ES2324607T3 - Acrilatos metalicos como agentes endurecedores para compuestos de polibutadieno, melamina y epoxi. - Google Patents
Acrilatos metalicos como agentes endurecedores para compuestos de polibutadieno, melamina y epoxi. Download PDFInfo
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Abstract
El uso de un acrilato metálico como un agente de curado para una composición termo curable que comprende al menos un compuesto funcional de epoxi, en el que la composición está sustancialmente libre de peróxidos, aminas, poliamida, agentes de curado funcionales ácidos, diciandiamida, polisulfuros, anhídridos, melamina, urea y compuestos de imidizol.
Description
Acrilatos metálicos como agentes endurecedores
para compuestos de polibutadieno, melamina y epoxi.
La presente solicitud reivindica el beneficio de
la solicitud provisional de patente U.S. con nº de serie
60/430.882, presentada el 4 de diciembre de 2002. La revelación de
esa solicitud de patente se incorpora en la presente por
referencia.
El objeto de la presente invención versa acerca
del uso de agentes de curado de acrilato metálico para preparar
composiciones útiles.
Se conocen en esta técnica compuestos
funcionales de epoxi y se emplean en una amplia gama de aplicaciones
y formulaciones. Ejemplos de dichas aplicaciones y formulaciones
comprenden adhesivos/selladores automovilísticos e industriales,
revestimientos resistentes a la corrosión, películas y pinturas,
preimpregnación, cintas, materiales estructurales compuestos de
aplicación a mano, entre otras aplicaciones.
En esta técnica, se conoce que hay que emplear
agentes de curado para controlar la reticulación de los compuestos
funcionales de epoxi. Los ingredientes típicos de curado de epoxi
incluyen amina, poliamida, funcionales ácidos, diciandiamida,
polisulfuros, anhídridos, melamina, urea y compuestos de imidizol.
Las formulaciones que contienen dichos agentes de curado de epoxi
pueden ser activadas por calor. Aunque estos agentes de curado son
efectivos para polimerizar compuestos funcionales de epoxi, las
formulaciones que contienen estos agentes de curado pueden tener
una estabilidad reducida de almacenaje cuando se incluyen
catalizadores, por ejemplo, catalizadores para disminuir la
temperatura de activación. Los agentes de curado convencionales
también pueden ser no deseables medioambientalmente. El documento
US 4.146.698 A describe un procedimiento para la polimerización de
un monómero de cloruro de vinilo en la presencia de una mezcla de
acrilatos de calcio y de cinc. Para conseguir una mejoría en la
estabilidad térmica de las resinas la polimerización puede llevarse
a cabo en la presencia adicional de una cantidad efectiva de un
compuesto de epoxi. El medio de suspensión de polimerización también
contiene una cantidad concreta de un iniciador soluble en el
monómero que puede ser un peróxido como peróxido de lauroílo y
peróxido de benzoílo. El documento US 6.433.098 B1 describe un
procedimiento para preparar una composición endurecible en la que
se oligomeriza y se hace reaccionar subsiguientemente una mezcla de
monómeros con un grupo endurecible constituido por un modificador.
El modificador se define como que tiene un grupo reticulable como
un grupo oxiranilo. El modificador puede comprender además una sal
metálica de un ácido insaturado como un ácido acrílico. Además, se
puede utilizar un iniciador como los peróxidos. El documento US
4.614.674 A describe una composición de revestimiento de polvo
electrostático endurecible por calor constituida por a) una resina
de epoxi, b) un poliéster saturado terminado con carboxilo y d) una
sal metálica de un compuesto orgánico. Un compuesto metálico
preferido es el metacrilato de cinc. La cantidad total del compuesto
metálico (d) se elige preferiblemente de forma que no sea más del
20% en peso en base al adhesivo (a) + (b). DATABASE WPI Section Ch.
Week 198736 Derwent Publications Ltd., Londres, Gran Bretaña; Class
A12, AN 1987-252868 XP002273412 & JP 62 172974
A describen una pelota de golf que tiene un núcleo de caucho
constituido por un acrilato de epoxi, acrilato de cinc, un
compuesto metálico y peróxido de
alquilo.
alquilo.
