ES2344221T3 - Agentes de control de reologia para composiciones de revestimiento. - Google Patents

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Yanhui Niu
Yu-Ling Hsiao
Jiang Ding
Robert John Barsotti
Renee J. Kelly
Robert J. Butera
Young H. Kim
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Abstract

Un agente de control de la reología para composiciones de revestimiento, que comprende: un compuesto que tiene la fórmula (II), incluyendo sus isómeros o mezclas de isómeros: **(Ver fórmula)** en la que R es un grupo alquileno lineal o ramificado C3 a C16, un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C6 que tiene un grupo cicloalifático C5-C16, un grupo cicloalifático o cicloalifático sustituido con alquilo C5-C16, R9 es un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C8, un grupo -(CH2CH2-O)n-CH2CH2-, siendo n 1 a 4, y R10 es una conexión de grupo alquileno lineal o ramificado C3 a C16; en la que n = 1-7, m =1 -7.

Description

Agentes de control de reología para composiciones de revestimiento.
Esta invención se refiere a agentes de control de la reología para composiciones de revestimiento al disolvente o al agua útiles para el acabado del exterior de automóviles y camiones, y, en particular, a composiciones de revestimiento líquidas al disolvente que tienen una reología mejorada para facilitar la aplicación por pulverización.
Descripción de la técnica anterior
El acabado de capa superior actualmente de elección que se usa en automóviles y camiones es un acabado de capa transparente/capa coloreada en el que un revestimiento transparente se aplica sobre la capa coloreada o capa base pigmentada para proporcionar protección a la capa coloreada y mejorar la apariencia del acabado general, particularmente el brillo y la DOI (claridad de imagen, por sus siglas en inglés). También se usan monocapas de acabados pigmentados sin una capa transparente en automóviles y camiones, en particular, modelos antiguos. Imprimaciones, aparejos de imprimación y sellantes para muchas aplicaciones en automóviles y camiones se aplican inicialmente antes de que se aplique una de las capas superiores mencionadas anteriormente. Todas las composiciones anteriores, cuando se aplican mediante técnicas de pulverización convencionales, tienen problemas de control de la reología, tales como goteo y corrimiento después de la aplicación. Los acabados de capa superior que contienen pigmentos en escamas o pigmentos con efectos especiales tienen problemas con el control de las escamas y la orientación apropiada de las escamas para una apariencia óptima.
Problemas adicionales son provocados por muchas localidades que tienen regulaciones que requieren el uso de composiciones orgánicas bajas en VOC (contenido de materia orgánica volátil, por sus siglas en inglés) para reducir la contaminación aérea producida por emisiones de disolventes orgánicos.
Típicamente, estas composiciones de revestimiento bajas en VOC tienen un VOC de 252 g/l (2,1 libras/galón) o menos y, cuando se aplican mediante técnicas de pulverización convencionales, a menudo tienen problemas con el goteo o el corrimiento del acabado después de la aplicación y también problemas con la orientación y el control apropiados de las escamas.
Estas composiciones de revestimiento bajas en VOC se usan para la OEM (fabricación de equipos originales, por sus siglas en inglés) de automóviles, camiones y sus piezas y para el retoque o el repintado de automóviles y camiones o sus piezas y se formulan habitualmente usando polímeros de peso molecular relativamente bajo. Sin embargo, como se apunta anteriormente, tales composiciones tienen generalmente escaso control de la reología y gotean y sufren corrimiento después de la aplicación por pulverización, particularmente cuando se aplican a superficies verticales, tales como paneles de puertas y paneles laterales de la carrocería, y tienen un escaso control de la orientación de las escamas. Se necesita un agente de control de la reología para mejorar el control de la reología de estas composiciones de revestimiento para evitar goteos y corrimientos después de la aplicación y en general para proporcionar un acabado con una apariencia aceptable con brillo y DOI buenos.
El control de la reología también es muy crítico para las capas de base de laca con bajo contenido de sólidos usadas típicamente en el retoque o el repintado de automóviles y camiones. Estas capas de base de laca se aplican típicamente con un contenido de sólidos muy bajo, tan bajo como 10% en volumen, usando aplicación por pulverización. Para alcanzar una cubrición adecuada en estos revestimientos, se requiere típicamente un grosor de la película seca de alrededor de 15 a 65 micras. Debido al volumen de sólidos muy bajo de estos revestimientos, el grosor de la película húmeda aplicada de estos revestimientos puede ser de alrededor de 350 micras o más. Esto requiere el uso de un agente de control de la reología muy eficaz para evitar el corrimiento y para dar buena orientación de las escamas. Otro aspecto de estos revestimientos de laca es que típicamente contienen componentes aglutinantes de peso molecular superior que pueden ser incompatibles con muchos agentes de control de la reología convencionales.
Agentes de control de la reología se muestran en la Patente de EE. UU. 3.893.956, la Patente de EE. UU. 4.311.622, la Patente de EE. UU. 4.314.924, la Patente de EE. UU. 4.677.028, la Patente de EE. UU. 4.851.294, la Patente de EE. UU. 6.420.466 B1, la Patente de EE. UU. 6.617.468 B2 y los documentos EP 0683214, EP 1162242, DE 10241853B3 y WO 03/037849. Estos agentes de control de la reología de la técnica anterior en general no pueden formularse como composiciones con alto contenido de sólidos y no proporcionan el nivel necesario de transparencia óptica a los acabados resultantes y forman acabados que tienen bajos niveles de DOI, particularmente cuando las composiciones de revestimiento son composiciones de curado a temperatura ambiente. Algunos de estos agentes de control de la reología tienen que prepararse en presencia del aglutinante de la composición de revestimiento para alcanzar el nivel deseado de control reológico, lo que se suma a los costes de fabricación de la composición al requerir etapas de fabricación adicionales y el uso de un equipo específico y también costoso. Además, algunos agentes de control de la reología, por ejemplo, los mostrados por el documento U.S. 6.617.468 B2, limitan la alterabilidad a la intemperie del acabado resultante, lo que a lo largo del tiempo afecta negativamente a la apariencia del acabado. Algunos agentes de control de la reología, por ejemplo, los mostrados por el documento U.S. 4.311.622, son limitados en su compatibilidad con el sistema de resina. Por otra parte, algunos agentes de control de la reología, por ejemplo, los mostrados por el documento U.S. 4.311.622 o el documento WO 02/064684, presentan una compatibilidad insuficiente en el sistema de resina de elección, especialmente agentes de control de la reología preparados usando monoaminas hidroxifuncionales.
