{6}-C_{10}) o (ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{8}), y
R^{6} = H, radical arilo de (C_{6}-C_{10}) o (ciclo)alquilo de (C_{1}-C_{8}).
2. La composición según la reivindicación 1, caracterizada porque el índice de yodo del polímero está entre 80 y 250 gramos de I_{2}/100 gramos de polímero.
3. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizada porque la poliesteramida también contiene grupos \beta-hidroxialquilamida y carboxilo, en cantidades entre 0,01 y 2,0 mg-equivalente/gramo de polímero.
4. La composición según la reivindicación 1, caracterizada porque la poliesteramida se obtiene por reacción de un ácido carboxílico polivalente y una alcanolamina, tras lo cual se obtiene la poliesteramida por policondensación.
5. Revestimiento obtenido curando una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4.
6. Sustrato, completa o parcialmente revestido, caracterizado porque se aplica como revestimiento un revestimiento según la reivindicación 5.
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