ES2272021T3 - Agentes de revestimiento y adhesivos, su utilizacion y procedimiento para la preparacion de los mismos. - Google Patents
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Abstract
AGENTES DE RECUBRIMIENTO O ADITIVOS, QUE CONTIENEN A) AL MENOS UN LIGANTE, B) AL MENOS UN RETICULANTE Y C) AL MENOS UN ALCANO DE C9 - C16 RAMIFICADO, CICLICO Y/O ACICLICO, QUE ESTA FUNCIONALIZADO CON AL MENOS DOS GRUPOS HIDROXILO O DOS GRUPOS TIOL, O AL MENOS UN GRUPO HIDROXILO Y UN GRUPO TIOL.
Description
Agentes de revestimiento y adhesivos, su
utilización y procedimiento para la preparación de los mismos.
La presente invención se refiere a nuevos
materiales de revestimiento y adhesivos, a su utilización y también
a procedimientos para su preparación.
Las lacas actualmente conocidas, por ejemplo
lacas transparentes o cubrientes, materiales de carga e
imprimaciones, o medios para proteger los bajos de automóviles, se
basan en ligantes que han de presentar una gran cantidad de
propiedades diferentes para poder otorgar las exigencias necesarias
al revestimiento. Por ejemplo, en los documentos de patente alemana
DE 44 07 415, DE 44 07 409 o DE 43 10 414 se dan a conocer sistemas
de laca de este tipo. La desventaja de todas estas lacas consiste
en que su contenido en sólidos no puede aumentarse de forma
ilimitada. Por consiguiente, reducir la emisión de disolventes en
estos sistemas sólo es posible dentro de unos márgenes estrechos.
Lo mismo es aplicable de forma correspondiente a los adhesivos.
El documento JP 11 228869 se refiere a
composiciones que no contienen ningún reticulante y en cambio si
contienen un catalizador de reticulación y un componente OH,
teniendo ambos un punto de fusión de como mínimo 45ºC. sin embargo,
de dicho documento no se desprende el uso de dietiloctanodioles.
El documento
JP-1996-59784 se refiere
esencialmente a pieles sintéticas o similares, de los que se
utilizan cinco tipos diferentes. De dicho documento no se desprende
el uso de dietiloctanodioles.
El documento WO 98/53013 da a conocer
composiciones que contienen ligantes, reticulantes y dioles, pero no
dietiloctanodioles.
El documento US 4,788,083 se refiere a sistema
de catalizador para composiciones de poliol/poliisocianato. Estos
sistemas de catalizador se basan en compuestos tiol; los
dietiloctanodioles no se mencionan.
Por consiguiente, la presente invención tiene
por objetivo poner a disposición materiales de revestimiento o
adhesivos que presenten un elevado contenido en sólidos en
comparación con los materiales de revestimiento conocidos hasta
ahora y que posibiliten formulaciones con escasas emisiones. En el
caso de los materiales de revestimiento se han de eliminar sobre
todo las desventajas que surgen cuando se utilizan los diluyentes
reactivos habituales y conocidos, por ejemplo la disolución parcial
de otras capas de laca durante la aplicación, la reducción de la
termoestabilidad y la solidez frente a la luz. Además, los nuevos
revestimientos han de presentar una mayor resistencia al rayado y
un buen comportamiento de reflujo, manteniendo invariables las
demás propiedades
básicas.
básicas.
Este objetivo se resuelve según la invención
mediante el nuevo material de revestimiento o el nuevo adhesivo,
los cuales contienen
- a)
- como mínimo un ligante,
- b)
- como mínimo un reticulante y
- c)
- como mínimo un dietiloctanodiol isómero de posición.
En vista del estado actual de la técnica no era
esperable que este objetivo se pudiera alcanzar con ayuda de los
dietiloctanodioles isómeros de posición a utilizar según la
invención, ya que era de temer que estos compuestos también
presentaran las desventajas de otros diluyentes reactivos.
En lo sucesivo, los nuevos dietiloctanodioles
isómeros de posición a utilizar según la invención se denominarán
"alcanos funcionalizados c)" para abreviar.
Los alcanos funcionalizados c) esenciales para
la invención se derivan de 4,5-dietiloctano,
3,5-dietiloctano o
2,4-dietiloctano.
Para la presente invención es esencial que los
alcanos funcionalizados c) sean líquidos a temperatura ambiente. De
este modo se pueden utilizar alcanos funcionalizados c) como
líquidos individuales o en mezclas líquidas de estos compuestos.
Este es el caso en particular cuando se utilizan alcanos
funcionalizados c) que, debido a su gran cantidad de átomos de
carbono, son sólidos como compuestos individuales en su estructura
básica alcano. Por consiguiente, los especialistas pueden elegir
fácilmente los alcanos funcionalizados c) correspondientes.
Para la invención también es esencial que los
alcanos funcionalizados c) presenten un punto de ebullición
superior a 200, preferentemente superior a 220 y en particular
superior a 240ºC. Además han de presentar una tasa de evaporación
baja.
Utilizando
2,4-dietil-1,5-octanodiol
se obtienen resultados excelentes.
Los alcanos funcionalizados c) anteriormente
descritos son compuestos conocidos en sí y se pueden preparar con
ayuda de métodos de síntesis de química orgánica habituales y
conocidos, por ejemplo condensación aldólica catalizada por bases,
o aparecen como productos secundarios de síntesis químicas a gran
escala, por ejemplo en la producción de
2-etilhexanol.
En general, los materiales de revestimiento y
adhesivos según la invención contienen los alcanos funcionalizados
c) en una cantidad de entre el 0,5 y el 25% en peso, con respecto a
la cantidad total de los componentes a) + c). Si bien este
contenido puede ser superior, el valor indicado es un intervalo
ventajoso dentro del cual se obtienen de forma segura y fiable las
ventajas según la invención. Dentro de este intervalo, resulta
ventajoso un contenido de un 1 a un 20% en peso, ya que los
materiales y adhesivos según la invención que contienen tal
cantidad de alcanos funcionalizados c) presentan un perfil de
propiedades especialmente ventajoso. El uso de una cantidad de
entre un 2 y un 15% en peso de alcanos funcionalizados c) resulta
especialmente ventajoso.