Existe una necesidad en esta técnica de un
agente endurecedor para un sistema polimérico que da como resultado
un sistema endurecido que tiene un encogimiento mejorado, es
transparente o incoloro, una menor temperatura de endurecimiento,
una estabilidad mejorada de almacenamiento, menos carbonización, un
aumento de su dureza, entre otras propiedades no conseguidas por
medio de agentes de curado convencionales.
La presente invención soluciona problemas
asociados con los agentes de curado convencionales al utilizar un
acrilato metálico como agente endurecedor para una composición
endurecible por calor constituida por al menos un compuesto
funcional de epoxi como un compuesto endurecible, en el que la
composición está sustancialmente libre de peróxidos, aminas,
poliamida, agentes de curado funcionales ácidos, diciandiamida,
polisulfuros, anhídridos, melamina, urea y compuestos de imidizol.
La cantidad de diacrilato metálico es suficiente para endurecer al
menos una porción de la composición de resina, por ejemplo,
aproximadamente de 1 hasta aproximadamente 50% en peso y
normalmente aproximadamente de 5 hasta aproximadamente el 20% en
peso de diacrilato metálico. El acrilato metálico puede
proporcionar otros beneficios mientras que también actúa como un
agente endurecedor. Aunque se puede emplear cualquier diacrilato
metálico adecuado, ejemplos de diacrilatos adecuados comprenden al
menos un miembro seleccionado del grupo constituido por diacrilato
de cinc, dimetacrilato de cinc, diacrilato de magnesio, diacrilato
de aluminio, disoluciones acuosas de monómeros de acrilato metálico,
entre otros.
Los compuestos que contienen ZDA y ZDMA
endurecerán el componente de epoxi de las fórmulas mientras que
están sustancialmente libres de agentes de curado convencionales de
epoxi. Por sustancialmente libres de agentes de curado
convencionales de epoxi, se quiere decir que un compuesto funcional
de epoxi (u otro compuesto endurecible con diacrilatos metálicos)
se endurece mientras está en la presencia de menos de 0,1 hasta
aproximadamente 1,0% en peso de los siguientes compuestos:
poliamida, peróxido, diciandiamidas, imidizol, aminas, urea, entre
otros agentes de curado convencionales. La presente invención obvia
la necesidad de dichos compuestos, entre otros beneficios.
Los sistemas de acrilato metálico pueden ser
utilizados en una amplia gama de aplicaciones como sellador para la
automoción, revestimientos incluyendo revestimientos resistentes a
la corrosión, adhesivos, tratamiento o envoltorio de tuberías de
distribución, entre otras aplicaciones.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención versa acerca del uso de
compuestos de acrilato metálico como ZDA, ZDMA, mezclas de los
mismos, entre otros para endurecer compuestos funcionales de epoxi y
otros compuestos reticulantes, y acerca de sistemas que contienen
dichos compuestos. En particular, la presente invención versa acerca
del uso de un acrilato metálico como un agente endurecedor para una
composición endurecible por calor constituida por al menos un
compuesto funcional de epoxi como un compuesto endurecible, en el
que la composición está sustancialmente libre de peróxidos, aminas,
poliamida, agentes de curado funcionales ácidos, diciandiamida,
polisulfuros, anhídridos, melamina, urea y compuestos de imidizol.
La cantidad de polímero endurecible variará normalmente desde
aproximadamente el 75 hasta al menos aproximadamente el 90% en
peso.
