ES2290190T3 - Composicion de revestimiento acuosa que contiene un reticulante carbonato-amina, procedimiento para su obtencion y pelicula endurecida obtenida con la misma. - Google Patents
Composicion de revestimiento acuosa que contiene un reticulante carbonato-amina, procedimiento para su obtencion y pelicula endurecida obtenida con la misma. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2290190T3 ES2290190T3 ES01991958T ES01991958T ES2290190T3 ES 2290190 T3 ES2290190 T3 ES 2290190T3 ES 01991958 T ES01991958 T ES 01991958T ES 01991958 T ES01991958 T ES 01991958T ES 2290190 T3 ES2290190 T3 ES 2290190T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- coating composition
- block
- ethylenically unsaturated
- group
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D151/00—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D151/003—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F293/00—Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule
- C08F293/005—Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule using free radical "living" or "controlled" polymerisation, e.g. using a complexing agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/30—Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups
- C08F8/32—Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups by reaction with amines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D153/00—Coating compositions based on block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Composición de revestimiento basada en agua, endurecible, que comprende el producto de reacción de: (A) un copolímero basado en agua preparado mediante polimerización por radicales libres, comprendiendo dicho copolímero el producto de reacción de: (I) un primer bloque que incluye el producto de reacción de: (a) al menos un monómero etilénicamente insaturado y (b) al menos un monómero de hidrocarburo vinilaromático; y (II) un segundo bloque que incluye el producto de reacción de: (a) múltiples monómeros etilénicamente insaturados distintos de (A)(I)(a), incluyendo como mínimo uno de dichos múltiples monómeros al menos un grupo funcional carbonato; y (B) al menos un agente de reticulación reactivo frente a dicho grupo funcional carbonato, seleccionándose dicho al menos un agente de reticulación de entre el grupo consistente en compuestos alquilo de 2 a 20 carbonos solubles en agua y que tienen al menos un grupo funcional amino y donde dicho al menos un agente de reticulación está presente enuna cantidad de 1 a 10 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de dicha composición de revestimiento.
Description
Composición de revestimiento acuosa que contiene
un reticulante carbonato-amina, procedimiento para
su obtención y película endurecida obtenida con la misma.
En general, la presente invención se refiere a
una composición de revestimiento acuosa endurecible utilizada
principalmente en sistemas de revestimiento basados en agua, tales
como sistemas de capa base acuosos (WBBC), sistemas de capa
transparente acuosos (WBCC) y sistemas de imprimación acuosos. Más
específicamente, la composición de revestimiento incluye un
copolímero acuoso, el cual contiene un grupo funcional carbonato, y
un agente de reticulación, el cual incluye un grupo funcional amino
reactivo frente al grupo funcional carbonato. La presente invención
también se refiere a un método para preparar la composición de
revestimiento, así como a un método para preparar una película
endurecida a partir de la composición de revestimiento.
Las composiciones de revestimiento acuosas
incluyen como componentes copolímeros acuosos y agentes de
reticulación. Los copolímeros acuosos son adecuados para ser
utilizados en sistemas de revestimiento en las industrias del
revestimiento industrial y del automóvil, ya que estos copolímeros
permiten formular sistemas de revestimiento acuosos tales como
WBBC, WBCC y sistemas de imprimación acuosos. Del estado de la
técnica es conocido que los sistemas de revestimiento acuosos son
los ideales cuando se comparan con los sistemas de revestimiento
basados en disolventes, ya que los sistemas de revestimiento acuosos
presentan un menor contenido en compuestos orgánicos volátiles
(VOCs).
Los copolímeros basados en agua del estado de la
técnica anterior han demostrado ser poco adecuados para su
utilización como componentes en las composiciones de revestimiento
acuosas. Los copolímeros basados en agua del estado de la técnica
anterior son ineficaces ya que, como dispersiones secundarias, estos
copolímeros son muy viscosos y en general tienen características
filmógenas poco definidas como dispersiones primarias. Además, la
reticulación entre estos copolímeros con agentes de reticulación
convencionales, por ejemplo aminoplásticos, a menudo son
particularmente sensibles a la corrosión ambiental ácida.
Los copolímeros acuosos del estado de la técnica
anterior son también deficientes debido a que estos copolímeros con
frecuencia incorporan componentes adicionales tales como
codisolventes y agentes tensioactivos, ambos componentes no
deseables en los sistemas de revestimiento basados en agua. Por
ejemplo, los copolímeros basados en agua convencionales suelen
incorporar codisolventes para favorecer la dispersibilidad del
copolímero en agua y estos codisolventes contribuyen a aumentar los
VOCs. Los copolímeros basados en agua convencionales también suelen
incorporar agentes tensioactivos para favorecer y mantener la
miscibilidad y la incorporación del copolímero en agua, la
incorporación de agentes tensioactivos en las composiciones de
revestimiento, tal como lo entienden los especialistas en la
materia, con frecuencia contribuye a su sensibilidad al agua, a la
humedad y a la "craterización", así como a otros defectos
perjudiciales para el revestimiento referentes al aspecto del
sistema de revestimiento acuoso.
Los métodos de polimerización por radicales
libres empleados para preparar los copolímeros acuosos del estado
de la técnica anterior son también deficientes. Estos métodos
convencionales normalmente son fuertemente exotérmicos y, por
tanto, difíciles de prever y controlar. La imprevisibilidad de estos
métodos conduce a propiedades físicas incontrolables e
incompatibles para el copolímero acuoso y finalmente de la
composición de revestimiento acuosa que incluye el copolímero como
componente. De forma más específica, la imprevisibilidad de estos
métodos con frecuencia conduce a una distribución inconsistente del
peso molecular del copolímero y a una conversión incompleta de los
componentes monoméricos en el copolímero. Además, en la preparación
de los copolímeros basados en agua convencionales, la distribución
de los componentes monoméricos es aleatoria y no produce una
arquitectura polimérica "adaptada" que sea capaz de cumplir
con las necesidades particulares dependiendo de si se utiliza el
copolímero en un sistema WBBC, WBCC o de imprimación acuoso. Se
entiende en la técnica que los pesos moleculares inconsistentes, la
conversión incompleta de los componentes monoméricos e incluso la
distribución aleatoria de los componentes monoméricos afecta, entre
otras, a la estabilidad de la viscosidad del copolímero y puede
incluso resultar en una "gelificación" del copolímero y de la
composición de revestimiento basada en agua. Además, pueden
obtenerse características pobres en cuanto al aspecto del sistema
WBBC, WBCC o de imprimación acuoso, tales como el brillo y la
nitidez de imagen (DOI), derivadas de la escasa reología, es decir,
de la fluencia de la composición de revestimiento en su aplicación,
lo cual se debe a la inconsistencia del copolímero basado en
agua.
agua.
Resumiendo, los copolímeros basados en agua del
estado de la técnica anterior que forman parte de la composición
de revestimiento acuosa tal como se detalla anteriormente se
caracterizan por una o más insuficiencias. Debido a las
insuficiencias identificadas de la técnica anterior, es deseable
proporcionar un nuevo copolímero basado en agua, así como una
composición de revestimiento, que se utilice en sistemas WBBC, WBCC
y de imprimación acuosos, así como un nuevo método para preparar la
composición de revestimiento y una película endurecida.
Se describe una composición de revestimiento
endurecible basada en agua. La composición de revestimiento basada
en agua de la presente invención comprende el producto de reacción
de un copolímero basado en agua (A) y de al menos un agente de
reticulación (B). El copolímero basado en agua (A) se prepara
mediante polimerización por radicales libres e incluye un primer
polímero en bloque, o primer bloque, (A)(I), y un segundo bloque
(A)(II). El primer bloque (A)(I) preferentemente es un bloque
hidrofílico y el segundo bloque (A)(II) preferentemente es un
bloque hidrofóbico. Más específicamente, el primer bloque (A)(I) del
copolímero (A) es el producto de reacción de al menos un monómero
etilénicamente insaturado (A)(I)(a) y de al menos un monómero de
hidrocarburo vinilaromático (A)(I)(b). El segundo bloque (A)(II)
del copolímero (A) es el producto de reacción de múltiples
monómeros etilénicamente insaturados (A)(II)(a) distintos del
monómero etilénicamente insaturado (A)(I)(a) donde al menos uno de
los diversos (A)(II)(a) incluye como mínimo un grupo funcional
carbonato. El agente de reticulación (B) es reactivo frente al
grupo funcional carbonato y se selecciona de entre el grupo formado
por los compuestos alquilo de 2 a 20 carbonos solubles en agua que
tienen al menos un grupo funcional amino, y dicho al menos un
agente de reticulación está presente
en una cantidad de 1 a 10 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de dicha composición de revestimiento.
en una cantidad de 1 a 10 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de dicha composición de revestimiento.