Los materiales de revestimiento y adhesivos
según la invención contienen como mínimo un ligante a) como
componente esencial. En general se trata de una resina oligomérica
o polimérica que presenta grupos funcionales que reaccionan con el
reticulante b) formando redes tridimensionales. Éstos pueden
consistir en cualquier grupo funcional habitual y conocido. De
acuerdo con la invención, resulta ventajoso que los ligantes a)
presenten grupos funcionales del mismo tipo que los alcanos
funcionalizados c).
Para el ligante a) con funcionalidad hidroxi o
para la mezcla de ligantes a) con funcionalidad hidroxi entran en
consideración preferentemente poliacrilatos, poliésteres,
poliuretanos, poliuretanos acrilados, poliésteres acrilados,
polilactonas, policarbonatos, poliéteres y/o
(met)acrilatosdioles con funcionalidad hidroxi. Los ligantes
a) con funcionalidad hidroxi son conocidos por los especialistas,
existiendo en el mercado numerosos ejemplos adecuados.
Preferentemente se utilizan poliacrilatos,
poliésteres y/o poliuretanos, en particular poliacrilatos y/o
poliésteres a).
Las resinas de poliacrilato a) presentan índices
de OH de 40 a 240, preferentemente de 60 a 210, en especial de 100
a 200; índices de acidez de 0 a 35, preferentemente de 0 a 23, en
especial de 3,9 a 15,5; temperaturas de transición vítrea de -35 a
+70ºC, preferentemente de -20 a +40ºC, en especial de -10 a +15ºC; y
pesos moleculares promedio en número de 1.500 a 30.000,
preferentemente de 1.500 a 15.000, en especial de 1.500 a 5.000.
La temperatura de transición vítrea de las
resinas de poliacrilato a) viene determinada según el tipo y
cantidad de los monómeros utilizados. Los especialistas pueden
llevar a cabo la selección de los monómeros recurriendo a la
siguiente fórmula, con la que se pueden calcular de forma aproximada
las temperaturas de transición vítrea de las resinas de
poliacrilato a):
1/Tg =
\sum\limits^{n=x}_{n=1} W_{n}/Tg_{n};
\hskip0,5cm\sum_{n} W_{n} = 1
- Tg
- = Temperatura de transición vítrea de la resina de poliacrilato.
- W_{n}
- = Proporción en peso del enésimo monómero.
- Tg_{n}
- = Temperatura de transición vítrea del homopolímero del enésimo monómero.
- X
- = Cantidad de los diferentes monómeros.
Las medidas para controlar el peso molecular
(por ejemplo selección de los iniciadores de polimerización
correspondientes, utilización de agentes de transmisión de cadena,
etc.) forman parte de los conocimientos profesionales del técnico
medio y no es necesario explicarlas aquí más detalladamente.
Como componente ligante a) con funcionalidad
hidroxi también se puede utilizar, por ejemplo, resinas de
poliacrilato que se pueden preparar polimerizando (a1) entre un 10
y un 92, preferentemente entre un 20 y un 60% en peso de un
acrilato o metacrilato de alquilo o de cicloalquilo de 1 a 18,
preferentemente de 4 a 13 átomos de carbono en la parte alquilo o
cicloalquilo o mezclas de estos monómeros; (a2) entre un 8 y un 60,
preferentemente entre un 12,5 y un 38,5% en peso de un acrilato o
metacrilato de hidroxialquilo de 2 a 4 átomos de carbono en la
parte hidroxialquilo o mezclas de estos monómeros; (a3) entre un 0,0
y un 5,0, preferentemente entre un 0,7 y un 3,0% en peso de ácido
acrílico o metacrílico o mezclas de estos monómeros; y (a4) entre un
0 y un 50, preferentemente entre un 0 y un 30% en peso de monómeros
etilénicamente insaturados diferentes de (a1), (a2) y (a3) y
copolimerizables con (a1), (a2) y (a3) o mezclas de estos monómeros;
para obtener resinas de poliacrilato con índices hidroxilo de 40 a
240, preferentemente de 60 a 150, índices de acidez de 0 a 35,
preferentemente de 5 a 20, temperaturas de transición vítrea de -35
a +70 grados C, preferentemente de -20 a +40 grados C, y pesos
moleculares promedio en número de 1.500 a 30.000, preferentemente de
1.500 a 15.000 (determinados por cromatografía de filtración en gel
con patrón de poliestireno). Como ejemplos de componentes (a1) se
mencionan: acrilato o metacrilato de metilo, etilo, propilo,
n-butilo, isobutilo, terc-butilo,
pentilo, hexilo, heptilo y 2-etilhexilo y también
acrilato y metacrilato de ciclohexilo. Como ejemplos de componentes
(a2) se mencionan: acrilato y metacrilato de hidroxietilo,
hidroxipropilo e hidroxibutilo. Como ejemplos de componentes (a4)
se mencionan: compuestos vinilaromáticos, por ejemplo estireno,
viniltolueno, alfa-metilestireno,
alfa-etilestireno, dietilestirenos de núcleo
sustituido, isopropilestireno, butilestirenos y metoxiestirenos;
vinil éteres, por ejemplo etil vinil éter, n-propil
vinil éter, isopropil vinil éter, n-butil vinil éter
e isobutil vinil éter; y vinil ésteres, por ejemplo acetato de
vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, pivalato de
vinilo y vinil ésteres de ácido
2-metil-2-etil-heptanoico.
Los especialistas pueden controlar fácilmente el índice hidroxilo y
el índice de acidez de las resinas de poliacrilato mediante la
cantidad utilizada de los componentes (a2) o (a3).
También son adecuados como componentes
poliacrilato a) los compuestos con hidroxi funcionales mencionados
en la solicitud de patente europea EP 0 767 185 y en las patentes US
5 480 943, 5 475 073 y 5 534 598.