El acrilato metálico puede tener una estructura
constituida por:
C3H4O2.1/2M
en la que M puede comprender al
menos un miembro seleccionado del grupo constituido por cinc (por
ejemplo, sal de cinc de ácido 2-propenóico),
aluminio, magnesio, estaño, cobre, níquel, disoluciones acuosas de
acrilato (por ejemplo, disoluciones acuosas de monómero de acrilato
metálico como un monómero de acrilato de cinc), entre otros. Los
agentes de curado preferidos de acrilato metálico están constituidos
por al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por
diacrilato de cinc, dimetacrilato de cinc, diacrilato de magnesio,
mezclas de los mismos y disoluciones acuosas de los mismos. En
particular, se prefieren el diacrilato de cinc, el dimetacrilato y
el diacrilato de magnesio. Aunque se puede emplear cualquier
diacrilato metálico adecuado o compuestos de ZDA/ZDMA, ejemplos de
productos de ZDA/ZDMA disponibles comercialmente comprenden: SR 633,
SR634, CN9016, CN 2401, CN2400, PC 300, PRO 5903, y disoluciones
acuosas de acrilato de cinc y un monómero de acrilato no metálico
como CD-664 y CD665, todos los cuales están
disponibles en Sartomer, Exton, Pensilvania 19341. Los acrilatos no
metálicos (y otros compuestos orgánicos compatibles) pueden
combinarse con el acrilato metálico para modificar el sistema,
aumentar la tasa de curado o dureza, entre otras mejoras
beneficiosas.
Se puede variar el tamaño de la partícula del
acrilato metálico permitiendo de ese modo la producción de
formulaciones de película delgada y gruesa (por ejemplo, Sartomer®
CN2400 y CN 2401 están disponibles comercialmente como líquidos;
SR9016 comprende partículas que varían desde aproximadamente 40
hasta aproximadamente 50 micrómetros y Sr633 comprende partículas
que tienen una malla 200 estándar). Si se desea, el acrilato
metálico puede estar disperso o disuelto dentro de un vehículo
antes de incorporarse a un sistema, por ejemplo, agua u otros
disolventes. Cuando el acrilato metálico está constituido por
ZDA/ZDMA, la cantidad de ZDA/ZDMA varía desde aproximadamente el 1
hasta aproximadamente el 75% en peso, y normalmente desde
aproximadamente el 5 hasta aproximadamente el 20% en peso de
diacrilato metálico (por ejemplo, aproximadamente el 5 hasta
aproximadamente el 10% en peso del sistema funcional de epoxi).
Sin desear estar limitados por cualquier teoría
o explicación, se cree que los compuestos adecuados de acrilato
metálico pueden inducir la copolimerización del epóxido con el grupo
acrílico a través de la reacción nucleófila de adición de Michael.
El endurecimiento del epóxido puede comenzar con un paso de
iniciación de una adición de protones al anillo de oxirano. Se
puede tomar el protón de cualquier donante disponible, por ejemplo,
agua (humedad), ácido, amina o modificador fenólico del acrilato
metálico. Este primer paso puede producir un reactivo intermedio,
por ejemplo HOCH_{2}-CH-, que reaccionará
adicionalmente con el grupo donante del protón, otro epóxido o
cualquier otro reactivo nucleófilo, como los enlaces dobles
acrílicos de ZDA. Los enlaces dobles acrílicos son los conocidos
nucleófilos, por ejemplo el ácido acrílico reaccionará con agua bajo
unas condiciones básicas, CH_{2}=CH-COOH +
H_{2}O \rightarrow HOCH_{2}-CH_{2}COOH.
Sin desear estar limitados por ninguna teoría ni
explicación, se cree que la reacción entre el epóxido activado y el
acrilato sería como sigue:
HOCHRCH_{2}-
+ CH_{2}=CH-R \rightarrow
HOCH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH(R)-
\rightarrow,
etc.
La reacción mencionada anteriormente entre un
compuesto funcional de epoxi y un acrilato metálico como ZDA puede
producir una formación sólida uniforme transparente que tiene una
estabilidad térmica mejorada, por ejemplo, debido a la estructura
de un ionómero con -Zn- en la principal cadena del polímero.
\newpage
En un aspecto de la invención, el agente
endurecedor inventivo reduce el encogimiento en comparación con los
agentes de curado convencionales. Es decir, se observó que las
composiciones funcionales de resina de epoxi tenían un menor
encogimiento cuando se compararon con la misma resina endurecida con
diciandiamida.