La Publicación de Patente de EE. UU. 2002/0159961, publicada el 31 de octubre de 2002, presenta agentes de gelificación que se usan para gelificar aceites y en composiciones cosméticas, tales como antitranspirantes, pero no se han sugerido para el uso en composiciones de revestimiento.
La patente austríaca Nº 331933 divulga agentes de control de la reología que se preparan in situ en presencia de al menos una parte del aglutinante de una composición de revestimiento. Los agentes de control de la reología se preparan al hacer reaccionar poliaminas primarias y opcionalmente secundarias con compuestos de monoisocianato y opcionalmente compuestos de diisocianato. Los agentes de control de la reología se usan en composiciones de revestimiento basadas en disolventes orgánicos.
De acuerdo con esto, sigue habiendo una necesidad de composiciones de revestimiento, tanto al disolvente como al agua, para una amplia variedad de aplicaciones, que contengan un agente de control de la reología que proporcione un nivel aceptable de control de la reología durante la aplicación de la composición sin un deterioro de la apariencia, la durabilidad o la alterabilidad a la intemperie de las composiciones de revestimiento tanto con alto contenido de sólidos como con bajo contenido de sólidos que a menudo se usan en la fabricación de automóviles y camiones OEM y para retocar o repintar carrocerías de automóviles y camiones o sus piezas.
Compendio de la invención
La presente invención proporciona un agente de control de la reología y el uso del agente en composiciones de revestimiento para mejorar el control de la reología de composiciones de revestimiento al disolvente o al agua con contenido de sólidos tanto bajo como alto que son útiles en el pintado o el retoque o el repintado OEM del exterior de carrocerías de automóviles y camiones y sus piezas.
El agente de control de la reología de esta invención comprende un compuesto descrito por la Fórmula (II), incluyendo sus isómeros o mezclas de isómeros:
1
en la que
R es un grupo alquileno lineal o ramificado C3 a C16, un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C6 que tiene un grupo cicloalifático C5-C16, un grupo cicloalifático o cicloalifático sustituido con alquilo C5-C16,
R^{9} es un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C8, un grupo -(CH_{2}CH_{2}-O)_{n}-CH_{2}CH_{2}-, siendo n 1 a 4, y
R^{10} es una conexión de grupo alquileno lineal o ramificado C3 a C16;
en donde n=1-7, m=1-7.
Las composiciones de revestimiento al disolvente y al agua que contienen los agentes de control de la reología anteriores y un sustrato que tiene adherido al mismo un estrato de la composición de revestimiento que contiene el agente de control de la reología anterior también son parte de esta invención.
Descripción detallada de la invención
A partir de la lectura de la siguiente descripción detallada, los especialistas normales en la técnica entenderán más fácilmente las características y las ventajas de la presente invención. Debe entenderse que ciertas características de la invención que, por claridad, se han descrito anteriormente y a continuación en el contexto de realizaciones separadas, también pueden proporcionarse combinadas en una sola realización. A la inversa, también pueden ser proporcionadas por separado o en cualquier subcombinación varias características de la invención que, por brevedad, se describen en el contexto de una sola realización. Además, las referencias en singular pueden también incluir el plural (por ejemplo "un" y "una" pueden estar referidos a uno, o a uno o más de uno) a menos que en el contexto se establezca, específicamente, lo contrario.
El uso de valores numéricos en los diversos intervalos especificados en esta solicitud, a menos que se indique expresamente lo contrario, se establece como aproximaciones como si los valores mínimo y máximo dentro de los intervalos establecidos estuvieran ambos precedidos de la palabra "aproximadamente". De esta forma, pueden usarse ligeras variaciones por encima y por debajo de los intervalos establecidos, para lograr sustancialmente los mismos resultados como valores dentro de los intervalos. También, la descripción de estos intervalos se entiende como un intervalo continuo que incluye cualquier valor entre los valores mínimo y máximo.
Todas las patentes, solicitudes de patente y publicaciones referidas en la presente memoria son incorporadas en su totalidad a modo de referencia.
Los agentes de control de la reología de esta invención se usan típicamente en composiciones de revestimiento al disolvente y en composiciones de revestimiento al agua, particularmente composiciones de revestimiento transparentes y pigmentadas para el pintado OEM o para el retoque o el repintado del exterior de automóviles y camiones y sus piezas. El agente de control de la reología mejora la reología de las composiciones de revestimiento para facilitar aplicaciones por pulverización y proporcionar un acabado de automóviles de Clase A que tiene una excelente apariencia global, buena DOI y fluye pero no sufre corrimiento o gotea, particularmente cuando se aplica por pulverización a superficies verticales. Además, los agentes de control de la reología proporcionan la orientación apropiada de los pigmentos escamosos o con efectos especiales cuando se usan en capas de base o monocapas y mejora las propiedades antisedimentación de las escamas y el pigmento de las composiciones de revestimiento. Los agentes de control de la reología también pueden usarse en imprimaciones, aparejos de imprimación y cargas de imprimación.
Un compuesto que pueda proporcionar control de la reología a una composición de revestimiento debe ser compatible con la composición de revestimiento y no deteriorar las propiedades del acabado resultante, tales como brillo y DOI o la alterabilidad a la intemperie o durabilidad del acabado. Pequeños cambios en la composición química de una composición pueden afectar significativamente a su uso como un agente de control de la reología. Las medidas reológicas son útiles para caracterizar la eficacia de un agente de control de la reología, pero la medida final de la capacidad de un compuesto para proporcionar un control eficaz de la reología en una composición de revestimiento es probar el compuesto en una composición de revestimiento usando condiciones de aplicación convencionales tales como aplicación por pulverización, opcionalmente con secado u horneado subsiguiente del acabado resultante y observación de la apariencia resultante del acabado.