En la composición de revestimiento acuosa
preferente de la presente invención, el al menos un monómero
etilénicamente insaturado (A)(I)(a) del primer bloque (A)(I) se
define además como un primer y un segundo monómero etilénicamente
insaturado, donde el primer monómero etilénicamente insaturado
preferentemente es ácido acrílico y el segundo monómero
etilénicamente insaturado preferentemente es metacrilato de metilo.
Además, el al menos un monómero de hidrocarburo vinilaromático
(A)(I)(b) del primer bloque (A)(I) preferentemente es
difeniletileno. Igualmente, en la realización preferente, la
pluralidad de monómeros etilénicamente insaturados (A)(II)(a) del
segundo bloque (A)(II), y que es distinta del al menos un monómero
etilénicamente insaturado (A)(I)(a), son estireno, metacrilato de
2-etilhexilo, metacrilato de ciclohexilo y
metacrilato de glicidilo carbonato-modificado que
presenta el grupo funcional carbonato. Finalmente, el agente de
reticulación preferente (B) reactivo frente al grupo funcional
carbonato es triaminononano.
Se describe también un método para preparar la
composición de revestimiento basada en agua. Según este método,
primero se forma el primer bloque (A)(I). Luego, el segundo bloque
(A)(II), que tiene el al menos un grupo funcional carbonato, se
polimeriza con el primer bloque (A)(I) para establecer el copolímero
basado en agua (A). Entonces, el copolímero (A) se combina con el
agente de reticulación (B) para que el grupo funcional amino del
agente reticulante (B) reaccione con el grupo funcional carbonato,
formando así la composición de revestimiento basada en agua de la
presente invención.
El objeto general de la presente invención
consiste en desarrollar una composición de revestimiento acuosa
para su utilización en sistemas WBBC, WBCC y de imprimación acuosos
que utilice el enlace carbonato-amina a través de
un copolímero basado en agua (A), que contiene un grupo funcional
carbonato, y un agente de reticulación (B), el cual incluye un
grupo funcional amino reactivo con el grupo funcional carbonato.
Constituye también un objetivo general presentar una composición de
revestimiento basada en agua que esté completamente libre de
disolventes, es decir, que no utilice codisolventes, de forma que el
contenido en VOCs sea nulo y al mismo tiempo manteniendo la
dispersibilidad del copolímero (A) en agua sin codisolvente
alguno.
Otro objeto de la presente invención consiste en
desarrollar una composición de revestimiento basada en agua que
incluya un agente de reticulación (B) de bajo coste y reactivo
frente al grupo funcional carbonato, de forma que los sistemas
WBBC, WBCC y de imprimación acuosos preparados a partir de la
composición de revestimiento basada en agua de la presente
invención sean resistentes a la corrosión ambiental ácida. Es
también otro objetivo de la presente invención desarrollar una
composición de revestimiento basada en agua que esté libre de
agentes tensioactivos, que siga siendo totalmente miscible en agua,
para que los sistemas WBBC, WBCC y de imprimación acuosos
preparados a partir de la composición de revestimiento basada en
agua de la presente invención sean resistentes a la craterización y
no adolezcan de otros defectos asociados a los agentes
tensioactivos.
Con respecto al método para preparar la
composición de revestimiento basada en agua, es un objeto de la
presente invención presentar un método que convierta perfectamente
los componentes monoméricos en el copolímero (A) y que sea
previsible y controlable, para que la estructura del copolímero (A)
pueda "adaptarse" y realizarse. Por tanto, las composiciones
de revestimiento basadas en agua preparadas de acuerdo con el método
de la presente invención mantienen una viscosidad estable y
resultan en películas endurecidas en un sistema WBBC, de WBCC o de
imprimación acuoso que tienen características ideales en cuanto a su
aspecto.
La composición de revestimiento endurecible
basada en agua de la presente invención se utiliza en sistemas de
revestimiento acuosos. Los sistemas de revestimiento acuosos, por
ejemplo los sistemas de capa base acuosos (WBBC) y los de capa
transparente acuosos (WBCC), se utilizan en todas las industrias de
revestimiento industriales, para automóviles y otras, para revestir
diversos sustratos con propósitos estéticos y funcionales tales como
dar color y resistencia al medioambiente, respectivamente. Aunque
la presente invención se dirija a sistemas WBBC y WBCC, se debe
entender que la presente invención puede utilizarse también en
otros sistemas de revestimiento acuosos, incluidos, pero sin
limitarse a, sistemas de imprimación acuosos, y en otras industrias,
incluidas, pero no limitadas a, adhesivos y selladoras.
La composición de revestimiento basada en agua
de la presente invención incluye el producto de reacción de un
copolímero basado en agua (A) que tiene al menos un grupo funcional
carbonato y de al menos un agente de reticulación (B) que incluye
al menos un grupo funcional amino, NH_{2}. Tal como se describirá
en detalle a continuación, el grupo funcional amino del agente
reticulante (B) reacciona con el grupo funcional carbonato para
establecer un enlace uretano
(-NH-CO-O-) sin utilizar un
isocianato. La composición de revestimiento basada en agua se
prepara según el método de polimerización por radicales libres. En
general, el método para preparar la composición de revestimiento
incluye los pasos de formar un primer bloque (A)(I), la
polimerización de un segundo bloque (A)(II) con el primer bloque
(A)(I) para establecer el copolímero basado en agua (A) y la
combinación del copolímero basado en agua (A) con el agente de
reticulación (B) para formar la composición de revestimiento basada
en agua de la presente invención, procediendo el enlace uretano de
la reacción carbonato-amina. Estos pasos del método
se exponen de forma más detallada a continuación.
El copolímero basado en agua (A) es el producto
de reacción del primer bloque (A)(I) y del segundo bloque (A)(II).
En una realización especialmente preferente, el primer bloque (A)(I)
es un bloque hidrofílico y el segundo bloque (A)(II) es un bloque
hidrofóbico, y se describirá la presente invención teniendo esto en
cuenta. Sin embargo, se debe entender que el número de bloques,
según se describe dos bloques, no pretende ser limitativo. Por
ejemplo, el copolímero basado en agua (A) también podría ser el
producto de reacción de tres bloques, por ejemplo un primer bloque
hidrofílico, un segundo bloque hidrofílico y un tercer bloque
hidrofóbico.
El primer bloque (A)(I) está presente en una
cantidad de 5 a 15, preferentemente de 7 a 10, partes en peso, con
respecto a 100 partes en peso de la composición de revestimiento. El
primer bloque (A)(I) es el producto de reacción de al menos un
monómero etilénicamente insaturado (A)(I)(a) y de al menos un
monómero de hidrocarburo vinilaromático (A)(I)(b). Más
específicamente, para formar el primer bloque (A)(I) se polimerizan
el al menos un monómero etilénicamente insaturado (A)(I)(a) y el al
menos un monómero de hidrocarburo vinilaromático (A)(I)(b). Este
paso de polimerización se prolonga durante un tiempo de 1 a 8,
preferentemente de 2 a 7 y en especial de 4 a 6 horas, y a una
temperatura entre 50ºC y 100ºC. Se debe entender que el tiempo
necesario para llevar a cabo este "paso de polimerización"
incluye el tiempo necesario para adicionar los componentes
monoméricos y también todo tiempo de mantenimiento o enfriamiento,
durante el cual puede no producirse una adición de monómeros.
También se debe entender que ciertos monómeros etilénicamente
insaturados (A)(I)(a) y ciertos monómeros de hidrocarburo
vinilaromático (A)(I)(b) necesitan que el paso de polimerización se
realice bajo presión. Cuando sea necesaria, esta presión
preferentemente será de 1,5 a 3.000 bar, en especial de 10 a 1.000
bar.
El al menos un monómero etilénicamente
insaturado (A)(I)(a) del primer bloque (A)(I) básicamente se
selecciona para asegurar la solubilidad del copolímero (A) en agua.