En un aspecto de la invención, los sistemas de
epoxi endurecidos con ZDA/ZDMA son más compatibles con aditivos y
rellenos. Esto permite una mayor versatilidad en la formulación de
sistemas que contienen epoxi, melamina, isocianuratos, polisiloxano
y polibutadieno, por ejemplo, adhesivos, imprimaciones,
revestimientos, entre otros sistemas. En contraste con los agentes
de curado convencionales como las diciandiamidas, los ZDA/ZDMA son
más compatibles con rellenos de tipo ácido y de pH elevado, entre
otros.
Las formulaciones o sistemas de la presente
invención pueden ser compatibles con una amplia gama de materiales
de relleno. Ejemplos de dichos materiales de relleno comprenden al
menos uno del grupo constituido por silicatos como calcio, sodio,
potasio, litio, aluminio, magnesio, entre otros; trihidratos como
trihidrato de aluminio; carbonatos, betunes (por ejemplo,
gilsonita), arcillas, nitruros como nitruro de aluminio, nitruro de
boro y nitruro de silicio, carburos como carburo de silicio,
sílice, entre otros rellenos. El preferido es nitruro de boro. En
algunos casos, los materiales de relleno se pueden emplear para
modificar la tensión del par (por ejemplo, para fijaciones
roscadas), lubricidad, resistencia al desgaste, colorantes, entre
otras características de la superficie. La cantidad de relleno
puede variar dependiendo de las propiedades deseadas en la
formulación endurecida, y variará normalmente desde aproximadamente
el 1 hasta al menos el 25% en peso. Los rellenos preferidos están
seleccionados del grupo constituido por al menos un silicato,
sílice, trihidratos, carbonatos, betunes y arcillas.
Se pueden emplear las formulaciones o sistemas
de la presente invención para obtener un producto relativamente
transparente o incoloro. En contraste con los agentes de curado
convencionales que imparten un tono ámbar u oscuro, las
formulaciones inventivas pueden ser sustancialmente transparentes
(dependiendo del grosor, composición de la formulación, entre otros
parámetros). Se midió el color de las formulaciones de epoxi
conforme a las prácticas convencionales y utilizando la escala
Gardner. El color Gardner para epoxi endurecido con diciandiamida
fue de 8-10 mientras que el color Gardner para el
mismo sistema pero endurecido con ZDA (por ejemplo, disponible
comercialmente en Sartomer como Sr9016), fue de aproximadamente 2 a
4.
Se puede emplear la presente invención para
adaptar la tasa de endurecimiento. Los agentes de curado
convencionales tienen normalmente un endurecimiento rápido que no
es deseable para ciertas aplicaciones. La tasa de endurecimiento de
la presente invención puede aumentarse por medio de la exposición a
temperaturas más elevadas, y disminuirse por medio de temperaturas
más bajas. La capacidad para controlar la tasa de endurecimiento es
deseable porque la misma permite que las superficies de
revestimiento terminadas sean optimizadas para la suavidad, la
dureza, el brillo y la claridad. En general, una temperatura más
elevada de endurecimiento también tiene como resultado un aumento
de la dureza.
La presente invención se puede emplear para
adaptar la temperatura de activación de formulaciones que contienen
diacrilato metálico. La temperatura de activación o de
endurecimiento puede variar desde aproximadamente 135 hasta
aproximadamente 218,3ºC dependiendo del grosor, composición del
sistema que se está endurecida, procedimiento de calentamiento,
entre otras variables convencionales. En general, un revestimiento
más delgado requerirá menos calor y tiempo para endurecerse, y
cuanto mayor sea la temperatura de endurecimiento, más duro será el
revestimiento resultante. Se pueden utilizar adiciones de titanatos,
circonatos, entre otros agentes complejantes para disminuir la
temperatura de endurecimiento de las formulaciones inventivas. En
general, un revestimiento relativamente delgado requerirá menos
calor y tiempo para endurecerse, y las temperaturas relativamente
elevadas de endurecimiento producen un revestimiento más duro. La
cantidad de agente complejante variará normalmente desde
aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20% en peso de la
composición o formulación. Por ejemplo, añadir 1-5%
de un titanato disponible comercialmente (Lica 38J suministrado por
Kenrich) es efectivo para disminuir la temperatura de
endurecimiento de las formulaciones que contienen compuestos
funcionales de epoxi como el polímero base (por ejemplo, hasta una
temperatura de endurecimiento menor de 121,1ºC).