Típicamente, las composiciones de revestimiento al disolvente y al agua comprenden 5 a 95 por ciento en peso de disolvente o vehículo acuoso, basado en el peso de la composición de revestimiento, y 5 a 95 por ciento en peso de aglutinante, que incluye el agente de control de la reología. Típicamente, el nivel del agente de control de la reología en tales composiciones está en el intervalo de 0,1 a 30 por ciento en peso, basado en el peso del aglutinante, y, preferiblemente, 0,1 a 10 por ciento en peso basado en el peso del aglutinante.
Los agentes de control de la reología también pueden usarse en composiciones con 100% de sólidos aglutinantes en los intervalos presentados anteriormente.
El término "aglutinante", según se usa en la presente memoria, se refiere a los constituyentes peliculígenos de la composición e incluye cualesquiera componentes de reticulación, tales como poliisocianatos, componentes polímeros y/u oligómeros opcionales y diluyentes reactivos opcionales. Disolventes, pigmentos, catalizadores, antioxidantes, absorbentes U.V., fotoestabilizantes, agentes niveladores, agentes antiespumantes, agentes anticraterización y agentes promotores de la adhesión no se incluyen en el término.
El peso molecular (tanto promedio en número como en peso) se determinó por cromatografía de exclusión molecular usando un cromatógrafo de líquidos de alta resolución suministrado por Hewlett-Packard, Palo Alto, California, y, a menos que se especifique otra cosa, la fase líquida usada era tetrahidrofurano y el patrón era poli(metacrilato de metilo) o poliestireno.
La "Tg" (temperatura de transición vítrea) es en ºC y se determinó por calorimetría de exploración diferencial o se calculó de acuerdo con la ecuación de Fox.
"Laca" es una composición de revestimiento, que actúa a través de la evaporación del vehículo, tal como un disolvente, agua o una mezcla de disolvente y agua, sin ninguna reticulación sustancial del aglutinante de la composición de revestimiento.
El agente de control de la reología de esta invención útil en las composiciones de revestimiento mencionadas anteriormente como un agente de control de la reología comprende al menos una de las siguientes composiciones o sus mezclas representadas por la siguiente fórmula:
2
en la que R es un grupo alquileno lineal o ramificado C3 a C16, un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C6 que tiene un grupo cicloalifático C5-C16, un grupo cicloalifático o cicloalifático sustituido con alquilo C5-C16, R^{9} es un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C8, un grupo -(CH_{2}CH_{2}-O)_{n}-CH_{2}CH_{2}-, siendo n 1 a 4, y R^{10} es una conexión de grupo alquileno lineal o ramificado C3 a C16; en donde n = 1-7, m = 1-7.
Las siguientes fórmulas ilustran agentes de control de la reología particularmente útiles de esta invención que proporcionan revestimientos al disolvente, revestimientos al agua o revestimientos con 100% de sólidos con excelente control de la reología y forman acabados que tienen excelente apariencia global, buena DOI, no sufren corrimiento o gotean durante la aplicación y tienen buena orientación de las escamas metálicas. Además, estos agentes de control de la reología pueden usarse junto con una amplia variedad de composiciones de revestimiento que contienen como el aglutinante poliacrilatos, polimetacrilatos, poli(met)acrilatos ramificados, injertados o segmentados, resinas acrílicas-alquídicas, poliésteres, poliésteres ramificados, oligómeros o poliesteruretanos. Estas composiciones de revestimiento también pueden utilizar agentes de reticulación, tales como poliisocianatos, melaminas alquiladas, derivados de melamina, y epóxidos. Estas composiciones de revestimiento pueden contener pigmentos y/o escamas metálicas.
En una realización preferida, la presente invención se refiere a compuestos con, por ejemplo, la estructura de fórmula (XLIV). Esta estructura se define por la fórmula (II) con R^{9} y R^{10} definidos como anteriormente.
3
en donde n = 1-7, m = 1-7.
En otra realización preferida, la presente invención se refiere a compuestos que tienen las siguientes fórmulas LII y LIII.
4 
\vskip1.000000\baselineskip
5
Generalmente, los compuestos (LII) y (LIII) pueden formarse usando una variedad de rutas para la síntesis química. Una de tales rutas, por ejemplo, puede basarse en hacer reaccionar una amina con un isocianato en un recipiente de reacción adecuado, generalmente a una temperatura entre 0ºC y 120ºC, preferiblemente de 10ºC a 80ºC, opcionalmente en presencia de un diluyente. Dependiendo del agente de control de la reología específico de esta invención, la síntesis podría separarse formalmente en varias etapas. Estas etapas pueden llevarse a cabo secuencialmente en un recipiente de reacción o en diferentes recipientes de reacción, seguido por etapas de separación y/o purificación. Ciertos agentes de control de la reología de esta invención pueden formarse en primer lugar al hacer reaccionar un componente de aminoalcohol con un componente de monoisocianato. Este producto intermedio se hace reaccionar adicionalmente con un componente de diisocianato para formar el agente de control de la reología. Ciertos agentes de control de la reología de esta invención pueden formarse en primer lugar al hacer reaccionar un componente de aminoalcohol con un componente de monoisocianato. Este producto intermedio se hace reaccionar adicionalmente con un equivalente de componente acilante difuncional (conocidos por los expertos en la técnica, tales como cloruros de acilo, anhídridos carboxílicos) para formar el agente de control de la reología. Ciertos agentes de control de la reología se forman al hacer reaccionar en primer lugar un componente de aminoalcohol con un componente de diisocianato. La temperatura de reacción y la concentración de reaccionante se seleccionan para favorecer la formación del producto de adición intermedio. La reacción adicional con un componente de monoisocianato forma el agente de control de la reología de esta invención. Ciertos agentes de control de la reología se forman al hacer reaccionar en primer lugar un componente de aminoalcohol con un componente de diisocianato. La temperatura de reacción y la concentración de reaccionante se seleccionan para favorecer la formación selectiva del producto de adición intermedio. La reacción adicional con un equivalente de acilación (conocido por los expertos en la técnica, tales como cloruros de acilo, anhídridos carboxílicos) forma el agente de control de la reología de esta invención. Ciertos agentes de control de la reología de esta invención se forman mediante la reacción de monoisocianatos con diaminas. Ciertos agentes de control de la reología de esta invención se forman mediante la reacción de una monoamina con diisocianatos. Otros agentes de control de la reología de esta invención se forman al hacer reaccionar en primer lugar un componente de aminoalcohol con un componente de diisocianato. La temperatura de reacción y la concentración de reaccionante se seleccionan para favorecer la formación del producto de adición intermedio. Este producto intermedio se hace reaccionar adicionalmente con un componente de lactona para formar el agente de control de la reología.