Como tal, el al menos un monómero etilénicamente insaturado
(A)(I)(a) se selecciona de forma que se obtenga una sal cuando se
somete a reacción con un agente neutralizante. El agente
neutralizante se expondrá más adelante. Además del propósito
esencial de asegurar la solubilidad del copolímero (A) en agua, el
al menos un monómero etilénicamente insaturado (A)(I)(a) puede
seleccionarse también de forma que se consiga una temperatura
filmógena mínima ideal, MFFT, para el copolímero basado en agua
(A), y finalmente para una película endurecida de la composición de
revestimiento acuosa utilizada en los sistemas WBBC, WBCC o de
imprimación acuosos, por ejemplo para que la película endurecida sea
resistente al agrietamiento y al picado excesivo. El al menos un
monómero etilénicamente insaturado (A)(I)(a) puede seleccionarse
también de forma que se minimice la fotosensibilidad de la
composición de revestimiento y de la película endurecida formada
con
ella.
ella.
En la realización preferente de la presente
invención, el al menos un monómero etilénicamente insaturado
(A)(I)(a) se define además como un primer y un segundo monómeros
etilénicamente insaturados. Los monómeros etilénicamente
insaturados primero y segundo se seleccionan de forma que se
equilibren las características físicas deseadas, tal como se ha
enunciado anteriormente. Es decir, los monómeros etilénicamente
insaturados primero y segundo se seleccionan para equilibrar la
solubilidad en agua del copolímero (A) así como la MFFT y la
fotosensibilidad de la composición de revestimiento en la película
endurecida. En términos de la composición monomérica total del
primer bloque (A)(I) del copolímero (A), los monómeros
etilénicamente insaturados primero y segundo constituyen de 70 a
99, preferentemente de 90 a 96 partes en peso, con respecto a 100
partes en peso de la composición monomérica total, del primer
bloque (A)(I). Se debe entender también que, además del contenido de
los monómeros etilénicamente insaturados primero y segundo, la
composición monomérica total del primer bloque (A)(I) incluye
también una cantidad del al menos un monómero de hidrocarburo
vinilaromático (A)(I)(b). Tal como se expondrá con más detalle a
continuación, en ciertas realizaciones, el al menos un monómero de
hidrocarburo vinilaromático (A)(I)(b) se define alternativamente
como al menos un monómero etilénicamente insaturado (A)(I)(b)
distinto del al menos un monómero etilénicamente insaturado
(A)(I)(a) y de fórmula general R_{1}R_{2}C=CR_{3}R_{4}.
En estas realizaciones, la composición
monomérica total del primer bloque (A)(I) se define como incluyendo
el contenido del al menos un monómero etilénicamente insaturado
(A)(I)(b) de fórmula general R_{1}R_{2}C=CR_{3}R_{4}. En la
realización preferente, la proporción en peso entre el primer
monómero etilénicamente insaturado y el segundo monómero
etilénicamente insaturado del primer bloque (A)(I) es de 1:0,5 a
1:5.
El primer monómero etilénicamente insaturado se
selecciona de entre el grupo de compuestos que consisten en ácidos
alquilacrílicos. El segundo monómero etilénicamente insaturado se
selecciona de entre el grupo de compuestos consistente en acrilatos
alifáticos, metacrilatos alifáticos, acrilatos cicloalifáticos,
metacrilatos cicloalifáticos y mezclas de los mismos de cada uno de
estos compuestos. Se debe entender que cada uno de estos compuestos
incluye un grupo alquilo y, en la realización preferente de la
presente invención, cada uno de estos compuestos incluye hasta 20
átomos de carbono en el grupo alquilo.
Los ácidos alquilacrílicos que pueden
seleccionarse como primer monómero etilénicamente insaturado se
seleccionan de entre el grupo consistente en ácido acrílico, ácido
metacrílico, ácido etacrílico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido
itacónico, ácido crotónico y mezclas de los mismos. Los acrilatos
alifáticos que pueden seleccionarse como segundo monómero
etilénicamente insaturado se seleccionan de entre el grupo
consistente en acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de
propilo, acrilato de butilo, acrilato de hexilo, acrilato de
etilhexilo, acrilato de estearilo, acrilato de laurilo y mezclas de
los mismos. Los metacrilatos alifáticos que pueden seleccionarse
como segundo monómero etilénicamente insaturado se seleccionan de
entre el grupo consistente en metacrilato de metilo, metacrilato de
etilo, metacrilato de propilo, metacrilato de butilo, metacrilato
de hexilo, metacrilato de etilhexilo, metacrilato de estearilo,
metacrilato de laurilo y mezclas de los mismos. El acrilato
cicloalifático que puede seleccionarse como segundo monómero
etilénicamente insaturado es acrilato de ciclohexilo y el
metacrilato cicloalifático que puede seleccionarse como segundo
monómero etilénicamente insaturado es metacrilato de
ciclohexilo.
En la realización especialmente preferente de la
presente invención, el primer monómero etilénicamente insaturado es
ácido acrílico y el segundo monómero etilénicamente insaturado es
metacrilato de metilo. Además, la proporción en peso entre el ácido
acrílico y el metacrilato de metilo en el primer bloque (A)(I) es de
1:0,5 a 1:3 en la realización especialmente preferente.
El al menos un monómero de hidrocarburo
vinilaromático (A)(I)(b) del primer bloque (A)(I) se selecciona de
entre el grupo consistente en
\alpha-metilestireno, difeniletileno,
dinaftalenetileno y mezclas de los mismos. Además, se debe entender
que se pueden seleccionar otros
\alpha-alquilestirenos como el al menos un
monómero de hidrocarburo vinilaromático (A)(I)(b), así como otros
compuestos equivalentes, entre los que se incluyen, sin limitarse
a, cis- o trans-estilbeno,
vinilidenbis(4-N,N-dimetilaminobenceno),
vinilidenbis(4-aminobenceno) o
vinilidenbis(4-nitrobenceno). Aunque se puede
incluir más de un monómero de hidrocarburo vinilaromático (A)(I)(b)
en el primer bloque (A)(I), la realización preferente de la presente
invención incluye sólo un monómero de hidrocarburo vinilaromático,
preferentemente difeniletileno. En términos de la composición
monomérica total del primer bloque (A)(I) del copolímero (A), el
monómero de hidrocarburo vinilaromático constituye de 1 a 20,
preferentemente de 3 a 7 partes en peso, con respecto a 100 partes
en peso de la composición monomérica total del primer bloque
(A)(I).
En ciertas realizaciones, el al menos un
monómero de hidrocarburo vinilaromático (A)(I)(b) del primer bloque
(A)(I) puede definirse alternativamente como el al menos un monómero
etilénicamente insaturado (A)(I)(b) distinto del al menos un
monómero etilénicamente insaturado (A)(I)(a) y cuya fórmula general
es
En estas realizaciones, los grupos R_{1},
R_{2}, R_{3} y R_{4}, cada uno independientemente del otro,
son átomos de hidrógeno o grupos alquilo, cicloalquilo,
alquilcicloalquilo, cicloalquilalquilo, arilo, alquilarilo,
cicloalquilarilo, arilalquilo o arilcicloalquilo, sustituidos o no
sustituidos, con la condición de que al menos dos de las variables
R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4} sean grupos arilo, arilalquilo o
arilcicloalquilo sustituidos o no sustituidos, en especial grupos
arilo sustituidos o no sustituidos.
Ejemplos de grupos alquilo adecuados son metilo,
etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo,
tert-butilo, amilo, hexilo o
2-etilhexilo.
Ejemplos de grupos cicloalquilo adecuados son
ciclobutilo, ciclopentilo o ciclohexilo.
Ejemplos de grupos alquilcicloalquilo adecuados
son metilenciclohexano, etilenciclohexano o
propano-1,3-diilciclohexano.
Ejemplos de grupos cicloalquilalquilo adecuados
son 2-, 3- ó 4-metil-, -etil-, -propil- o
-butilciclohex-1-ilo.
Ejemplos de grupos arilo adecuados son fenilo,
naftilo o bifenililo, preferentemente fenilo y naftilo y en
especial fenilo.
Ejemplos de grupos alquilarilo adecuados son
bencilo o etilen- o
propan-1,3-diilbenceno.
Ejemplos de grupos cicloalquilarilo adecuados
son 2-, 3- ó
4-fenilciclohex-1-ilo.
Ejemplos de grupos arilalquilo adecuados son 2-,
3- ó 4-metil-, -etil-, -propil- o
-butilfen-1-ilo.
Ejemplos de grupos arilcicloalquilo adecuados
son 2-, 3- ó
4-ciclohexilfen-1-ilo.