En un aspecto de la invención se incluyen uno o
más aditivos en las formulaciones inventivas. Ejemplos de dichos
aditivos comprenden al menos un miembro seleccionado del grupo de
rellenos, polvos metálicos (por ejemplo, cinc, aluminio, hierro,
acero, entre otros polvos metálicos), materiales magnéticos, polvos
cerámicos, polvos plásticos, resinas (por ejemplo, silicona,
silanos, polisiloxanos, etc.), entre otros. Se prefieren los silanos
y los polisiloxanos. Se pueden utilizar las formulaciones que
incorporan al menos un polisiloxano, al menos un polvo metálico y
al menos un polvo cerámico cuando se desee una resistencia mayor a
la temperatura (por ejemplo, un revestimiento o formulación con
forma de una cinta y aplicado sobre una tubería de distribución).
Estos aditivos estarán constituidos normalmente por aproximadamente
del 1 hasta aproximadamente el 25% en peso de la composición.
En otro aspecto de la invención, se coloca el
sistema inventivo (por ejemplo, extrudido, bañado, pulverizado,
etc.), sobre un refuerzo. El refuerzo puede estar ubicado sobre la
mezcla inventiva o en ella, por ejemplo, una estructura
interlaminar o laminar. El refuerzo permite una manipulación más
sencilla durante la aplicación y/o fabricación, reduce el flujo (o
corrimiento) cuando el sistema inventivo está expuesto a
temperaturas superiores, aumenta la resistencia a la tracción,
mejora la resistencia a la abrasión, entre otras características.
Dependiendo de las propiedades deseadas, por ejemplo, la resistencia
a la temperatura, el material de refuerzo puede comprender
cualquier material adecuado. El material de refuerzo está
constituido normalmente por una pantalla difusora translúcida, una
tela, una orla, una malla, películas poliméricas perforadas o sin
perforar, un conjunto tejido o sin tejer, entre otros refuerzos de
tipo fibroso o de película. Los refuerzos preferidos están
constituidos por al menos una fibra o película. Cuando se emplea una
pantalla translúcida difusora como el refuerzo (por ejemplo, una
pantalla difusora translúcida de fibra de vidrio que tiene fibras
normalmente redondas y aproximadamente 12 cuadrados por pulgada),
el refuerzo puede tener un área de superficie abierta mayor de 20
hasta al menos aproximadamente el 80%. Cuando el material de
refuerzo está constituido por una película polimérica perforada o
metálica, el material de refuerzo puede tener un área de superficie
abierta o porosidad de aproximadamente 1 hasta al menos
aproximadamente el 80%. El área de superficie abierta también
permite que un sistema reforzado retenga su flexibilidad. Ejemplos
de materiales adecuados de refuerzo comprenden fibra de vidrio,
polipropileno, polietileno, poliéster, fluoropolímeros, grafito,
plásticos, Kevlar®, aluminio, acero, cobre, latón, gasa, mezclas de
los mismos, entre otros materiales.
En la patente U.S. nº 6.034.002, otorgada el 7
de marzo de 2000 y titulada "Sealing Tape For Pipe Joints", y
en las patentes U.S. n^{os} 5.120.381 y 4.983.449 se describen
ejemplos adicionales de materiales de refuerzo; cada una de las
anteriores patentes US están incorporadas en la presente por
referencia. Aunque el material de refuerzo puede tener cualquier
porosidad o densidad de tejido adecuadas, en la mayoría de casos la
porosidad del material de refuerzo es tal que la mezcla es
autoadherente (o autoselladora). Por ejemplo, cuando se emplea una
composición inventiva reforzada como una envoltura de tubería, la
composición pasa al menos a través del material de una manera
suficiente como para que la mezcla se adhiera a sí misma según está
siendo envuelta alrededor de la tubería, por ejemplo, la mezcla
pasa a través del refuerzo, permitiendo de ese modo que la mezcla
se una a sí misma. La característica autoadherente obvia normalmente
la necesidad de imprimaciones o tratamientos previos, y aumenta la
eficacia con la que la composición reforzada cubre una superficie.