El agente de control de la reología puede formularse, disolverse o dispersarse en disolventes orgánicos típicos o dispersarse en un vehículo acuoso que puede ser agua o una mezcla de agua y disolventes. Más preferiblemente, el disolvente es una cetona, un éster, un acetato, una combinación de éster y alcohol, una amida aprótica, un sulfóxido aprótico, un ácido orgánico con un pKa menor de 5,5, una combinación de ácido orgánico en los disolventes anteriores o una amina aprótica. Ejemplos de disolventes útiles incluyen metil-etil-cetona, metil-isobutil-cetona, metil-amil-cetona, acetato de amilo, acetato de éter butílico de etilenglicol, acetato de éter monometílico de propilenglicol, xileno, N-metilpirrolidona, ácido acético, ácido dodecilbencenosulfónico, ácido fórmico, ácido fosfórico, combinaciones de ácido de carácter ácido y N-metilpirrolidona, combinaciones de acetato y butanol o combinaciones de hidrocarburos aromáticos.
El agente de control de la reología de esta invención puede combinarse con el sistema de revestimiento peliculígeno usando una gama de métodos. El agente de control de la reología puede añadirse a la mezcla de revestimiento peliculígena como un sólido en forma de polvo. El uso de métodos de agitación como los conocidos por los expertos en la técnica puede emplearse para dispersar, disolver o distribuir el agente de control de la reología. Se ha encontrado que el uso de un dispersador de alta velocidad es una técnica de dispersión particularmente eficaz al dispersar estos agentes de control de la reología en un componente aglutinante y un disolvente o vehículo acuoso de la formulación de revestimiento. Esta dispersión se añade subsiguientemente a los otros componentes de la formulación de revestimiento para formar la composición de revestimiento final. Alternativamente, el agente de control de la reología puede prepararse directamente usando el sistema aglutinante de la mezcla de revestimiento peliculígena como el medio de reacción usando los procedimientos de síntesis generales esbozados anteriormente.
Los agentes de control de la reología convencionales se han producido en presencia de una resina aglutinante, según se muestra, por ejemplo, en el documento GB 1454414, en el que se prepara un aducto de urea in situ en presencia del aglutinante. Los agentes de control de la reología de esta invención también pueden producirse en presencia de un aglutinante para formar directamente la estructura reológicamente activa deseada en la resina aglutinante. La extensión de tal formación de estructura puede ajustarse como es conocido por los expertos en la técnica usando, por ejemplo, un tratamiento de cizalladura, o al modificar las condiciones de mezcladura.
Los agentes de control de la reología de esta invención también pueden prepararse siguiendo los procedimientos de síntesis esbozados directamente a partir de los materiales de partida descritos anteriormente al usar un no disolvente, que tiene una solubilidad limitada para el producto. Esta estrategia da como resultado un precipitado que puede usarse como tal, molerse para reducir la longitud promedio o recristalizarse, por ejemplo para incrementar la pureza o para cambiar la morfología estructural o la longitud de la fibrillas. En el procedimiento de preparación del agente de control de la reología, las condiciones de dosificación o la velocidad del agitador pueden cambiarse para influir en la estructura promedio construida o la formación de las fibrillas. Alternativamente, el agente de control de la reología de esta invención puede prepararse como una solución verdadera a temperaturas entre 0 y 150ºC. Si el disolvente se selecciona de modo que tenga afinidad para el aglutinante, la solución puede combinarse con dicho aglutinante y formar la estructura que controla la reología, tal como una fibra, directamente en dicho aglutinante. Disolventes adecuados para este propósito son, por ejemplo, N-metilpirrolidona (NMP) o dimetilacetamida, n-butanol u otros alcoholes alifáticos, o dioles alifáticos o butilglicol, y sus mezclas.
Alternativamente, los agentes de control de la reología de esta invención también pueden utilizarse en la forma de sus soluciones en un disolvente polar que contiene 0,1 - 3,0 moles de un aditivo por grupo urea. Los agentes de control de la reología de esta invención que se definen anteriormente tienen un contenido de sólidos de 10-75% en peso y preferiblemente de 15-40% en peso. Estas soluciones del agente de control de la reología pueden usarse como aditivos para una formulación de revestimiento. Disolventes adecuados para este propósito son, por ejemplo, N-metilpirrolidona (NMP) o dimetilacetamida, n-butanol, etanol, ácido acético, éter monobutílico de etilenglicol, ácido dodecilbencenosulfónico en isopropanol u otros alcoholes alifáticos, o dioles alifáticos o butilglicol y sus mezclas.
Opcionalmente, pueden añadirse compuestos inorgánicos para maximizar el contenido de sólidos y la estabilidad de estas soluciones. Por estabilidad se entiende ausencia de precipitación significativa durante el envejecimiento con almacenamiento bien a temperatura ambiente o bien a temperatura elevada (hasta 50ºC). Compuestos inorgánicos preferidos usados en estas soluciones se seleccionan de LiCl, LiBr, NaCl, KCl, CaCl_{2}, LiNO_{3}, acetato de litio, acetilacetonato de litio, fosfato de tetraalquilamonio, organofosfato, LiOC(O)Me u otras sales de Li de ácidos carboxílicos, ácidos benzoicos o ácidos benzoicos sustituidos, con el LiCl como el compuesto inorgánico preferido. Sorprendentemente, se ha encontrado que algunos de estos agentes de control de la reología pueden disolverse con alto contenido de sólidos (>10% en peso) en un disolvente sin el uso de estos compuestos inorgánicos.