Como componente ligante a) con funcionalidad
hidroxi también se utilizan, por ejemplo, resinas de poliacrilato
que se pueden obtener polimerizando (a1) entre un 10 y un 51% en
peso, preferentemente entre un 25 y un 41% en peso de acrilato o
metacrilato de
4-hidroxi-n-butilo o
una mezcla de acrilato y metacrilato de
4-hidroxi-n-butilo,
preferentemente acrilato de
4-hidroxi-n-butilo;
(a2) entre un 0 y un 36% en peso, preferentemente entre un 0,1 y un
20% en peso de un éster de ácido acrílico o metacrílico que contiene
grupos hidroxilo diferente de (a1) o una mezcla de estos monómeros;
(a3) entre un 28 y un 85% en peso, preferentemente entre un 40 y un
70% en peso de un éster alifático o cicloalifático de ácido
metacrílico diferente de (a1) y (a2) con como mínimo 4 átomos de C
en la parte alcohólica, o una mezcla de monómeros de este tipo; (a4)
entre un 0 y un 3% en peso, preferentemente entre un 0,1 y un 2% en
peso de un ácido carboxílico etilénicamente insaturado o una mezcla
de ácidos carboxílicos etilénicamente insaturados; y (a5) entre un 0
y un 20% en peso, preferentemente entre un 5 y un 15% en peso de un
monómero insaturado diferente de (a1), (a3) y (a4) o una mezcla de
monómeros de este tipo; para obtener una resina de poliacrilato a)
con un índice hidroxilo de 60 a 200, preferentemente de 100 a 160,
un índice de acidez de 0 a 35, preferentemente de 0 a 25 y un peso
molecular promedio en número de 1.500 a 10.000, preferentemente de
2.500 a 5.000, siendo la suma de las proporciones en peso de los
componentes (a1) a (a5) siempre igual al 100% y eligiéndose la
composición del componente (a3) de tal modo que en caso de
polimerización exclusiva de este componente (a3) se obtenga una
resina de polimetacrilato con una temperatura de transición vítrea
de entre +10 y +100 grados C, preferentemente entre +20 y +60 grados
C. Como ejemplos de componentes (a2) se mencionan: hidroxialquil
ésteres de ácido acrílico, por ejemplo acrilato de hidroxietilo y
acrilato de hidroxipropilo, e hidroxialquil ésteres de ácido
metacrílico, por ejemplo metacrilato de hidroxietilo y metacrilato
de hidroxipropilo, seleccionándose de tal modo que en caso de
polimerización exclusiva del componente (a2) se obtenga una resina
de poliacrilato con una temperatura de transición vítrea de entre 0
y +80 grados C, preferentemente de entre +20 y +60 grados C. Como
ejemplos de componentes (a3) se mencionan: ésteres alifáticos de
ácido metacrílico de 4 a 20 átomos de C en la parte alcohólica, por
ejemplo metacrilato de n-butilo, isobutilo,
terc-butilo, 2-etilhexilo, estearilo
y laurilo; y ésteres cicloalifáticos de ácido metacrílico, por
ejemplo metacrilato de ciclohexilo. Como componentes (a4) se
utilizan preferentemente ácido acrílico y/o ácido metacrílico. Como
ejemplos de componentes (a5) se mencionan: hidrocarburos
vinilaromáticos, por ejemplo estireno,
a-alquilestireno y viniltolueno; amidas de ácido
acrílico y metacrílico, por ejemplo metacrilamida y acrilamida;
nitrilos de ácido acrílico y metacrílico; vinil éteres y ésteres.
Como componentes (a5) se utilizan preferentemente hidrocarburos
vinilaromáticos, en particular estireno. La composición del
componente (a5) se elige preferentemente de tal modo que en caso de
polimerización exclusiva del componente (a5) se obtenga un polímero
con una temperatura de transición vítrea de entre +70 y +120 grados
C, preferentemente de entre +80 y +100ºC. La preparación de estas
resinas de poliacrilato a) puede realizarse mediante procedimientos
de polimerización bien conocidos (véase por ejemplo
Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4ª
edición, tomo 14/1, páginas 24 a 255 (1961)). Preferentemente se
preparan con ayuda del procedimiento de polimerización en solución.
Para ello normalmente en primer lugar se dispone un disolvente
orgánico o una mezcla de disolventes orgánicos y se calienta hasta
ebullición. A este disolvente orgánico o mezcla de disolventes
orgánicos se añade entonces, de forma continua, la mezcla de
monómeros a polimerizar y uno o varios iniciadores de
polimerización. La polimerización se lleva a cabo a temperaturas de
entre 100 y 200 grados C, preferentemente de entre 130 y 180 grados
C. Como iniciadores de polimerización se utilizan preferentemente
iniciadores formadores de radicales libres. El tipo y cantidad de
iniciador se elige normalmente de modo que durante la fase de
alimentación a la temperatura de polimerización exista una oferta
de radicales constante dentro de lo posible. Como ejemplos de
iniciadores útiles se mencionan: peróxidos de dialquilo, por
ejemplo peróxido de di-terc-butilo y
peróxido de dicumilo; hidroperóxidos, por ejemplo hidroperóxido de
cumol e hidroperóxido de terc-butilo; perésteres,
por ejemplo perbenzoato de terc-butilo, perpivalato
de terc-butilo,
per-3,5,5-trimetilhexanoato de
terc-butilo o
per-2-etilhexanoato de
terc-butilo, y también compuestos bisazoicos como
azobisisobutironitrilo. Las condiciones de polimerización
(temperatura de reacción, tiempo de alimentación de la mezcla de
monómeros, cantidad y tipo de disolventes orgánicos e iniciadores
de polimerización, eventual utilización conjunta de reguladores de
peso molecular, por ejemplo mercaptanos, ésteres de ácido
tioglicólico y cloruro de hidrógeno) se eligen de modo que las
resinas de poliacrilato a) presenten un peso molecular promedio en
número tal como se ha indicado más arriba (determinado mediante
cromatografía de filtración en gel utilizando poliestireno como
sustancia patrón). Los especialistas pueden ajustar el índice de
acidez empleando las cantidades correspondientes de los componentes
(a4). Lo análogo es aplicable al índice hidroxilo. Éste se puede
controlar mediante la cantidad de los componentes (a1) y (a2)
utilizados. También se pueden utilizar poliacrilatos comerciales
como los vendidos bajo la marca Joncryl^{R}, por ejemplo
Joncryl^{R} SCX 912 y 922.5.