En otro ejemplo, se puede reducir, si no eliminar, el burbujeo o la
formación de vejigas en la cinta o revestimiento durante el
procedimiento de endurecimiento, al emplear un refuerzo. Reducir el
burbujeo o la formación de vejigas es particularmente deseable si
el sistema inventivo se emplea como un sellador para la
automo-
ción susceptible de ser pintado (por ejemplo, lo que se denomina sellador de automoción para la "canaleta del techo").
ción susceptible de ser pintado (por ejemplo, lo que se denomina sellador de automoción para la "canaleta del techo").
Si se desea, se puede revestir o tratar
previamente el material de refuerzo con una emulsión, reactivo UV
(incluyendo reactivo a la luz solar), haz electrónico activo,
sistemas basados en agua o disolvente, sistemas de revestimiento
con polvo electrostático u otras composiciones para dimensionar el
material de refuerzo, por ejemplo, el material de refuerzo está
revestido con una emulsión para aumentar la rigidez del material,
permitiendo de ese modo que el material sea cortado a un tamaño o
configuración predeterminados. El revestimiento puede aplicarse por
medio de cualquier procedimiento adecuado conocido en la técnica
como bañando, laminando, pulverizando, revestimiento de rodillos y
cilindros, entre otros. Ejemplos de revestimientos adecuados para
el material de refuerzo comprenden al menos un alcohol de
polivinilo, acetato de etileno vinilo, acrílico, uretano o
emulsiones de látex. Otro ejemplo de un revestimiento adecuado para
el material de refuerzo está constituido por oligómeros, monómeros,
aditivos y un fotoiniciador.
En otro aspecto de la invención, las
formulaciones que contienen el agente endurecedor de diacrilato
metálico tienen una vida mejorada de almacenamiento con respecto a
los agentes de curado convencionales. Por ejemplo, la formulación
inventiva es estable durante al menos 120 días sin un envase
especial ni refrigeración, mientras que las formulaciones que
contienen agentes de curado convencionales son estables normalmente
durante aproximadamente 90 días.
En un aspecto adicional de la invención, se
emplean las formulaciones o el sistema inventivo como un
revestimiento resistente a la corrosión. Por ejemplo, un artículo o
componente chapado con cinc tratado conforme al procedimiento
descrito en las patentes U.S. n^{os} 6.149.794; 6.258.243;
6.153.080; 6.322.687 y en las publicaciones de solicitudes de
patentes PCT PCT/US02/24716; PCT/US02/24617 y PCT/US02/24446 (todas
las cuales están incorporadas en la presente por referencia), está
revestido con el sistema inventivo. El artículo revestido tiene una
resistencia mejorada a la corrosión cuando se mide conforme a ASTM
B-117.
La formulación inventiva se puede emplear para
mejorar los revestimientos funcionales convencionales de epoxi. La
formulación inventiva se puede utilizar para endurecer
revestimientos funcionales de epoxi como revestimientos
electrodepositados catódicamente, revestimientos de polvo
electrostático, adhesivos, entre otros. Los preferidos son los
revestimientos electrodepositados catódicamente funcionales de epoxi
y los revestimientos de polvo electrostático funcionales de epoxi.
Por ejemplo, se puede aplicar o pulverizar un revestimiento
inventivo constituido por un polvo de epoxi y un agente endurecedor
de diacrilato metálico (por ejemplo, ZDA y sustancialmente libre de
dicianimidas), sobre un artículo metálico. Luego, se calienta el
artículo metálico para fundir y endurecer el revestimiento de
epoxi. En un aspecto, se aplica un revestimiento de polvo
electrostático de epoxi que contiene ZDA sobre una tubería, se
endurece por medio del calor y luego se entierra. Al emplear el
revestimiento inventivo, se puede obtener un revestimiento unido
estrechamente sin utilizar agentes de curado como las
dicianimidas.