Los nuevos agentes de control de la reología son útiles en una amplia variedad de composiciones de revestimiento al disolvente o al agua, tales como composiciones de revestimiento transparentes, composiciones de revestimiento de base, composiciones de monorrevestimiento pigmentadas, aparejos de imprimación, cargas de imprimación y sellantes. Aglutinantes típicos usados en estas composiciones son polímeros acrílicos, tales como poli(met)acrilatos, lo que significa tanto poliacrilatos como poli(met)acrilatos, poli(met)acrilatos ramificados, injertados o segmentados, poliacrilouretanos, poliésteres, copoliésteres ramificados, oligómeros, p. ej. oligómeros de uretano, poliesteruretanos y poliepóxidos y polímeros carbamatofuncionales. Agentes de reticulación típicos, que pueden usarse en estas composiciones, son poliisocianatos, poliisocianatos de bloques, agentes de reticulación de melamina, melaminas alquiladas, silanos, benzoguanaminas y otros agentes de reticulación conocidos por los expertos en la
técnica.
Los polímeros acrílicos usados para formar la nueva composición de revestimiento de esta invención pueden ser polímeros aleatorios o copolímeros estructurados, tales como copolímeros de bloques o injerto. Polímeros estructurados particularmente útiles son polímeros acrílicos ramificados que tienen brazos segmentados como los divulgados en los documentos U.S. Nº de Serie 10/983.462, presentado el 8 de noviembre de 2004, y U.S. Nº de Serie 10/983.875, presentado el 8 de noviembre de 2004.
Un copolímero de bloques usado en la presente invención puede tener una estructura de dos bloques AB o una estructura de tres bloques ABA o ABC, por ejemplo. Pueden usarse en la presente invención copolímeros de injerto que tienen un segmento de cadena principal y un segmento o segmentos de cadena lateral. Copolímeros aleatorios que pueden usarse tienen segmentos de polímero distribuidos aleatoriamente en la cadena de polímero.
Los copolímeros de bloques AB, ABA o ABC acrílicos pueden prepararse al usar un procedimiento de polimerización por etapas tal como la polimerización por transferencia de grupos (GTP, por sus siglas en inglés) aniónica mostrada en la Patente de EE. UU. Nº 4.508.880, Webster et al., "``Living'' polymers and process for their preparation", polimerización radicálica con transferencia de átomos (ATRP, por sus siglas en inglés) mostrada en la Patente de EE. UU. Nº 6.462.125, White et al., y la transferencia por fragmentación con adición de radicales (RAFT, por sus siglas en inglés) mostrada en la Patente de EE. UU. Nº 6.271.340, Anderson, et al. "Method of controlling polymer molecular weight and structure". Todas las anteriores se incorporan en la presente memora mediante referencia. Los polímeros así producidos tienen un peso molecular y tamaños de bloques precisamente controlados y distribuciones de pesos moleculares muy estrechas.
La composiciones de revestimiento acuosas que contienen copolímeros de bloques AB como dispersante de pigmento divulgadas en Houze et al. Pat. EE. UU. Nº 6.204.319, que se incorpora por la presente mediante referencia, pueden utilizar los nuevos agentes de control de la reología de esta invención.
Los copolímeros de injerto pueden prepararse mediante un enfoque de macromonómeros usando el método de transferencia especial de cadena con cobalto (SCT, por sus siglas en inglés) presentado en la Pat. EE. UU. Nº 6.472.463, Ma, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria mediante referencia.
Los copolímeros aleatorios pueden prepararse usando técnicas de polimerización por radicales libres convencionales como las descritas en la Patente de EE. UU. Nº 6.451.950, Ma, cuya divulgación se incorpora en la presente memoria mediante referencia.
Típicamente, los polímeros acrílicos útiles tienen un peso molecular promedio en número de aproximadamente 1.000 a 100.000, una Tg de 10 a 100ºC y contienen restos, tales como grupos hidroxilo, carboxilo, glicidilo y amino. Típicamente, polímeros acrílicos útiles son conocidos en la técnica y los siguientes son ejemplos típicos de monómeros usados para formar tales polímeros: (met)acrilatos de alquilo lineales que tienen 1 a 12 átomos de carbono en el grupo alquilo, (met)acrilatos de alquilo cíclicos o ramificados que tienen 3 a 12 átomos de carbono en el grupo alquilo, incluyendo (met)acrilato de isobornilo, (met)acrilatos de hidroxialquilo que tienen 1 a 4 átomos de carbono en el grupo alquilo, (met)acrilato de glicidilo, (met)acrilatos de hidroxiaminoalquilo que tienen 1 a 4 átomos de carbono en el grupo alquilo, y los polímeros pueden contener estireno, alfa-metilestireno, viniltolueno, (met)acrilonitrilo, (met)acrilamidas, ácido (met)acrílico (que significa tanto ácido acrílico como ácido metacrílico), (met)acrilato de trimetoxisililpropilo y similares.
Ejemplos de ésteres de ácido (met)acrílico útiles para formar estos polímeros acrílicos son acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de isopropilo, acrilato de terc-butilo, acrilato de n-butilo, acrilato de isobutilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de laurilo, acrilato de estearilo y los metacrilatos correspondientes. Ejemplos de ésteres de ácido (met)acrílico con alcoholes cíclicos son acrilato de ciclohexilo, acrilato de trimetilciclohexilo, acrilato de 4-terc-butilciclohexilo, acrilato de isobornilo y los metacrilatos correspondientes.
Monómeros insaturados adicionales que no contienen grupos funcionales adicionales útiles para formar los polímeros acrílicos son, por ejemplo, éteres vinílicos, tales como isobutil-vinil-éter, y ésteres vinílicos, tales como acetato de vinilo, propionato de vinilo, hidrocarburos aromáticos vinílicos, preferiblemente aquellos con 8 a 9 átomos de carbono por molécula. Ejemplos de tales monómeros son estireno, alfa-metilestireno, cloroestirenos, 2,5-dimetilestireno, p-metoxiestireno, viniltolueno. Se usa preferiblemente el estireno.