Los grupos R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4}
anteriormente descritos pueden estar sustituidos. Los sustituyentes
utilizados pueden comprender átomos aceptores o dadores de
electrones o grupos orgánicos. Ejemplos de sustituyentes adecuados
son átomos de halógeno, en especial cloro y flúor, grupos nitrilo,
grupos nitro, grupos alquilo, cicloalquilo, alquilcicloalquilo,
cicloalquilalquilo, arilo, alquilarilo, cicloalquilarilo,
arilalquilo y arilcicloalquilo parcial o totalmente halogenados, en
especial clorados y/o fluorados, incluidos aquellos citados
anteriormente, en particular grupos tert-butilo;
grupos ariloxi, alquiloxi y cicloalquiloxi, en especial los grupos
fenoxi, naftoxi, metoxi, etoxi, propoxi, butiloxi o ciclohexiloxi;
ariltio, alquiltio y cicloalquiltio, en especial feniltio,
naftiltio, metiltio, etiltio, propiltio, butiltio o ciclohexiltio;
grupos hidroxilo; y/o grupos amino primarios, secundarios y/o
terciarios, en especial amino, N-metilamino,
N-etilamino, N-propilamino,
N-fenilamino, N-ciclohexilamino,
N,N-dimetilamino, N,N-dietilamino,
N,N-dipropilamino N,N-difenilamino,
N,N-diciclohexilamino,
N-ciclohexil-N-metilamino
y
N-etil-N-metilamino.
Ejemplos de monómeros etilénicamente insaturados
(A)(I)(b) cuya utilización es particularmente preferente en estas
realizaciones son difeniletileno, dinaftalenetileno, cis- o
trans-estilbeno,
vinilidenbis(4-N,N-dimetilaminobenceno),
vinilidenbis(4-aminobenceno) y
vinilidenbis(4-nitrobenceno).
Igualmente, de acuerdo con estas realizaciones,
los monómeros etilénicamente insaturados (A)(I)(b) pueden
utilizarse bien por separado o bien como una mezcla de al menos dos
monómeros (A)(I)(b).
Finalmente, al igual que en el caso de la
realización preferente que incluye el al menos un monómero de
hidrocarburo vinilaromático (A)(I)(b), el monómero etilénicamente
insaturado preferente (A)(I)(b) en estas realizaciones alternativas
es difeniletileno.
Además del al menos un monómero etilénicamente
insaturado (A)(I)(a) y del al menos un monómero de hidrocarburo
vinilaromático (A)(I)(b), el primer bloque (A)(I) también es el
producto de reacción con el agente neutralizante. Es decir, el
agente neutralizante se añade al al menos un monómero etilénicamente
insaturado (A)(I)(a) y al al menos un monómero de hidrocarburo
vinilaromático (A)(I)(b) para formar el primer bloque (A)(I) del
copolímero basado en agua (A). Específicamente, el agente
neutralizante se selecciona de entre el grupo consistente en
dimetiletanolamina, aminometilpropanol, amoniaco y sus mezclas. Se
debe entender que pueden seleccionarse otros agentes neutralizantes
básicos, incluyendo, sin limitarse a, hidróxido de sodio, hidróxido
de potasio, dietanolamina, trietanolamina y mono-, di- o
tri-etilamina. En la realización preferente, el
agente neutralizante es amoniaco, NH_{3}. El amoniaco, NH_{3},
interactúa con un grupo ácido del primer monómero etilénicamente
insaturado. Más específicamente, en la realización preferente el
amoniaco, NH_{3}, interactúa con el átomo de hidrógeno del grupo
-COOH del ácido acrílico para formar una sal de ácido acrílico que
presenta un grupo -COO^{-}, esto es un grupo anión de ácido, y
NH_{4}^{+}. La sal de ácido acrílico asegura la solubilidad del
copolímero (A) en agua.
Al igual que el agente neutralizante, al al
menos un monómero etilénicamente insaturado (A)(I)(a) y al al menos
un monómero de hidrocarburo vinilaromático (A)(I)(b) se añade un
iniciador, también conocido como promotor de polimerización, para
formar el primer bloque (A)(I) del copolímero basado en agua (A). El
iniciador hace comenzar el proceso de polimerización por radicales
libres. El iniciador es soluble en agua y se selecciona de entre el
grupo consistente en persulfatos inorgánicos, peróxidos de
dialquilo, hidroperóxidos, perésteres y mezclas de los mismos. En
la realización preferente de la presente invención, el iniciador es
un persulfato inorgánico seleccionado de entre el grupo compuesto
por persulfato amónico, (NH_{4})_{2}S_{2}O_{8},
persulfato de potasio, K_{2}S_{2}O_{8}, y persulfato de sodio,
Na_{2}S_{2}O_{8}. Preferentemente, el iniciador es persulfato
amónico. Sin embargo, en realizaciones alternativas, el iniciador de
polimerización por radicales libres puede ser un peróxido de
dialquilo tal como peróxido de
di-tert-butilo o peróxido de
dicumilo, un hidroperóxido tal como hidroperóxido de cumeno o
hidroperóxido de tert-butilo, o un peréster tal
como perbenzoato de tert-butilo, perpivalato de
tert-butilo,
per-3,4,5-trimetilhexanoato de
tert-butilo o
per-2-etilhexanoato de
tert-butilo.
La proporción en peso entre el iniciador y el al
menos un monómero de hidrocarburo vinilaromático (A)(I)(b)
preferentemente es de 1:3 a 3:1. También se debe entender que es
preferible añadir cantidades comparativamente grandes de iniciador.
De forma más específica, es preferible que el iniciador esté
presente en una cantidad de 0,5 a 50, en especial de 1,0 a 20 y en
particular de 3 a 10 partes en peso, con respecto a 100 partes en
peso de la composición monomérica total del primer bloque (A)(I).
Cuando termina la formación del primer bloque (A)(I), éste primer
bloque (A)(I) tiene un contenido en no volátiles del 20 al 40,
preferentemente del 25 al 35 por ciento en peso de no volátiles.
Además, el primer bloque terminado (A)(I) tiene peso molecular
promedio en número, M_{n}, de 1.000 a 20.000, preferentemente de
3.000 a 10.000.
Después, los monómeros componentes del segundo
bloque (A)(II) que tienen el al menos un grupo funcional carbonato,
los cuales se describen en detalle a continuación, se polimerizan
con el primer bloque (A)(I) para establecer el copolímero basado en
agua (A). Este paso de polimerización entre los monómeros que
componen el segundo bloque (A)(II) y el primer bloque (A)(I) se
prolonga durante un tiempo de 1 a 8, preferentemente de 5 a 6
horas, y a una temperatura situada entre 50ºC y 100ºC, en especial
entre 80ºC y C. al igual que en el paso de polimerización para
formar el primer bloque (A)(I), se debe entender que el tiempo
necesario para realizar este "paso de polimerización" incluye
el tiempo necesario para añadir los componentes monoméricos, así
como todo tiempo de mantenimiento o enfriamiento, tiempo durante el
cual puede no llevarse a cabo una adición de monómeros. Igualmente,
para este paso de polimerización preferentemente no se necesita
ningún iniciador adicional de radicales libres. En su lugar, el
paso de polimerización se inicia preferentemente por
auto-formación de radicales. También en este paso
de polimerización, el al menos un monómero de hidrocarburo
vinilaromático (A)(I)(b) del primer bloque (A)(I), difeniletileno
de la realización preferente, controla la polimerización de los
monómeros entrantes que componen el segundo bloque (A)(II). De forma
más específica, el segundo bloque (A)(II) del copolímero (A) es el
producto de reacción de múltiples monómeros etilénicamente
insaturados (A)(II)(a) que son distintos del monómero
etilénicamente insaturado (A)(I)(a), y que están presentes en una
cantidad de 30 a 50, preferentemente de 35 a 45 partes en peso, con
respecto a 100 partes en peso de la composición de
revestimiento.
Los múltiples monómeros etilénicamente
insaturados (A)(II)(a) son hidrofóbicos, es decir, insolubles en
agua, y en la preparación del segundo bloque (A)(II) del copolímero
(A), los múltiples monómeros etilénicamente insaturados (A)(II)(a)
se seleccionan de forma que se favorezca la miscibilidad entre la
composición de revestimiento y el resto de componentes comúnmente
utilizados en los sistemas WBBC, WBCC y de imprimación acuosos. Los
múltiples monómeros etilénicamente insaturados (A)(II)(a) se
seleccionan también de forma que contribuyan a la MFFT del
copolímero basado en agua (A), y finalmente de la película
endurecida de la composición de revestimiento basada en agua
utilizada en los sistemas WBBC, WBCC o de imprimación acuosos.