Algunas resinas de poliéster o resinas
alquídicas a) se pueden preparar sometiendo a reacción (a1) un ácido
policarboxílico cicloalifático o alifático, o una mezcla de ácidos
policarboxílicos de este tipo; (a2) un poliol alifático o
cicloalifático con más de dos grupos hidroxilo en su molécula, o una
mezcla de polioles de este tipo; (a3) un diol alifático o
cicloalifático, o una mezcla de dioles de este tipo; y (a4) un ácido
monocarboxílico saturado alifático lineal o ramificado, o una
mezcla de ácidos monocarboxílicos de este tipo; en una proporción
molar (a1):(b1):(c1):(d1) =
1,0:0,2-1,3:0,0-1,1:0,0-1,4,
preferentemente
1,0:0,5-1,2:0,0-0,6:0,2-0,9,
obteniendo una resina de poliéster o una resina alquídica. Como
ejemplos para el componente (a1) se mencionan: ácido
hexahidroftálico, ácido 1,4-ciclohexanodioico, ácido
endometilentetrahidroftálico, ácido oxálico, ácido malónico, ácido
succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido
subérico, ácido acelaico y ácido sebácico. Como ejemplos para el
componente (a2) se mencionan: pentaeritrita, trimetilolpropano,
trietiloletano y glicerina. Como ejemplos para el componente (a3)
se mencionan: etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol,
neopentilglicol,
2-metil-2-propil-1,3-propanodiol,
2-metil-2-butil-1,3-propanodiol,
2,2,4-trimetil-1,5-pentanodiol,
2,2,5-trimetil-1,6-hexanodiol,
neopentilglicol éster de ácido hidroxipivalínico y
dimetilolciclohexano. Como ejemplos para el componente (a4) se
mencionan: ácido 2-etilenhexanoico, ácido láurico,
ácido isooctanoico, ácido isononanoico y mezclas de ácidos
monocarboxílicos obtenidas de grasa de coco o aceite de
palmisto.
La preparación de resinas de poliéster y/o de
resinas alquídicas a) que portan grupos hidroxilo se describe, por
ejemplo, en la obra de referencia Ullmanns Encyklopädie der
technischen Chemie, tercera edición, tomo 14, Urban &
Schwarzenberg, Munich, Berlín, 1963, páginas 80 a 89 y páginas 99 a
105, y en los libros: Résines Alkydes-Polyesters de
J. Bourry, París, Editorial Dunod, 1952, Alkyd Resins de C.R.
Martens, Reinhold Publishing Corporation, Nueva York, 1961 y Alkyd
Resin Technology de T.C. Patton, Interscience Publishers, 1962.
También entran en consideración ligantes basados
en poliuretanos a). Los especialistas conocen bien los
(met)acrilatosuretanos a), por lo que no es necesario
describir éstos más detalladamente. Las resinas descritas en los
documentos de patente EP 0 708 788, DE 44 01 544 o DE 195 34 361
son ejemplos de resinas de poliuretano a) adecuadas.
Mediante la sustitución parcial de los ligantes
o mezclas de ligantes a) descritos por los alcanos funcionalizados
c) a utilizar según la invención se pueden obtener contenidos en
sólidos sorprendentemente grandes sin que se produzca ninguna
desventaja con respecto al perfil de propiedades de los
revestimientos o adhesivos. De este modo, con contenidos en sólidos
claramente mayores de los materiales de revestimiento según la
invención se han logrado valores igualmente buenos en cuanto a la
resistencia al rayado y la dureza de la película, con una
resistencia a los ácidos comparable a la de los revestimientos, lo
que hasta ahora sólo era posible, según el estado actual de la
técnica, manteniendo niveles bajos de contenidos en sólidos. En
particular, de acuerdo con la invención esto permite lograr un
mayor potencial de reflujo y una reducción de la emisión de
disolventes gracias al mayor contenido en sólidos.
Además de los ligantes a) descritos, los
materiales de revestimiento y adhesivos según la invención también
contienen otros componentes habituales de acuerdo con el estado
actual de la técnica. En este contexto, los materiales de
revestimiento según la invención se pueden concebir como sistemas de
un componente o como sistemas multicomponente. Estos sistemas se
diferencian esencialmente por el tipo de reticulante b) utilizado.
En ambos casos entran en consideración todos los reticulantes b)
que reaccionan con grupos hidroxilo bajo las condiciones de
endurecimiento. Como ejemplos de reticulantes b) adecuados se
mencionan: resinas aminoplásticas, compuestos o resinas que
contienen grupos siloxano, compuestos o resinas que contienen grupos
anhídrido, poliisocianatos bloqueados y no bloqueados y/o
alcoxicarbonilaminotriazinas, pero principalmente poliisocianatos
bloqueados y/o tris(alcoxicarbonilamino)triazinas
b).
De acuerdo con la invención, tanto en sistemas
de un componente como en sistemas de dos componentes se pueden
utilizar isocianatos bloqueados b) o una mezcla de poliisocianatos
bloqueados b).
Los isocianatos bloqueados b) a utilizar están
configurados preferentemente de tal modo que contienen grupos
isocianato bloqueados tanto con un agente de bloqueo (Z1) como con
un agente de bloqueo (Z2). El agente de bloqueo (Z1) es un malonato
de dialquilo o una mezcla de malonatos de dialquilo, el agente de
bloqueo (Z2) es un agente de bloqueo que contiene grupos metileno
activos y diferente de (Z1), una oxima o una mezcla de estos
agentes de bloqueo, y la relación en equivalentes entre los grupos
isocianato bloqueados con (Z1) y los grupos isocianato bloqueados
con (Z2) oscila entre 1,0:1,0 y 9,0:1,0, preferentemente entre
8,0:2,0 y 6,0:4,0, en especial entre 7,5:2,5 y 6,5:3,5.