También pueden usarse pequeñas proporciones de monómeros olefínicamente poliinsaturados. Estos son monómeros que tienen al menos 2 dobles enlaces polimerizables por radicales libres por molécula. Ejemplos de estos son divinilbenceno, diacrilato de 1,4-butanodiol, diacrilato de 1,6-hexanodiol, dimetacrilato de neopentilglicol, dimetacrilato de glicerol.
Los polímeros (met)acrílicos hidroxifuncionales se forman generalmente mediante copolimerización por radicales libres usando procedimientos convencionales bien conocidos para los expertos en la técnica, por ejemplo polimerización en masa, en solución o en cuentas, en particular mediante polimerización en solución por radicales libres usando iniciadores de radicales libres.
Monómeros insaturados hidroxilofuncionales adecuados que se usan para introducir grupos hidroxilo en el polímero acrílico son, por ejemplo, ésteres hidroxialquílicos de ácidos monocarboxílicos alfa, beta-olefínicamente insaturados con grupos hidroxilo primarios o secundarios. Estos pueden comprender, por ejemplo, los ésteres hidroxialquílicos de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico y/o ácido isocrotónico. Se prefieren los ésteres hidroxialquílicos de ácido (met)acrílico. Ejemplos de ésteres hidroxialquílicos adecuados de ácidos monocarboxílicos alfa,beta-olefínicamente insaturados con grupos hidroxilo primarios son (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de hidroxibutilo, (met)acrilato de hidroxiamilo, (met)acrilato de hidroxiexilo. Ejemplos de ésteres hidroxialquílicos adecuados con grupos hidroxilo secundarios son (met)acrilato de 2-hidroxipropilo, (met)acrilato de 2-hidroxibutilo, (met)acrilato de 3-hidroxibutilo.
Los preferidos son los polímeros acrílicos hidroxifuncionales que tienen un peso equivalente de grupos hidroxi de 300 a 1300 y son polímeros de (met)acrilatos de hidroxialquilo y uno o más de los monómeros anteriormente mencionados. El peso equivalente de hidroxilo son los gramos de resina por equivalente de grupos hidroxilo. Los siguientes son polímeros acrílicos típicamente preferidos: estireno/metacrilato de metilo/metacrilato de isobutilo/(met)acrilato de hidroxietilo; estireno/metacrilato de metilo/metacrilato de isobutilo/metacrilato de 2-etilhexilo/metacrilato de isobornilo/(met)acrilato de hidroxietilo y estireno/metacrilato de isobornilo/metacrilato de 2-etilhexilo/metacrilato de hidroxipropilo/(met)acrilato de hidroxietilo. Un polímero acrílico que contiene grupos hidroxi particularmente preferido contiene 35 a 50% en peso de estireno, 15 a 25% en peso de metacrilato de etilhexilo y 15 a 20% en peso de metacrilato de isobornilo y 20 a 30% en peso metacrilato de hidroxietilo.
Monómeros insaturados hidroxifuncionales útiles adicionales son productos de reacción de ácidos monocarboxílicos alfa,beta-insaturados con ésteres glicidílicos de ácidos monocarboxílicos saturados ramificados en la posición alfa, por ejemplo con ésteres glicidílicos de ácidos alfa-alquilalcanomonocarboxílicos o ácidos alfa,alfa'-dialquilalcanomonocarboxílicos saturados. Estos comprenden preferiblemente los productos de reacción de ácido (met)acrílico con ésteres glicidílicos de ácidos alfa,alfa-dialquilalcanomonocarboxílicos saturados con 7 a 13 átomos de carbono por molécula, de forma particularmente preferible con 9 a 11 átomos de carbono por molécula. Estos productos de reacción pueden formarse antes, durante o después de la reacción de copolimerización.
Monómeros insaturados hidroxifuncionales utilizables adicionales son productos de reacción de (met)acrilatos de hidroxialquilo con lactonas. (Met)acrilatos de hidroxialquilo que pueden usarse son, por ejemplo, los establecidos anteriormente. Lactonas adecuadas son, por ejemplo, las que tienen 3 a 15 átomos de carbono en el anillo, en las que los anillos también pueden comprender diferentes sustituyentes. Lactonas preferidas son gamma-butirolactona, delta-valerolactona, épsilon-caprolactona, beta-hidroxi-beta-metil-delta-valerolactona, lambda-laurolactona o sus mezclas. Se prefiere particularmente la épsilon-caprolactona. Los productos de reacción comprenden preferiblemente los preparados a partir de 1 mol de un éster hidroxialquílico de un ácido monocarboxílico alfa,beta-insaturado y 1 a 5 moles, preferiblemente de media 2 moles, de una lactona. Los grupos hidroxilo de los ésteres hidroxialquílicos pueden modificarse con la lactona antes, durante o después de la reacción de copolimerización.
Monómeros insaturados adecuados que pueden usarse para proveer al polímero acrílico de grupos carboxilo son, por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, ácido isocrotónico, ácido itacónico. Se usan preferiblemente ácido acrílico y ácido metacrílico.
Monómeros insaturados adecuados que pueden usarse para proveer al polímero acrílico de grupos glicidilo son, por ejemplo, alil-glicidil-éter, 3,4-epoxi-1-vinilciclohexano, (met)acrilato de epoxiciclohexilo, vinil-glicidil-éter y (met)acrilato de glicidilo. Se usa preferiblemente el (met)acrilato de glicidilo.
Monómeros olefínicamente insaturados polimerizables por radicales libres que, aparte de al menos un doble enlace olefínico, no contienen grupos funcionales adicionales que pueden usarse para formar el polímero acrílico son, por ejemplo, ésteres de ácidos carboxílicos insaturados con alcoholes monohidroxilados alifáticos ramificados o no clasificados así como cíclicos con 1 a 20 átomos de carbono. Los ácidos carboxílicos insaturados que pueden considerarse son ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico y ácido isocrotónico. Se prefieren los ésteres de ácido (met)acrílico.
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El polímero acrílico puede contener (met)acrilamidas. Ejemplos típicos de tales polímeros acrílicos son polímeros de (met)acrilamida y (met)acrilatos de alquilo, (met)acrilatos de hidroxialquilo, ácido (met)acrílico y uno o más de los monómeros polimerizables etilénicamente insaturados mencionados anteriormente.