En otro aspecto de la invención, se pueden
modificar las formulaciones o sistemas inventivos por medio de un
aditivo constituido por cubos o particulados. Se pueden conseguir
resultados particularmente deseables al emplear cubos que están
constituidos por nailon 6/12, nailon 6/6 u otros materiales
disponibles comercialmente (por ejemplo, cubos de 1,02/2,03/2,54 mm
disponibles comercialmente en MaxiBlast). Los cubos funcionan como
un amortiguador o separador in situ que aumenta la
resistencia a la compresión del sistema inventivo. Cuando se emplea
el sistema como un sellador (por ejemplo, sellador para la
automoción), los cubos reducen la tendencia del sellador a ser
forzado fuera de una unión o junta formada entre al menos dos
miembros que están siendo sellados, por ejemplo, dos miembros
metálicos. Es decir, los cubos definen la distancia mínima entre
dos miembros de forma que se retiene el sellador en la junta.
Normalmente, la cantidad de aditivo varía desde aproximadamente el
0,1 hasta aproximadamente el 5% en peso del sistema.
Se pueden preparar las combinaciones de la
presente invención por medio de cualquier procedimiento adecuado
tal como el amasado, la mezcla de lotes, la extrusión, entre otros
procedimientos. Aunque la anterior descripción ha destacado el uso
de la composición inventiva para revestimientos para la automoción y
la industria, refuerzo estructural, selladores y cintas, la
presente invención puede emplearse en un amplio conjunto de
aplicaciones tales como artes decorativas, esmaltado, agregado
concreto, geles, entre otras aplicaciones.
Los siguientes Ejemplos se proporcionan para
ilustrar ciertos aspectos de la presente invención y no limitarán
el ámbito de las reivindicaciones adjuntas al presente documento.
Estos Ejemplos se proporcionan para demostrar ciertos aspectos de
la invención reivindicada y no limitarán el ámbito de ninguna de las
reivindicaciones adjuntas.
Los Ejemplos 1-8A demuestran las
composiciones de ZDA/ZDMA utilizadas en revestimientos. Estas
composiciones fueron preparadas mediante mezcla a mano en un vaso
de precipitado bajo condiciones ambientales.
Los Ejemplos 9-10 demuestran
sistemas que contienen ZDA/ZDMA que fueron preparados utilizando
materiales disponibles comercialmente (por ejemplo, ZDA de
Sartomer®: SR 634, SR 9016 y CN 2400). El Ejemplo 9 ilustra el uso
de las composiciones inventivas para formar un revestimiento y el
Ejemplo 10 ilustra la fabricación de una cinta a partir de las
composiciones inventivas.
Ejemplo
9
Se preparó y se aplicó la fórmula de la lista a
continuación a mano sobre un panel de acero y se endureció a
204,4ºC con aire durante 10 minutos.
Si se desea, se puede emplear la anterior
fórmula y otros revestimientos revelados en el presente documento
como una imprimación o revestimiento de acabado para superficies
metálicas tratadas con anterioridad conforme a las patentes U.S.
n^{os} 6.149.794; 6.258.243; 6.153.080; 6.322.687 y a las
publicaciones de solicitud de patentes PCT PCT/US02/24716;
PCT/US02/24617 y PCT/US02/24446; incorporadas en la presente por
referencia.
Ejemplo
10
Las composiciones inventivas pueden fabricarse
en una cinta. Dichas cintas pueden utilizarse para mejorar la
resistencia a la corrosión de una tubería de distribución de acero.
En la publicación de la solicitud de patente U.S. nº
US-2002-0013389-A1
se describe un ejemplo de dicho uso; incorporado en la presente por
referencia. Estas formulaciones de cinta, que están listadas a
continuación en las Tablas 1 y 2, fueron preparadas mezclando en
una mezcladora de doble brazo de Baker Perkins.