El isocianato bloqueado b) se prepara de la
siguiente manera.
Como agentes de bloqueo también entran en
consideración dimetilpirazoles y/o triazoles sustituidos.
Un poliisocianato o una mezcla de
poliisocianatos se somete a reacción de forma conocida en sí con una
mezcla de los agentes de bloqueo (Z1) y (Z2), conteniendo la mezcla
de los agentes de bloqueo (Z1) y (Z2) los agentes de bloqueo (Z1) y
(Z2) en una proporción molar que oscila entre 1,0:1,0 y 9,0:1,0,
preferentemente entre 8,0:2,0 y 6,0:4,0, en especial entre 7,5:2,5
y 6,5:3,5.
El poliisocianato o la mezcla de poliisocianatos
se somete a reacción con la mezcla de los agentes de bloqueo (Z1) y
(Z2) hasta que ya no se pueda detectar ningún grupo isocianato. En
la práctica, esto puede requerir la utilización de un gran exceso
de agentes de bloqueo y/o tiempos de reacción muy largos.
Se ha comprobado que también se obtienen lacas
con buenas propiedades si como mínimo un 50, preferentemente como
mínimo un 70 por ciento de los grupos isocianato del poliisocianato
o de la mezcla de poliisocianatos se somete a reacción con la
mezcla de los agentes de bloqueo (Z1) y (Z2) y los demás grupos
isocianato se someten a reacción con un compuesto que contiene
grupos hidroxilo o con una mezcla de compuestos con contenido estos
hidroxilo. Como compuestos que contienen grupos hidroxilo se
utilizan preferentemente polioles alifáticos o cicloalifáticos de
bajo peso molecular como neopentilglicol, dimetilolciclohexano,
etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol,
2-metil-2-propil-1,3-propanodiol,
2-etil-2-butil-1,3-propanodiol,
2,2,4-trimetil-1,5-pentanodiol
y
2,2,5-trimetil-1,6-hexanodiol,
o el ligante a) con contenido en grupos hidroxilo a utilizar como
componente (1).
También se puede obtener un poliisocianato
bloqueado b) adecuado mezclando poliisocianatos bloqueados con los
agentes de bloqueo (Z1) y (Z2) en una proporción tal que se obtenga
una mezcla en la que la relación en equivalentes entre los grupos
isocianato bloqueados con (Z1) y los grupos isocianato bloqueados
con (Z2) oscile entre 1,0:1,0 y 9,0:1,0, preferentemente entre
8,0:2,0 y 6,0:4,0, en especial entre 7,5:2,5 y 6,5:3,5.
En principio, para preparar el poliisocianato
bloqueado se pueden utilizar todos los poliisocianatos útiles en el
campo de las lacas. No obstante, es preferible utilizar
poliisocianatos cuyos grupos isocianato estén unidos a grupos
alifáticos o cicloalifáticos. Como ejemplos de poliisocianatos de
este tipo se mencionan: diisocianato de hexametileno, diisocianato
de isoforona, diisocianato de trimetilhexametileno, diisocianato de
diciclohexilmetano,
1,3-bis(2-isocianatopropil)-2-benceno
(TMXDI) y 1,4- y
1,3-bis(isocianatometil)cicloalcanos
como 1,4- y
1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, y
también aductos de estos poliisocianatos en polioles, en particular
en polioles de bajo peso molecular, por ejemplo trimetilolpropano, y
poliisocianatos con contenido en grupos isocianurato y/o biuret
derivados de dichos poliisocianatos.
De forma especialmente preferente, como
poliisocianatos se utilizan diisocianato de hexametileno y
diisocianato de isoforona, poliisocianatos con contenido en grupos
isocianurato o biuret derivados de dichos diisocianatos, que
preferentemente contienen más de dos grupos isocianato en su
molécula, y también productos de reacción de diisocianato de
hexametileno y diisocianato de isoforona o una mezcla de
diisocianato de hexametileno y diisocianato de isoforona con 0,3 -
0,5 equivalentes de un poliol de bajo peso molecular, siendo el peso
molecular de 62 a 500, preferentemente de 104 a 204, principalmente
un triol, por ejemplo trimetilolpropano.
Como agentes de bloqueo (Z1) se utilizan
malonatos de dialquilo o una mezcla de malonatos de dialquilo. Como
ejemplos de malonatos de dialquilo a utilizar se mencionan:
malonatos de dialquilo de 1 a 6 átomos de carbono en la parte
alquilo en cada caso, por ejemplo malonato de dimetilo y malonato de
dietilo, utilizándose preferentemente malonato de dietilo. Como
agentes de bloqueo (Z2) se utilizan agentes de bloqueo diferentes de
(Z1) que contienen grupos metileno activos, y oximas y también
mezclas de estos agentes de bloqueo. Como ejemplos de agentes de
bloqueo a utilizar como agentes de bloqueo (Z2) se mencionan: metil,
etil, propil, butil, pentil, hexil, heptil, octil, nonil, decil o
dodecil éster de ácido acetoacético, acetonoxima, metil etil
cetoxima, acetilacetona, formaldoxima, acetaldoxima, benzofenoxima,
acetoxima y diisobutilcetoxima. Como agente de bloqueo (Z2) se
utiliza preferentemente un alquil éster de ácido acetoacético de 1 a
6 átomos de carbono en la parte alquilo o una mezcla de alquil
ésteres de ácido acetoacético de este tipo, o una cetoxima o una
mezcla de cetoximas. De forma especialmente preferente, como
agentes de bloqueo (Z2) se utilizan etil ésteres de ácido
acetoacético o metil etil cetoxima.