Oligómeros acrílicos que tienen un peso molecular promedio en número de 300 a 3.000 de los componentes monómeros mencionados anteriormente también pueden usarse como un componente polímero opcional. Oligómeros acrílicos útiles se divulgan en el documento U.S. Nº de Serie 10/617.585, presentado el 11 de julio de 2003. Usando monómeros y reaccionantes bien conocidos por los expertos en la técnica, estos oligómeros pueden tener uno o más de los siguientes grupos que son reactivos con los isocianatos: hidroxilo, carboxilo, glicidilo, amina, aldimina, ácido fosfórico y cetimina.
También pueden usarse acrilouretanos para formar la nueva composición de revestimiento de esta invención. Acrilouretanos útiles típicos se forman al hacer reaccionar los polímeros acrílicos mencionados anteriormente con un poliisocianato orgánico. Generalmente, se usa un exceso del polímero acrílico de modo que el acrilouretano resultante tenga segmentos acrílicos terminales que tienen grupos reactivos como los descritos anteriormente. Estos acrilouretanos pueden tener grupos extremos y/o grupos colgantes reactivos tales como hidroxilo, carboxilo, amina, glicidilo, amida, silano o mezclas de tales grupos. Poliisocianatos orgánicos útiles se describen posteriormente en la presente memoria como el componente de reticulación pero también pueden usarse para formar acrilouretanos útiles en esta invención. Acrilouretanos típicamente útiles se divulgan en la Patente de EE. UU. 4.659.780 de Stamegna et al., que se incorpora por la presente mediante referencia.
También pueden usarse poliésteres, tales como poliésteres terminados en hidroxilo o carboxilo o que contienen hidroxilo o carboxilo. Poliésteres u oligómeros de éster típicamente útiles son los siguientes: poliésteres u oligómeros de caprolactonadiol y ciclohexanodimetilol, poliésteres u oligómeros de isocianurato de tris-hidroxietilo y caprolactona, poliésteres u oligómeros de trimetilolpropano, ácido o anhídrido ftálico y óxido de etileno, poliésteres u oligómeros de pentaeritritol, anhídrido hexahidroftálico y óxido de etileno, poliésteres u oligómeros de pentaeritritol, anhídrido hexahidroftálico y óxido de butileno, como los divulgados en el documento U.S. 6.221.484 B1.
Los poliésteres y oligómeros mencionados anteriormente pueden hacerse reaccionar con un isocianato orgánico para formar polímeros y oligómeros de poliesteruretano que pueden usarse en la nueva composición.
Un poliesteruretano útil que puede usarse en la composición se forma haciendo reaccionar un poliisocianato alifático con un alcohol monohidroxilado alifático o cicloalifático y haciendo reaccionar subsiguientemente la composición resultante con un ácido carboxílico alifático hidroxifuncional hasta que todos los grupos isocianato hayan reaccionado. Un oligómero útil tipo poliuretano comprende el producto de reacción del isocianurato de hexano diisocianato, ciclohexanol y ácido dimetilolpropiónico.
Co-poliésteres-polioles ramificados útiles y su preparación se describen en el documento WO 03/070843, publicado el 28 de agosto de 2003, que se incorpora por la presente mediante referencia.
El co-poliéster-poliol ramificado tiene un peso molecular promedio en número que no supera 30.000, alternativamente en el intervalo de 1.000 a 30.000, más alternativamente en el intervalo de 2.000 a 20.000 y aún más alternativamente en el intervalo de 5.000 a 15.000. El co-poliéster-poliol tiene grupos hidroxilo que varían de 5 a 200 por cadena de polímero, preferiblemente 6 a 70 y más preferiblemente 10 a 50, y grupos carboxilo que varían de 0 a 40 por cadena, preferiblemente 1 a 40, más preferiblemente 1 a 20 y lo más preferiblemente 1 a 10. La Tg (temperatura de transición vítrea) del co-poliéster-poliol varía de -70ºC a 50ºC, preferiblemente de -65ºC a 40ºC y más preferiblemente de -60ºC a 30ºC.
El co-poliéster-poliol ramificado se polimeriza convencionalmente a partir de una mezcla de monómeros que contiene un extendedor de cadena seleccionado del grupo que consiste en un ácido hidroxicarboxílico, una lactona de un ácido hidroxicarboxílico y una de sus combinaciones; y uno o más monómeros de hiperramificación.
Los siguientes ingredientes adicionales pueden incluirse en la composición de revestimiento, particularmente cuando la composición de revestimiento es útil como una laca, en cantidades de 0,1% a 98% en peso y alternativamente en el intervalo de 50% a 95% en peso, todo basado en el peso del aglutinante de la composición de revestimiento.
Los polímeros acrílicos-alquídicos que tienen un peso molecular promedio en peso que varía de 3.000 a 100.000 y una Tg que varía de 0ºC a 100ºC se polimerizan convencionalmente a partir de una mezcla de monómeros que puede incluir uno o más de los siguientes monómeros: un (met)acrilato de alquilo, por ejemplo, (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de butilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de 2-etilhexilo; un (met)acrilato de hidroxialquilo, por ejemplo, (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de hidroxibutilo; ácido (met)acrílico; estireno; y un (met)acrilato de alquilaminoalquilo, por ejemplo, (met)acrilato de dietilaminoetilo o metacrilato de t-butilaminoetilo; y uno o más de los siguientes agentes secantes: ésteres de aceite secante viniloxazolínicos de ácidos grasos de aceite de linaza, ácidos grasos de taloil o ácidos grasos de aceite de tung.
Un polímero preferido se polimeriza a partir de una mezcla de monómeros que contiene un (met)acrilato de alquilo, acrilato de hidroxialquilo, acrilato de alquilaminoalquilo y éster viniloxazolínico de ácidos grasos de aceites secantes.
Polímeros acrílicos iminados adecuados pueden obtenerse al hacer reaccionar polímeros acrílicos que tienen grupos carboxilo con una alquilenimina, tal como propilenimina.