Al menos uno de los monómeros etilénicamente
insaturados de entre los múltiples (A)(II)(a) incluye al menos un
grupo funcional carbonato. Como tal, los múltiples monómeros
etilénicamente insaturados (A)(II)(a) se seleccionan de entre el
grupo consistente en estireno, acrilato de butilo, metacrilato de
butilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de
2-hidroxietilo, metacrilato de ciclohexilo, acrilato
de glicidilo, metacrilato de glicidilo, acrilato de glicidilo
carbonato modificado, metacrilato de glicidilo carbonato modificado
y mezclas de los mismos, siempre que los múltiples monómeros
etilénicamente insaturados (A)(II)(a) seleccionados sean distintos
del monómero etilénicamente insaturado (A)(I)(a). Asimismo, tal como
se ha expuesto anteriormente, al menos uno de entre los múltiples
(A)(II)(a) debe introducir un grupo funcional carbonato. Por tanto,
se debe seleccionar uno de entre acrilato de glicidilo carbonato
modificado o metacrilato de glicidilo carbonato modificado. Por
supuesto, se entiende que pueden introducirse compuestos carbonato
modificados alternativos mediante otros compuestos químicos, por
ejemplo compuestos que contienen el grupo epoxi sometidos a reacción
con CO_{2}, e incluso compuestos químicos que tienen enlaces
insaturados que se convierten primero en un grupo epoxi por medio
de reacciones conocidas con peróxidos. Tal como es conocido por los
especialistas en la materia, el acrilato de glicidilo carbonato
modificado se forma mediante reacción de acrilato de glicidilo, de
fórmula química CH_{2}:CHCOOCH_{2}CHCH_{2}O, con
CO_{2}, bajo condiciones de temperatura y presión altas. De forma
similar, el metacrilato de glicidilo carbonato modificado se forma
por reacción de metacrilato de glicidilo, de fórmula química
CH_{2}:C(CH_{3})COOCH_{2}CHCH_{2}O, con
CO_{2}, bajo condiciones de temperatura y presión altas. En la
realización preferente, los múltiples monómeros etilénicamente
insaturados (A)(II)(a) seleccionados son estireno, metacrilato de
2-etilhexilo, metacrilato de ciclohexilo y
metacrilato de glicidilo carbonato modificado incluyendo el grupo
funcional carbonato. Con propósitos descriptivos, el nombre químico
común para el metacrilato de glicidilo carbonato modificado es
metacrilato de
4-(hidroximetil)-1,3-dioxolan-2-ona
y el nombre químico aceptado del Chemical Abstract es
2-metil-,(2-oxo-1,3-dioxalan-4-il)metil
éster del ácido 2-propenoico.
La composición de revestimiento basada en agua
comprende también el producto de reacción del al menos un agente de
reticulación soluble en agua (B) que incluye el al menos un grupo
funcional amino, NH_{2}, reactivo frente al grupo funcional
carbonato. En otras palabras, el copolímero basado en agua (A) se
combina con el agente de reticulación (B) para formar la
composición de revestimiento de la presente invención.
Preferentemente, el agente reticulante es una di-, tri- u otra
poli-amina de bajo peso molecular y de bajo coste.
De forma más específica, el al menos un agente de reticulación se
selecciona de entre el grupo consistente en compuestos alquilo de 2
a 20 carbonos solubles en agua y que tienen al menos un grupo
funcional amino, incluyendo, sin limitarse a, hexametilendiamina,
triaminononano y sus mezclas. Se debe entender que soluble en agua
pretende indicar que se pueden disolver aproximadamente 0,25 gramos
de agente de reticulación (B) o más por cada 100 ml de agua. La
realización preferente de la presente invención incluye
triaminononano, que posee tres grupos funcionales amino, como único
agente de reticulación (B). Con propósitos descriptivos, el
triaminononano es el nombre químico común y
4-aminometil-1,8-octanodiamina
es el nombre químico aceptado del Chemical Abstract. El agente
reticulante (B) está presente en una cantidad de 1 a 10,
preferentemente de 3 a 6, partes en peso, con respecto a 100 partes
en peso de la composición de revestimiento.
Cuando se añade el agente de reticulación (B) al
copolímero (A), el grupo funcional amino del reticulante (B)
reacciona con el grupo funcional carbonato. En los términos de la
realización preferente, el segundo bloque (A)(II) del copolímero
(A) incluye metacrilato de glicidilo carbonato modificado como
componente monomérico, tal como se describe en la representación
química siguiente.
Tal como se muestra esquemáticamente en la
representación química anterior del metacrilato de glicidilo
carbonato modificado de la realización preferente, los grupos
funcionales amino, NH_{2}, del triaminononano reaccionan en (1) ó
(2) para abrir el anillo y resultan en un enlace uretano primario o
secundario (-NH-CO-O-). Los
respectivo enlaces uretano primario y secundario resultantes
establecidos en la composición de revestimiento de la presente
invención se muestran en las siguientes representaciones
químicas.
\vskip1.000000\baselineskip
El enlace resultante
carbonato-amina que establece cualquiera de los dos
enlaces uretano mostrados más arriba es ideal para la resistencia a
la corrosión ambiental ácida. Globalmente, el copolímero (A) tiene
un peso molecular promedio en número, M_{n}, de 5.000 a
2.000.000. Además, la composición de revestimiento de la presente
invención tiene un contenido en no volátiles del 20 al 60,
preferentemente del 30 al 50, por ciento en peso de no volátiles y
un tamaño volumétrico de partícula medio \leq 200 nm.
La película endurecida de la composición de
revestimiento basada en agua de la presente invención se prepara
aplicando la composición de revestimiento basada en agua sobre el
sustrato. Más específicamente, la composición de revestimiento
basada en agua puede pulverizarse sobre el sustrato mediante una
aplicación por pulverización de aire pulverizado o de campana y
demás procesos equivalentes. Una vez aplicada al sustrato, la
composición de revestimiento se endurece para formar la película
endurecida. Aunque la reticulación puede tener lugar antes del paso
de endurecimiento, el al menos un grupo funcional amino del agente
de reticulación reacciona por completo con el al menos un grupo
funcional carbonato durante el paso de endurecimiento, formando la
película endurecida de la composición de revestimiento basada en
agua, incluida la reticulación del uretano. Preferentemente, la
reacción entre el grupo funcional amino y el grupo funcional
carbonato tiene lugar a una temperatura entre 100ºC y 175ºC, en
especial a una temperatura situada entre 110ºC y 130ºC, durante 20 a
30 minutos.
Se debe entender que todas las representaciones
químicas anteriores son sólo representaciones químicas
bidimensionales y que la estructura de éstas puede ser distinta de
la indicada.
Los ejemplos siguientes, que ilustran la
formación del copolímero (A), de la composición de revestimiento
final y de la película endurecida de la presente invención, tal como
se presentan aquí, pretenden ilustrar y no limitar la
invención.
Se preparó el primer bloque (A)(I) del
copolímero (A) mediante la adición y reacción de las siguientes
partes en peso, salvo indicado de otra manera.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Según la tabla anterior, Tabla 1, se añadieron
1.051,3 gramos de agua desionizada en un matraz de reacción. El
matraz de reacción, preferentemente un reactor de acero, estaba
provisto de agitador y condensador de reflujo. El matraz de
reacción, incluida el agua, se calentó mediante un suministro
convencional de calor hasta una temperatura de 90ºC. Después, tres
corrientes de alimentación procedentes de tres recipientes
independientes de alimentación alimentaron el agua en el matraz de
reacción durante aproximadamente 4 a 5 horas para formar el primer
bloque (A)(I) del copolímero (A). Más específicamente, la primera
corriente de alimentación incluía 203,6 gramos de ácido acrílico,
366,9 gramos de metacrilato de metilo y 29,9 gramos de
difeniletileno. La segunda corriente de alimentación incluía 198,3
gramos de amoniaco como agente neutralizante y la tercera corriente
de alimentación incluía 105,0 gramos de agua y 45,1 gramos de
persulfato de amonio como iniciador. Durante la adición de las tres
corrientes de alimentación al matraz de reacción que contenía agua,
se logró un reflujo satisfactorio. Entonces, después de añadir las
tres corrientes de alimentación, la temperatura del matraz de
reacción aumentó de 90ºC a 94ºC-96ºC, indicando así
una exotermia, y luego la temperatura del matraz de reacción volvió
a 90ºC. Se mantuvo la mezcla a 90ºC durante dos horas más. Después,
se retiró del matraz de reacción el suministro de calor y el primer
bloque (A)(I), formado por polimerización de ácido acrílico,
metacrilato de metilo y difeniletileno, así como por amoniaco y
persulfato de amonio, se dejó enfriar. Se determinó que el
porcentaje de no volátiles del primer bloque (A)(I) era del
32,9%.