Como reticulantes b) también se pueden utilizar
tris(alcoxicarbonilamino)triazinas de fórmula
en la que R = metilo y/o grupos
alquilo, en particular grupos butilo. También se pueden utilizar
derivados de los compuestos mencionados. Preferentemente, como
reticulantes b) se utilizan
tris(alcoxicarbonilamino)triazinas tal como se
describen en el documento de patente US
5084541.
Los materiales de revestimiento según la
invención también pueden ser sistemas multicomponente,
preferentemente sistemas de dos componentes. En este caso, el
material de revestimiento presenta un segundo componente que
contiene como reticulante b) al menos un diisocianato y/o
poliisocianato no bloqueado b), dado el caso disuelto en uno o más
disolventes orgánicos. No obstante, el segundo componente también
puede presentar adicionalmente un poliisocianato bloqueado o una
mezcla de poliisocianatos bloqueados b).
En el caso del componente de poliisocianato b)
libre a utilizar se trata de cualquier poliisocianato orgánico con
grupos isocianato libres unidos de forma alifática, cicloalifática,
aralifática y/o aromática. Preferentemente se utilizan
poliisocianatos con 2 a 5 grupos isocianato por molécula y con
viscosidades de 100 a 2.000 mPa.s (a 23 grados C). Dado el caso
también se pueden añadir a los poliisocianatos pequeñas cantidades
de disolventes orgánico, preferentemente entre el 1 y el 25% en
peso con respecto al poliisocianato puro, para mejorar así la
incorporación del isocianato y dado el caso reducir su viscosidad a
un valor dentro de los márgenes arriba mencionados.
Disolventes adecuados como aditivos para los
poliisocianatos son, por ejemplo, propionato de etoxietilo, acetato
de butilo y similares. Por ejemplo, en "Methoden der organischen
Chemie", Houben-Weyl, tomo 14/2, 4ª edición,
Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1963, páginas 61 a 70, y W. Siefken,
Liebigs Ann. Chem. 562, páginas 75 a 136, se describen ejemplos de
isocianatos adecuados.
Por ejemplo, son adecuados los poliisocianatos
y/o prepolímeros de poliuretano con contenido en grupos isocianato
b) que se pueden obtener mediante la reacción de polioles con un
exceso de poliisocianatos y que preferentemente presentan baja
viscosidad. También se pueden utilizar poliisocianatos que presentan
grupos isocianurato y/o grupos biuret y/o grupos alofanato, y/o
grupos uretano y/o grupos urea y/o grupos uretdiona. Los
poliisocianatos que presentan grupos uretano se obtienen, por
ejemplo, mediante la reacción de una parte de los grupos isocianato
con polioles, por ejemplo con trimetilolpropano y glicerina.
Preferentemente se utilizan poliisocianatos alifáticos o
cicloalifáticos, en particular diisocianato de hexametileno,
diisocianato de hexametileno dimerizado y trimerizado, diisocianato
de isoforona,
2-isocianatopropil-ciclohexilisocianato,
diciclohexilmetano-2,4'-diisocianato
o
diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato,
o mezclas de éstos.
De forma totalmente preferente se utilizan
mezclas de poliisocianatos que presentan grupos uretdiona y/o
isocianurato y/o grupos alofanato basados en diisocianato de
hexametileno, tales como los formados por oligomerización
catalítica de diisocianato de hexametileno utilizando los
catalizadores adecuados. Por lo demás, el componente de
poliisocianato b) también puede consistir en cualquier mezcla de los
poliisocianatos libres mencionados a modo de ejemplo.
El material de revestimiento según la invención
pueden contener además, y en particular, absorbentes UV y
captadores de radicales. También puede contener catalizadores para
la reticulación. Para ello entran en consideración principalmente
compuestos orgánicos metálicos, preferentemente estaño y/o
compuestos orgánicos de bismuto. También pueden entrar en
consideración aminas terciarias. El material de revestimiento puede
contener además agentes de reología y otras sustancias auxiliares
para lacas. Evidentemente también se pueden utilizar pigmentos de
todo tipo, por ejemplo pigmentos de coloración como pigmentos
azoicos, pigmentos de ftalocianina, pigmentos de carbonilo,
pigmentos de dioxazina, dióxido de titanio, color hollín, óxidos de
hierro y óxidos de cromo o de cobalto; o pigmentos de efecto
decorativo como pigmentos de copos metálicos, en particular
pigmentos de copos de aluminio, y pigmentos de brillo perlino. En
caso dado, el material de revestimiento según la invención también
puede contener las sustancias auxiliares y/o los aditivos
habituales, por ejemplo aditivos de deslizamiento (slip),
inhibidores de polimerización, agentes de mateado, antiespumantes,
agentes de nivelación yo agentes auxiliares filmógenos, por ejemplo
derivados de celulosa, u otros aditivos utilizados habitualmente en
lacas base. Estas sustancias auxiliares y/o aditivos habituales se
utilizan normalmente en una cantidad de hasta un 15% en peso,
preferentemente de entre un 2 y un 9% en peso, con respecto al peso
del material de revestimiento sin pigmentos ni materiales de
carga.
La producción del material de revestimiento
según la invención se realiza mediante el procedimiento según la
invención, sustituyendo entre un 0,5 y un 25% en peso,
preferentemente entre un 1 y un 20 y en particular entre un 2 y un
15% en peso del ligante a) de un material de revestimiento o de un
adhesivo por como mínimo un alcano funcionalizado c) a utilizar
según la invención. Para ello se utilizan los métodos habituales
como unión de los componentes individuales y mezcla de los mismos
bajo agitación. La producción del material de revestimiento de dos
o más componentes también se realiza mediante agitación o dispersión
utilizando los dispositivos habituales, por ejemplo mediante
recipientes de disolución (dissolver) o similares, o mediante
las instalaciones de dosificación y mezcla de dos componentes
también habituales. Los componentes individuales se guardan por
separado hasta su utilización conforme a lo prescrito.
El material de revestimiento según la invención
o el adhesivo según la invención se formula preferentemente como
una solución o dispersión no acuosa (es decir, con disolventes
orgánicos). Para ello se pueden utilizar los disolventes orgánicos
habituales en la producción de lacas o adhesivos.