Ejemplos
11-13
Los Ejemplos 11-13 demuestran la
utilización de materiales que contienen ZDA como un material de
refuerzo, por ejemplo, un material aplicado sobre un componente de
automoción en el que el material se vuelve rígido después de la
exposición al calentamiento en un horno de secado de pintura (por
ejemplo, hágase referencia a las patentes U.S. n^{os} 5.040.803;
5.151.327, 5.755.486; todas las cuales están incorporadas en el
presente documento por referencia). Estos materiales estaban
constituidos por resinas modificadas y no modificadas de epoxi como
una mezcla base o maestra a la que se añadieron los rellenos
minerales y el caucho de nitrilo para un control dimensional
durante la formación, manipulación, instalación en el vehículo,
entre otros fines. Se prepararon tres materiales que tenían las
formulaciones listadas a continuación en la Tabla 3 al mezclar en
una mezcladora de paleta en forma de sigma con un estampado en
caliente subsiguiente para obtener un material compuesto
constituido por un material laminar con un refuerzo de tela de fibra
de vidrio. Se aplicó el material compuesto a paneles de prueba de
acero laminado en frío y se coció a 176,7ºC durante 30 minutos. Se
midió la resistencia a la flexión de los paneles de prueba cocidos
en una máquina Instron para ensayos de tracción conforme a los
procedimientos convencionales con el resultado de los datos listados
a continuación en la Tabla 4.
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La Tabla 4 ilustra un aumento en la resistencia
a la flexión. Sin desear estar limitados por cualquier teoría o
explicación, se cree que el aumento en la resistencia a la flexión
está causado al endurecerse o reticularse las resinas de epoxi
durante el procedimiento de cocción. Aunque no hay efectos adversos,
la Tabla 4 indica que no se consigue una resistencia adicional a la
flexión al añadir más de aproximadamente 20 partes (6,5%). Además
de mejorar la resistencia a la flexión, las adiciones de ZDA
aumentaron la adhesión con el sustrato de acero laminado en frío,
es decir, las tres formulaciones demostraron uniones cohesivas con
el sustrato de acero laminado en frío.
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Ejemplos
14-20
Los Ejemplos 14-20 demuestran la
aplicación de las composiciones inventivas sobre un sustrato de cinc
que había sido tratado con anterioridad en un medio que contenía
silicato (concretamente, el conocido como procedimiento
EMC^{TM}). Los revestimientos estuvieron bien mezclados a mano o
mezclados con un dispersador de alta velocidad. El procedimiento de
tratamiento previo se describe en las patentes U.S. n^{os}
6.149.794; 6.258.243; 6.153.080; 6.322.687 y en las publicaciones
de solicitudes de patentes PCT PCT/US02/24716; PCT/US02/24617 y
PCT/US02/24446; incorporadas en la presente por referencia. Se
aplicaron los revestimientos inventivos sobre sustratos chapados
con cinc de 5,08 cm \times 7,62 cm. Se limpiaron los sustratos con
alcohol de isopropilo antes de ser revestidos. Se bañó el sustrato
en el revestimiento durante aproximadamente 10 seg. Se retiró el
sustrato revestido y se colgó en vertical. Se endureció el
revestimiento durante 20 min. a 171,1ºC. A continuación se listan
las composiciones de revestimiento utilizadas en los Ejemplos
14-20 y la evaluación de la efectividad del
revestimiento (CRS = Acero laminado en frío).
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Aunque se han descrito el aparato, las
composiciones y los procedimientos de la invención en términos de
las realizaciones preferidas o ilustrativas, será evidente para los
expertos en la técnica que se pueden aplicar variaciones al
procedimiento descrito en el presente documento sin alejarse del
concepto y alcance de la invención. Se considera que todos dichos
sustitutos y las modificaciones similares evidentes para los
expertos en la técnica se encuentran dentro del alcance y concepto
de la invención y de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (4)
1. El uso de un acrilato metálico como un agente
de curado para una composición termo curable que comprende al menos
un compuesto funcional de epoxi, en el que la composición está
sustancialmente libre de peróxidos, aminas, poliamida, agentes de
curado funcionales ácidos, diciandiamida, polisulfuros, anhídridos,
melamina, urea y compuestos de imidizol.
2. El uso de la reivindicación 1, en el que la
composición comprende un sellador para la automoción.
3. El uso de la reivindicación 1, que comprende,
además, al menos un agente complejante seleccionado del grupo
constituido por circonatos y titanatos.
4. El uso de la reivindicación 1, en el que el
agente de curado de acrilato metálico comprende al menos uno de
entre diacrilato de cinc y dimetacrilato.
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