Seguidamente, se formó el copolímero (A)
mediante la polimerización del segundo bloque (A)(II) con el primer
bloque (A)(I) preparado en el Ejemplo 1 anterior. Este paso de
polimerización incluía las siguientes partes en peso, salvo
indicado de otra manera.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Según la tabla anterior, Tabla 2, se añadieron
1.032,4 gramos de agua a un matraz de reacción. Se calentó el
matraz de reacción, incluida el agua, por medio de un suministro
convencional de calor a una temperatura de 90ºC durante
aproximadamente 30 minutos. Luego, se añadieron 181,5 gramos del
primer bloque (A)(I) del Ejemplo 1 al matraz de reacción incluida
el agua. Después de la adición total del primer bloque (A)(I), se
añadió al matraz de reacción una corriente de alimentación del
segundo bloque (A)(II). Más específicamente, la corriente de
alimentación del segundo bloque (A)(II) incluía 157,9 gramos de
estireno, 177,6 gramos de metacrilato de
2-etilhexilo, 198,8 gramos de metacrilato de
ciclohexilo y 126,6 gramos de metacrilato de glicidilo carbonato
modificado. Esta corriente de alimentación se añadió al matraz de
reacción, incluida el agua y el primer bloque (A)(I), durante
aproximadamente 5 a 6 horas, y la temperatura del matraz de reacción
oscilaba entre 90ºC y 94ºC a lo largo de la adición de la corriente
de alimentación del segundo bloque (A)(II). La polimerización del
segundo bloque (A)(II) con el primer bloque (A)(I) completó la
formación del copolímero (A) de la presente invención.
El copolímero (A) del Ejemplo 2, incluidos tanto
el primer bloque (A)(I) como el segundo bloque (A)(II), tenía un
porcentaje de no volátiles del 41,3%. Además, la integridad inicial
de las propiedades físicas del copolímero (A) se evaluó verificando
la resistencia a un disolvente fuerte, es decir, la resistencia a la
doble fricción con MEC de una disminución del espesor de 50,8 mm (2
milipulgadas) en condiciones de secado al aire. El resultado de la
integridad inicial de las propiedades físicas está incluido en la
Tabla 2. Tal como es conocido de los especialistas en la materia,
el método de doble fricción con MEC es un método aceptado para la
verificación inicial de la integridad de una película endurecida en
estufa o secada al aire.
En el Ejemplo 3, el copolímero (A) terminado y
el agente de reticulación (B) se añadieron para formar la
composición de revestimiento de la presente invención. La
composición de revestimiento tal como se describe en este ejemplo
es simplemente una "extrapolación" preliminar que pretende
igualar las composiciones de revestimiento utilizadas en los
sistemas WBBC, WBCC y de imprimación acuosos y que pueden incluir
otros componentes tales como pigmentos, aditivos de fluencia,
catalizadores, aditivos de resistencia a UV y similares. Se preparó
la composición de revestimiento con las siguientes partes en peso,
salvo indicado de otra manera.
Según la tabla anterior, Tabla 3, se formó la
composición de revestimiento (Muestra A) mediante la adición, a
temperatura ambiente, de 200 gramos del copolímero (A) y 8,5 gramos
del agente de reticulación, hexametilendiamina. La composición de
revestimiento (Muestra B) se formó por adición a temperatura
ambiente de 200 gramos del copolímero (A) y 8,4 gramos del agente
de reticulación, triaminononano. Más específicamente, en ambas
Muestras A y B, se añadió primero el copolímero (A) en un
recipiente y luego se añadió el agente de reticulación (B) al
recipiente, incluido el copolímero (A), mezclándolos.
Después de la adición y mezclado del agente
reticulante, se evaluaron en cuanto a su estabilidad tanto la
Muestra A como la Muestra B. Con respecto a la estabilidad
inmediata, es decir inmediatamente después de la adición del agente
de reticulación (B), las Muestras A y B no mostraron ningún aumento
notable de viscosidad. En cuanto a la estabilidad, después de un
período de tiempo de 24 horas, los resultados fueron iguales, sin
ningún aumento notable en la viscosidad.
Además, se aplicaron por pulverización ambas
Muestras A y B sobre un sustrato, específicamente paneles revestidos
de ACT, y luego se endurecieron para formar las películas
endurecidas de la presente invención. La "pulverizabilidad" de
las Muestras A y B se evaluó como aceptable esencialmente porque las
muestras tenían una viscosidad de pulverización manejable. En
cuanto al paso de endurecimiento, las Muestras A y B se endurecieron
en una estufa convencional a 121,1ºC (250ºF) durante 30 minutos, y
luego las películas endurecidas de la composición de revestimiento
(Muestra A) y de la composición de revestimiento (Muestra B) se
evaluaron con respecto a su aspecto e integridad inicial de las
propiedades físicas.
El aspecto general de ambas películas
endurecidas era uniforme y aceptable. La Muestra A presentaba un
ligero "desprendimiento" y la Muestra B un
"desprendimiento" más escaso. Globalmente, la Muestra A se
calificó como siendo mejor que la Muestra B en cuanto al aspecto de
la película endurecida. Sin embargo, en otros aspectos de la
Muestra B, las películas endurecidas "Sin Desprendimiento"
dieron resultado. Finalmente, se evaluó la integridad inicial de
las propiedades físicas de las películas endurecidas de ambas
Muestras A y B después del endurecimiento a 121,1ºC (250ºF) durante
30 minutos. Los resultados de la integridad inicial de las
propiedades físicas de las películas endurecidas de las Muestras A
y B fueron aceptables para ambas y se incluyen en la Tabla 3
anterior. Ha de observarse que, después de 150 ciclos, la Muestra A
constituía una película "más blanda" que la Muestra B.
Claims (44)
1. Composición de revestimiento basada en agua,
endurecible, que comprende el producto de reacción de: (A) un
copolímero basado en agua preparado mediante polimerización por
radicales libres, comprendiendo dicho copolímero el producto de
reacción de: (I) un primer bloque que incluye el producto de
reacción de: (a) al menos un monómero etilénicamente insaturado y
(b) al menos un monómero de hidrocarburo vinilaromático; y (II) un
segundo bloque que incluye el producto de reacción de: (a)
múltiples monómeros etilénicamente insaturados distintos de
(A)(I)(a), incluyendo como mínimo uno de dichos múltiples monómeros
al menos un grupo funcional carbonato; y (B) al menos un agente de
reticulación reactivo frente a dicho grupo funcional carbonato,
seleccionándose dicho al menos un agente de reticulación de entre
el grupo consistente en compuestos alquilo de 2 a 20 carbonos
solubles en agua y que tienen al menos un grupo funcional amino y
donde dicho al menos un agente de reticulación está presente en una
cantidad de 1 a 10 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso
de dicha composición de revestimiento.
2. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho primer bloque
(A)(I) está presente en una cantidad de 5 a 15 partes en peso, con
respecto a 100 partes en peso de dicha composición de
revestimiento.
3. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho segundo bloque
(A)(II) está presente en una cantidad de 30 a 50 partes en peso,
con respecto a 100 partes en peso de dicha composición de
revestimiento.
4. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho al menos un
agente de reticulación está presente en una cantidad de 3 a 6
partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de dicha
composición de revestimiento.
5. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho primer bloque
(A)(I) comprende además el producto de reacción de un agente
neutralizante.
6. Composición de revestimiento según la
reivindicación 5, caracterizada porque dicho agente
neutralizante se selecciona de entre el grupo consistente en
dimetiletanolamina, aminometilpropanol, amoniaco y mezclas de los
mismos.
7. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho primer bloque
(A)(I) comprende además el producto de reacción de un
iniciador.
8. Composición de revestimiento según la
reivindicación 7, caracterizada porque dicho iniciador se
selecciona de entre el grupo consistente en persulfatos
inorgánicos, peróxidos de dialquilo, hidroperóxidos, perésteres y
mezclas de los mismos.
9. Composición de revestimiento según la
reivindicación 7, caracterizada porque la proporción en peso
entre dicho iniciador y dicho al menos un monómero de hidrocarburo
vinilaromático (A)(I)(b) es de 1:3 a 3:1.
10. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho al menos un
monómero etilénicamente insaturado (A)(I)(a) se define además como
un primer y un segundo monómeros etilénicamente insaturados.
11. Composición de revestimiento según la
reivindicación 10, caracterizada porque dicho primer monómero
etilénicamente insaturado es ácido acrílico.
12. Composición de revestimiento según la
reivindicación 11, caracterizada porque dicho segundo
monómero etilénicamente insaturado es metacrilato de metilo.