El material de revestimiento según la invención
se utiliza principalmente para la producción de piezas preformadas
revestidas o piezas compuestas que incluyen o consisten en láminas,
vidrio, madera, papel y/o metal, aplicándose el material de
revestimiento sobre las piezas preformadas correspondientes y
endurecimiento del revestimiento resultante.
El material de revestimiento según la invención
se utiliza preferentemente para la producción de lacados monocapa o
multicapa, y de forma especialmente preferente para la producción de
lacas cubrientes. No obstante, también se puede utilizar para la
producción de una laca transparente que se aplica sobre una capa de
laca base, por ejemplo una laca transparente de un lacado multicapa
producido de acuerdo con el procedimiento
húmedo-sobre-húmedo. Además se
puede emplear como imprimación, material de carga o protección de
los bajos. Evidentemente, los plásticos u otros sustratos también
se pueden revestir directamente con la laca transparente o
cubriente.
Los materiales de revestimiento se pueden
utilizar tanto para el lacado en serie como para el lacado de
reparación de carrocerías de automóvil, pero preferentemente se
emplean en el campo del lacado en serie.
El adhesivo según la invención sirve para
producir piezas compuestas pegadas que incluyen o consisten en
láminas, plásticos, vidrio, madera, papel y/o metal, aplicando y en
caso dado preendureciendo el adhesivo sobre la o las superficies a
pegar de una lámina o una pieza preformada que incluye o consiste en
plástico, vidrio, madera, papel y/o metal, y/o sobre la o las
superficies de la pieza que ha de ser pegada con ésta, tras lo cual
las superficies correspondientes a pegar se ponen en contacto y
después se endurece el adhesivo.
En general, la aplicación se realiza con ayuda
de los métodos habituales, por ejemplo aplicación por pulverización,
con rasqueta, por inmersión o a brocha.
Los materiales de revestimiento o adhesivos
según la invención se endurecen preferentemente a temperaturas
entre temperatura ambiente y 180ºC. En especial se emplean
temperaturas de entre 60 y 180ºC. En formas de utilización
especiales de los productos de revestimiento según la invención
también se pueden utilizar temperaturas de endurecimiento
inferiores, de entre 60 y 160ºC.
En comparación con las piezas preformadas y
piezas compuestas convencionales, las piezas preformadas y
compuestas que incluyen o consisten en láminas, plásticos, vidrio,
madera, papel y/o metal y que incluyen como mínimo una capa del
adhesivo endurecido, presentan ventajas claras en cuanto a la
estabilidad térmica, la solidez frente a la luz, la resistencia al
rayado y la resistencia a la intemperie.
La invención se describe más detalladamente a
continuación con referencia a los ejemplos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
| Componentes \hskip1cm Composición | A | B | C | |||
| (partes en peso) | ||||||
| Componente I^{k} | ||||||
| \hskip0,5cm Endurecedor de isocianato^{a} | 33,000 | 37,000 | 45,700 | |||
| Componente II^{j,k} | ||||||
| \hskip0,5cm OH-acrilato^{b} | 83,970 | 75,000 | 67,300 | |||
| \hskip0,5cm Dietiloctanodiol^{i} | 4,500 | 9,000 | ||||
| \hskip0,5cm TIN 384^{c} | 1,200 | 1,200 | 1,200 | |||
| \hskip0,5cm TIN 292^{d} | 1,000 | 1,000 | 1,000 | |||
| \hskip0,5cm DBTL^{e} | 0,004 | 0,004 | 0,004 | |||
| \hskip0,5cm Worlee^{R}-ADD315^{f} | 0,096 | 0,096 | 0,096 | |||
| \hskip0,5cm ZN 73-1280^{g} | 1,500 | 1,500 | 1,500 | |||
| \hskip0,5cm Acetato de butilglicol | 3,930 | 3,930 | 3,930 | |||
| \hskip0,5cm Xileno | 0,200 | 4,670 | 4,670 | |||
| \hskip0,5cm Solventnaphta | 3,200 | |||||
| \hskip0,5cm GB-éster^{h} | 4,500 | 4,500 | 4,500 | |||
| \hskip0,5cm Acetato de etoxipropilo | 2,000 | 2,000 | 2,000 | |||
| \hskip0,5cm Butanol | 1,600 | 1,600 | 1,600 | |||
| \hskip0,5cm Suma | 100,000 | 100,000 | 100,000 |
a) Solución al 80% de Desmodur
N3390 (poliisocianato basado en diisocianato de hexametileno de la
firma Bayer) en acetato de butilo y Solventnaphta (reticulante
b).
b) Resina de acrilato habitual y
conocida de estireno, metacrilato de n-butilo,
acrilato de t-butilo, metacrilato de hidroxipropilo
y ácido acrílico como resina de acrilato (diluida a un contenido en
sólidos de un 53% con una mezcla de acetato de metoxipropilo,
acetato de butilglicol y acetato de butilo) (ligante
a).
i) Mezcla de diferentes
dietiloctanodioles isómeros de posición c) procedentes de la
producción a gran escala de 2-etilhexanol;
cromatograma de gas en una muestra
sililada:
\newpage
| Tiempo de retención (min) | % en superficie | T de retención | % en superficie |
| 23,01 | 0,5 | 23,82 | 28,1 |
| 23,14 | 0,8 | 23,85 | 18,6 |
| 23,67 | 32,1 | 28,53 | 0,6 |
| 23,71 | 14,4 | 30,55 | 1,0 |
c) Producto fotoprotector comercial
Tinuvin 384^{R} de la firma Ciba Specialty Chemical
Inc.
d) Producto fotoprotector comercial
Tinuvin 292^{R} de la firma Ciba Specialty Chemical
Inc.
e) Dilaurato de
dibutilestaño.
f) Aditivo de nivelación comercial
de la firma Worlee,
Lauenburg.
g) Solución al 5% de un
polidimetilsiloxano sustituido con poliéter en
xileno.
