ES2290190T3 - Composicion de revestimiento acuosa que contiene un reticulante carbonato-amina, procedimiento para su obtencion y pelicula endurecida obtenida con la misma. - Google Patents

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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.
Campo de la invención
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.
Antecedentes de la invención
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.
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.
Sumario de la invención
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 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.
Descripción detallada de la invención
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.
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
100
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.
1
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.
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2
3
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.
Ejemplos Ejemplo 1
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.
TABLA 1
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4
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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%.
Ejemplo 2
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.
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(Tabla pasa a página siguiente)
TABLA 2
5
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.
Ejemplo 3
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.
TABLA 3
6
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.
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:
8
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).
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