13. Composición de revestimiento según la
reivindicación 10, caracterizada porque dicho primer monómero
etilénicamente insaturado se selecciona de entre el grupo de
compuestos que consiste en ácidos alquilacrílicos y dicho segundo
monómero etilénicamente insaturado se selecciona de entre el grupo
de compuestos que consiste en acrilatos alifáticos, metacrilatos
alifáticos, acrilatos cicloalifáticos, metacrilatos cicloalifáticos,
y mezclas de los mismos, donde cada uno de dichos primer y segundo
monómeros etilénicamente insaturados incluye hasta 20 átomos de
carbono en el grupo alquilo.
14. Composición de revestimiento según la
reivindicación 13, caracterizada porque la proporción en peso
entre dicho primer monómero etilénicamente insaturado y dicho
segundo monómero etilénicamente insaturado es de 1:0,5 a 1:5.
15. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho al menos un
monómero etilénicamente insaturado (A)(I)(a) se selecciona de entre
el grupo de compuestos que consiste en acrilatos alifáticos,
metacrilatos alifáticos, acrilatos cicloalifáticos, metacrilatos
cicloalifáticos, ácidos alquilacrílicos y mezclas de los mismos,
teniendo cada uno de dichos compuestos hasta 20 átomos de carbono en
el grupo alquilo.
16. Composición de revestimiento según la
reivindicación 15, caracterizada porque dichos acrilatos
alifáticos se seleccionan de entre el grupo consistente en acrilato
de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo, acrilato de
butilo, acrilato de hexilo, acrilato de etilhexilo, acrilato de
estearilo, acrilato de laurilo y mezclas de los mismos.
17. Composición de revestimiento según la
reivindicación 15, caracterizada porque dichos metacrilatos
alifáticos se seleccionan de entre el grupo consistente en
metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de
propilo, metacrilato de butilo, metacrilato de hexilo, metacrilato
de etilhexilo, metacrilato de estearilo, metacrilato de laurilo y
mezclas de los mismos.
18. Composición de revestimiento según la
reivindicación 15, caracterizada porque dicho acrilato
cicloalifático se define además como acrilato de ciclohexilo.
19. Composición de revestimiento según la
reivindicación 15, caracterizada porque dicho metacrilato
cicloalifático se define además como metacrilato de
ciclohexilo.
20. Composición de revestimiento según la
reivindicación 15, caracterizada porque dichos ácidos
alquilacrílicos se seleccionan de entre el grupo consistente en
ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido maleico,
ácido fumárico, ácido itacónico, ácido crotónico y mezclas de los
mismos.
21. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho al menos un
monómero de hidrocarburo vinilaromático (A)(I)(b) se selecciona de
entre el grupo consistente en
\alpha-metilestireno, difeniletileno,
dinaftalenetileno y mezclas de los mismos.
22. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dichos múltiples
monómeros etilénicamente insaturados (A)(II)(a) se seleccionan de
entre el grupo consistente en estireno, acrilato de butilo,
metacrilato de butilo, metacrilato de 2-etilhexilo,
metacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de
ciclohexilo, acrilato de glicidilo, metacrilato de glicidilo,
acrilato de glicidilo carbonato modificado, metacrilato de
glicidilo carbonato modificado y mezclas de los mismos, de forma que
tales múltiples monómeros etilénicamente insaturados (A)(II)(a)
sean distintos de (A)(I)(a) y al menos uno de tales múltiples
monómeros (A)(II)(a) incluye el citado grupo funcional
carbonato.
23. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho compuesto
alquilo de 2 a 20 carbonos soluble en agua y que tiene al menos un
grupo funcional amino se selecciona de entre el grupo consistente
en hexametilendiamina, triaminononano y mezclas de los mismos.
24. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho primer bloque
(A)(I) tiene peso molecular promedio en número M_{n} de 1.000 a
20.000.
25. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1 cuyo contenido en no volátiles es del 20 al 60 por
ciento en peso de no volátiles.
26. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1 cuyo tamaño medio de partículas es inferior o igual
a 200 nm.
27. Composición de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque dicho copolímero (A)
tiene un peso molecular promedio en número M_{n} de 5.000 a
2.000.000.
28. Método para preparar una composición de
revestimiento basada en agua endurecible según la reivindicación 1,
comprendiendo dicho método los pasos de: (A) formación de un primer
bloque; (B) polimerización de un segundo bloque que tiene al menos
un grupo funcional carbonato con el primer bloque, para establecer
un copolímero basado en agua; y (C) combinación del copolímero
basado en agua con al menos un agente de reticulación seleccionado
de entre el grupo consistente en compuestos alquilo de 2 a 20
carbonos solubles en agua y que tienen al menos un grupo funcional
amino reactivo frente al grupo funcional carbonato.
29. Método según la reivindicación 28,
caracterizado porque los pasos (A) y (B) se realizan a una
temperatura situada entre 50ºC y 100ºC.
30. Método según la reivindicación 28,
caracterizado porque el paso de formación (A) del primer
bloque se define además como la polimerización de al menos un
monómero etilénicamente insaturado y de al menos un monómero de
hidrocarburo vinilaromático para formar el primer bloque del
copolímero basado en agua.
31. Método según la reivindicación 30,
caracterizado porque el paso de polimerización del al menos
un monómero etilénicamente insaturado y del al menos un monómero de
hidrocarburo vinilaromático se prolonga durante un tiempo de 1 a 8
horas.
32. Método según la reivindicación 30,
caracterizado porque el paso de formación (A) del primer
bloque incluye además el paso de adición al al menos un monómero
etilénicamente insaturado y al al menos un monómero de hidrocarburo
vinilaromático de un agente neutralizante seleccionado de entre el
grupo consistente en dimetiletanolamina, aminometilpropanol,
amoniaco y mezclas de los mismos, para formar el primer bloque del
copolímero basado en
agua.
agua.
33. Método según la reivindicación 30,
caracterizado porque el paso de formación (A) del primer
bloque incluye además el paso de adición de un iniciador
seleccionado de entre el grupo consistente en persulfatos
inorgánicos, peróxidos de dialquilo, hidroperóxidos, perésteres y
mezclas de los mismos, al al menos un monómero etilénicamente
insaturado y al al menos un monómero de hidrocarburo vinilaromático,
para formar el primer bloque del copolímero basado en agua.
34. Método según la reivindicación 30,
caracterizado porque el al menos un monómero etilénicamente
insaturado se selecciona de entre el grupo de compuestos que
consisten en acrilatos alifáticos, metacrilatos alifáticos,
acrilatos cicloalifáticos, metacrilatos cicloalifáticos, ácidos
alquilacrílicos y mezclas de los mismos, teniendo cada uno de los
compuestos hasta 20 átomos de carbono en el grupo alquilo.
35. Método según la reivindicación 30,
caracterizado porque el al menos un monómero de hidrocarburo
vinilaromático se selecciona de entre el grupo consistente en
\alpha-metilestireno, difeniletileno,
dinaftalenetileno y mezclas de los mismos.
36. Método según la reivindicación 28,
caracterizado porque el paso de polimerización (B) del
segundo bloque que tiene al menos un grupo funcional carbonato con
el primer bloque se define además como la polimerización de
múltiples monómeros etilénicamente insaturados con el primer bloque,
donde al menos uno de los múltiples monómeros incluye un grupo
funcional carbonato, para establecer el copolímero basado en
agua.
37. Método según la reivindicación 36,
caracterizado porque el paso de polimerización de los
múltiples monómeros etilénicamente insaturados se prolonga durante
un tiempo de 1 a 8 horas.
38. Método según la reivindicación 36,
caracterizado porque los múltiples monómeros etilénicamente
insaturados se seleccionan de entre el grupo consistente en
estireno, acrilato de butilo, metacrilato de butilo, metacrilato de
2-etilhexilo, metacrilato de
2-hidroxietilo, metacrilato de ciclohexilo, acrilato
de glicidilo, metacrilato de glicidilo, acrilato de glicidilo
carbonato modificado, metacrilato de glicidilo carbonato modificado
y mezclas de los mismos, de forma que al menos uno de los múltiples
monómeros incluya un grupo funcional carbonato.
39. Método según la reivindicación 28,
caracterizado porque el paso de combinar (C) el copolímero
basado en agua con el al menos un agente de reticulación incluye
además el paso de someter a reacción el al menos un grupo funcional
amino del agente de reticulación con el al menos un grupo funcional
carbonato.