h) Butil éster de ácido glicólico
de la firma
Wacker.
j) Viscosidad del componente II
(vaso DIN 4s a
23ºC):
| Composición (partes en peso) | A | B | C |
| 29 s | 22 s | 20,5 s |
k) Contenido en sólidos de los
componentes I y II (1 h, 125ºC) con viscosidad de
procesamiento:
| 53,6% | 61,0% | 61,5% |
\vskip1.000000\baselineskip
El BART ("BASF ACID RESISTANCE TEST" -
ENSAYO DE RESISTENCIA A LOS ÁCIDOS BASF) sirve para determinar la
resistencia de las superficies de laca contra ácidos, lejías y
gotas de agua. Después del ahornado, el revestimiento se somete a
otras cargas de temperatura en un horno a gradiente (30 minutos a
40ºC, 50ºC, 60ºC y 70ºC). Previamente se aplican las sustancias de
ensayo (ácido sulfúrico al 1%, 10%, 36%; ácido sulfuroso al 6%;
ácido clorhídrico al 10%; sosa cáustica al 5%; agua CD (=
completamente desalinizada) - 1, 2, 3 ó 4 gotas) de forma definida
con una pipeta dosificadora. Después de la acción de las sustancias,
éstas se eliminan con agua corriente y 24 horas después se evalúan
visualmente los deterioros de acuerdo con una escala
predeterminada:
| Nota | Aspecto |
| 0 | Sin defectos |
| 1 | Marcas ligeras |
| 2 | Marcas/zonas mate/sin reblandecimiento |
| 3 | Marcas/zonas mate/variación del tono de color/reblandecimiento |
| 4 | Grietas/corrosión incipiente |
| 5 | Laca transparente eliminada |
Se evalúa cada marca individual (spot) y
el resultado de cada revestimiento se protocoliza de forma adecuada
(por ejemplo suma de notas correspondientes a una temperatura). Los
resultados se muestran en la Tabla 1.
En el ensayo con arena, la superficie de laca se
carga con arena (20 g de arena de cuarzo-plata
1,5-2,0 mm). La arena se introduce en un recipiente
PE (fondo cortado de forma plana), que se sujeta firmemente sobre la
placa de ensayo. Se utilizan placas de ensayo iguales a las
descritas en el ensayo con cepillo. La placa con el recipiente y la
arena se sacude mediante un accionamiento por motor. Los movimientos
de la arena suelta provocan el deterioro de la superficie de la
laca (100 carreras dobles en 22 s). Después de la carga con arena,
de la placa de ensayo se elimina el producto de abrasión, se limpia
con cuidado bajo un chorro de agua fría y a continuación se seca
con aire comprimido. Se mide el brillo según DIN 67530 antes y
después del deterioro a 20º.
Con este procedimiento de ensayo se comprueba la
resistencia (scratch resistance) de las superficies de laca
(lacas transparentes y lacas cubrientes) contra los arañazos por los
cepillos de lavado. Este proceso es una buena simulación de la
carga de una superficie de laca en una instalación de lavado.
Los resultados del ensayo se muestran en la
Tabla 2.
| Valores de brillo^{a)} | Composición A | Composición B | Composición C |
| Brillo inicial | 84 | 84 | 84 |
| Brillo residual | 53,5 | 55,6 | 56,8 |
| Brillo después de 2 h, 40ºC | 55,3 | 58,0 | 60,1 |
| Brillo después de 2 h, 60ºC | 57,1 | 63,3 | 68,2 |
| a) medido a 20ºC. |
Los resultados del ensayo BART por un lado y del
ensayo con arena por otro corroboran que los sistemas de dos
componentes según la invención (B y C) igualan a los sistemas de dos
componentes convencionales (A) en lo que respecta a la alta
resistencia a los ácidos, y superan claramente a los mismos en lo
que respecta a la resistencia al rayado, en particular el
comportamiento de reflujo a temperaturas elevadas, y al contenido
de sólidos.
Claims (9)
1. Material de revestimiento o adhesivo que
contiene
- a)
- como mínimo un ligante,
- b)
- como mínimo un reticulante y
- c)
- como mínimo un dietiloctanodiol isómero de posición.
2. Material de revestimiento o adhesivo según la
reivindicación 1, caracterizado porque el dietiloctanodiol
c) contiene o consiste en
2,4-dietil-1,5-octanodiol.
3. Material de revestimiento o adhesivo según
una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque
contiene el alcano funcionalizado c) en una cantidad entre el 0,5 y
el 25, preferentemente entre el 1 y el 20 y en particular entre el
2 y el 15% en peso, con respecto a la cantidad total de los
componentes a) + c).
4. Material de revestimiento o adhesivo según
una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque
consiste en un sistema de varios componentes en el que como mínimo
el reticulante b) se guarda separado de los demás componentes hasta
su utilización conforme a lo prescrito.
5. Material de revestimiento o adhesivo según la
reivindicación 4, caracterizado porque consiste en un
sistema de dos componentes con un primer componente que contiene el
reticulante b) y un segundo componente que contiene el ligante a) y
el alcano funcionalizado c).
6. Material de revestimiento o adhesivo según
una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque
consiste en un sistema de un componente que contiene el ligante a),
el reticulante b) y el alcano funcionalizado c).
7. Utilización del material de revestimiento o
adhesivo según una de las reivindicaciones 1 a 6 para el
revestimiento o la adhesión de superficies de plástico, incluyendo
superficies de láminas, madera, vidrio, papel o metal, o en el
lacado en serie y el lacado de reparación de automóviles, como laca
transparente, laca cubriente, material de carga, imprimación y/o
protección de los bajos.
8. Procedimiento para la producción de
materiales de revestimiento o adhesivos mediante mezcla de sus
componentes, caracterizado porque se mezclan entre sí
- a)
- como mínimo un ligante,
- b)
- como mínimo un reticulante y
- c)
- como mínimo un dietiloctanodiol isómero de posición.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque el dietiloctanodiol isómero de posición
c) contiene o consiste en
2,4-dietil-1,5-octanodiol.
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