40. Método para preparar una película endurecida
de una composición de revestimiento basada en agua según la
reivindicación 1, comprendiendo dicho método los pasos de: (A)
formar un primer bloque; (B) polimerizar un segundo bloque que
tiene al menos un grupo funcional carbonato con el primer bloque
para establecer un copolímero basado en agua; y (C) combinar el
copolímero basado en agua con al menos un agente de reticulación
seleccionado de entre el grupo consistente en compuestos alquilo de
2 a 20 carbonos solubles en agua y que tienen al menos un grupo
funcional amino reactivo frente al grupo funcional carbonato con el
fin de formar la composición de revestimiento basada en agua; (D)
aplicar la composición de revestimiento basada en agua sobre un
sustrato; y (E) endurecer la composición de revestimiento basada en
agua para formar la película endurecida.
41. Método según la reivindicación 40,
caracterizado porque el paso de aplicar (D) la composición de
revestimiento basada en agua sobre el sustrato se define además
como la pulverización de la composición de revestimiento basada en
agua sobre el sustrato.
42. Método según la reivindicación 40,
caracterizado porque el paso de endurecer (E) la composición
de revestimiento basada en agua se define además como la reacción
del al menos un grupo funcional amino del agente de reticulación
con el al menos un grupo funcional carbonato para formar la película
endurecida de la composición de revestimiento basada en agua.
43. Método según la reivindicación 42,
caracterizado porque el paso de la reacción del al menos un
grupo funcional amino del agente reticulante con el al menos un
grupo funcional carbonato se realiza a una temperatura situada
entre 100ºC y 175ºC.
44. Composición de revestimiento basada en agua
endurecible según la reivindicación 1, caracterizada porque
en el primer bloque (I) el al menos un monómero de hidrocarburo
vinilaromático (b) es distinto de (A)(I)(a) y tiene la fórmula
general:
caracterizada porque los
grupos, cada uno independientemente del otro, son átomos de
hidrógeno o grupos alquilo, cicloalquilo, alquilcicloalquilo,
cicloalquilalquilo, arilo, alquilarilo, cicloalquilarilo,
arilalquilo o arilcicloalquilo, sustituidos o no sustituidos, con
la condición de que al menos dos de las variables R_{1}, R_{2},
R_{3} y R_{4} sean grupos arilo, arilalquilo o arilcicloalquilo,
sustituidos o no sustituidos, en especial grupos arilo sustituidos
o no sustituidos; y caracterizada porque en el segundo bloque
(II), los múltiples monómeros etilénicamente insaturados (a) son
distintos de (A)(I)(a) y de
(A)(I)(b).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/747,475 US6403709B2 (en) | 2000-06-16 | 2000-12-22 | Water-based coating composition having carbonate—amine cross-linking, method of preparing the same, and a cured film thereof |
| US747475 | 2000-12-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2290190T3 true ES2290190T3 (es) | 2008-02-16 |
Family
ID=25005213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES01991958T Expired - Lifetime ES2290190T3 (es) | 2000-12-22 | 2001-11-27 | Composicion de revestimiento acuosa que contiene un reticulante carbonato-amina, procedimiento para su obtencion y pelicula endurecida obtenida con la misma. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1358284B1 (es) |
| AT (1) | ATE368085T1 (es) |
| AU (1) | AU2002232434A1 (es) |
| BR (1) | BR0114925A (es) |
| CA (1) | CA2436592A1 (es) |
| DE (1) | DE60129602T2 (es) |
| ES (1) | ES2290190T3 (es) |
| MX (1) | MXPA03003209A (es) |
| WO (1) | WO2002051947A2 (es) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6881791B2 (en) * | 2000-06-16 | 2005-04-19 | Basf Corporation | Poly-electrolyte free block copolymers and their use in crosslinking coatings applications |
| DE60329301D1 (de) * | 2002-07-26 | 2009-10-29 | Arkema France | Verwendung eines blockpolymeres mit mindestens einem hydrophilenblock |
| FR2991683B1 (fr) * | 2012-06-07 | 2015-05-15 | Arkema France | Resines portant des groupements carbonates cycliques et compositions reticulables de ces resines a faible taux de cov |
| US9464209B2 (en) * | 2013-10-21 | 2016-10-11 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Container coating compositions |
| WO2019127442A1 (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-04 | 张继华 | 一种水性涂料及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0755946A3 (en) * | 1995-07-24 | 1997-10-01 | Basf Corp | Method for the preparation of hydrophobic emulsion polymers, the polymers thus obtained and the aqueous coating compositions containing these polymers |
| JP4242930B2 (ja) * | 1997-05-21 | 2009-03-25 | イーストマン ケミカル カンパニー | フィルム形成まで化学的及び物理的に安定な反応性ラテックスブレンドを調製する方法 |
| WO1999062978A1 (en) * | 1998-06-04 | 1999-12-09 | Dsm N.V. | Powder-paint binder composition |
-
2001
- 2001-11-27 AU AU2002232434A patent/AU2002232434A1/en not_active Abandoned
- 2001-11-27 DE DE60129602T patent/DE60129602T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-27 MX MXPA03003209A patent/MXPA03003209A/es not_active Application Discontinuation
- 2001-11-27 AT AT01991958T patent/ATE368085T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-11-27 WO PCT/US2001/044459 patent/WO2002051947A2/en active IP Right Grant
- 2001-11-27 EP EP01991958A patent/EP1358284B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-27 BR BR0114925-3A patent/BR0114925A/pt not_active Application Discontinuation
- 2001-11-27 CA CA002436592A patent/CA2436592A1/en not_active Abandoned
- 2001-11-27 ES ES01991958T patent/ES2290190T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2436592A1 (en) | 2002-07-04 |
| WO2002051947A2 (en) | 2002-07-04 |
| WO2002051947A8 (en) | 2002-08-15 |
| MXPA03003209A (es) | 2003-06-24 |
| DE60129602D1 (de) | 2007-09-06 |
| AU2002232434A1 (en) | 2002-07-08 |
| ATE368085T1 (de) | 2007-08-15 |
| BR0114925A (pt) | 2003-12-23 |
| WO2002051947A3 (en) | 2003-01-16 |
| EP1358284B1 (en) | 2007-07-25 |
| EP1358284A2 (en) | 2003-11-05 |
| DE60129602T2 (de) | 2008-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6403709B2 (en) | Water-based coating composition having carbonate—amine cross-linking, method of preparing the same, and a cured film thereof | |
| US6916877B2 (en) | Coating composition including a water-based copolymer cross-linking with a water-dispersible cross-linking agent, method of preparing the same, and a cured film thereof | |
| JP5669327B2 (ja) | 水性エマルジョン | |
| ES2456270T5 (es) | Recubrimientos hidrosolubles con una resistencia temprana a la decoloración por agua y una resistencia química mejoradas | |
| JP5122215B2 (ja) | 調整された粘度を有する水性両親媒性コポリマーエマルジョンおよびその製造方法 | |
| TW201245357A (en) | Waterborne coating composition | |
| CA2943195A1 (en) | Controlled crosslinking of latex polymers with polyfunctional amines | |
| ES2278725T3 (es) | Procedimiento para la preparacion de dispersiones acuosas primarias y materiales de revestimiento y su utilizacion. | |
| DK3256503T3 (en) | WATER POLYMER EMULSION | |
| CN109153739B (zh) | 胺官能阴离子聚合物分散体及其涂料组合物 | |
| ES2218238T3 (es) | Dispersiones primarias y materiales de revestimiento acuosos, procedimiento para su preparacion y utilizacion de los mismos. | |
| ES2290190T3 (es) | Composicion de revestimiento acuosa que contiene un reticulante carbonato-amina, procedimiento para su obtencion y pelicula endurecida obtenida con la misma. | |
| US6699943B2 (en) | Water-based coating composition having carbamate-melamine cross-linking, method of preparing the same, and a cured film thereof | |
| ES2286490T3 (es) | Composicion de revestimiento que comprende copolimeros en bloque dispersables en agua libres de polielectrolitos y agentes reticulantes, pelicula endurecida obtenida con ella y sistemas de capa que la comprenden. | |
| WO2017049025A1 (en) | Controlled crosslinking of latex polymers with polyfunctional amines | |
| ES2279865T3 (es) | Resina resistente a uv para pintura a base de disolvente parafinico. | |
| EP1356001A2 (en) | Water-based coating composition having carbamate-melamine cross-linking, method of preparing the same, and a cured film thereof | |
| CN115485333A (zh) | 水性涂料组合物 | |
| JP2006526665A5 (es) | ||
| JP2005239816A (ja) | 水分散性樹脂組成物、塗料及びその塗装物 |