Butiratos de acetato de celulosa adecuados son suministrados por Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee bajo los nombres comerciales CAB-381-20 y CAB-531-1 y se usan preferiblemente en una cantidad de 0,1 a 20% en peso basado en el peso del aglutinante.
Un copolímero de etileno-acetato de vinilo (cera) adecuado es suministrado por Honeywell Specialty Chemicals - Wax and Additives, Morristown, Nueva Jersey, bajo el nombre comercial A-C® 405 (T) Ethylene - Vinyl Acetate Copolymer.
Las resinas de nitrocelulosa adecuadas tienen preferiblemente una viscosidad de aproximadamente 1/2-6 segundos. Preferiblemente, se usa una combinación de resinas de nitrocelulosa. Opcionalmente, la laca puede contener goma de éster y aceite de ricino.
Resinas alquídicas adecuadas son los productos de esterificación de un ácido graso de aceite secante, tal como aceite de linaza y ácido graso de taloil, aceite de ricino deshidratado, un alcohol polihidroxilado, un ácido dicarboxílico y un ácido monocarboxílico aromático. Alcoholes polihidroxilados típicos que pueden usarse para preparar la resina alquídica usada en esta invención son glicerina, pentaeritritol, trimetiloletano, trimetilolpropano; glicoles, tales como etilenglicol, propilenglicol, butanodiol y pentanodiol. Ácidos o anhídridos dicarboxílicos típicos que pueden usarse para preparar la resina alquídica son ácido ftálico, anhídrido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido maleico y fumárico. Ácidos aromáticos monocarboxílicos típicos son ácido benzoico, ácido para-terc-butilbenzoico, ácido fenolacético y ácido trietilbenzoico. Una resina alquídica preferida es un producto de reacción de un polímero acrílico y una resina alquídica.
Polímeros que contienen carbamato útiles se divulgan en la Publicación de Solicitud de Patente de EE. UU. 2003/0050388, que se incorpora por la presente mediante referencia y en particular divulga un polímero de carbamato que comprende el producto de reacción de un poliisocianato alifático, un alcohol monohidroxilado, un ácido carboxílico alifático hidroxifuncional y un polialquilén-éter-glicol y tiene un peso molecular promedio en número en el intervalo de 100 a 2000. Otros polímeros carbamatofuncionales útiles se divulgan en la Patente de EE. UU. 6.462.144 B1 de Ramesh et al., que se incorpora por la presente mediante referencia y muestra un polímero carbamatofuncional que tiene un núcleo poliólico hiperramificado o estrellado, una primera extensión de cadena basada en un ácido o anhídrido policarboxílico, una segunda extensión de cadena basada en un compuesto que contiene epoxi, y que tiene grupos funcionales carbamato en el núcleo, la segunda extensión o ambos. Los polímeros acrílicos que tienen funcionalidad de carbamato funcional primaria son útiles y se divulgan en la Patente de EE. UU. 5.866.,259, que se incorpora por la presente mediante referencia.
Plastificantes adecuados incluyen ftalato de butilbencilo, ftalato de dibutilo, fosfato de trifenilo, ftalato de 2-etilhexilbencilo, ftalato de diciclohexilo, ftalato de dialiltolueno, ftalato de dibencilo, ftalato de butilciclohexilo, ésteres mixtos de ácido benzoico y ácido de aceite graso de pentaeritritol, dibenzoato de poli(adipato de propileno), dibenzoato de dietilenglicol, tiodisuccinato de tetrabutilo, butilglicolato de butilftalilo, citrato de acetiltributilo, sebacato de dibencilo, fosfato de tricresilo, toluenetilsulfonamida, el éster di-2-etilhexílico de diftalato de hexametileno y ftalato de di(metilciclohexilo). Un plastificante preferido de este grupo es el ftalato de butilbencilo.
Si se desea, la composición de revestimiento puede incluir secantes metálicos, agentes quelantes o una de sus combinaciones. Secantes organometálicos adecuados incluyen naftenato de cobalto, naftenato de cobre, talato de plomo, naftenato cálcico, naftenato de hierro, naftenato de litio, naftenato de plomo, octoato de níquel, octoato de zirconio, octoato de cobalto, octoato de hierro, octoato de zinc y dilauratos de alquilestaño, tales como dilaurato de dibutilestaño. Agentes quelantes adecuados incluyen monoversatato de monoisopropóxido de aluminio, (monoisopropil)ftalato de aluminio, monoversatato de dietoxietóxido de aluminio, tri-sec-butóxido de aluminio, quelato de éster monoacetacético de diisopropóxido de aluminio e isopropóxido de aluminio.
Además, pueden usarse politrimetilén-éter-dioles como un aditivo que tiene un peso molecular promedio en número (Mn) en el intervalo de 500 a 5.000, alternativamente en el intervalo de 1.000 a 3.000; una polidispersidad en el intervalo de 1,1 a 2,1 y un índice de hidroxilo en el intervalo de 20 a 200. El politrimetilén-éter-diol preferido tiene una Tg de -75ºC. Los copolímeros de politrimetilén-éter-dioles también son adecuados. Por ejemplo, tales copolímeros se preparan copolimerizando 1,3-propanodiol con otro diol, tal como, etanodiol, hexanodiol, 2-metil-1,3-propanodiol, 2,2-dimetil-1,3-propanodiol, trimetilolpropano y pentaeritritol, donde al menos 50% del copolímero procede de 1,3-propanodiol. Se puede usar una mezcla de un politrimetilén-éter-diol de peso molecular elevado y bajo, donde el diol de peso molecular elevado tiene un Mn en el intervalo de 1.000 a 4.000 y el diol de peso molecular bajo tiene un Mn en el intervalo de 150 a 500. El Mn promedio del diol debe estar en el intervalo de 1.000 a 4.000. Debe indicarse que los politrimetilén-éter-dioles adecuados para usar en la presente invención pueden incluir politrimetilén-éter-trioles y otros politrimetilén-éter-polioles de mayor funcionalidad en una cantidad en el intervalo de 1 a 20%, en peso, referido al peso del politrimetilén-éter-diol. Se cree que la presencia de politrimetilén-éter-dioles en la composición de revestimiento reticulada de esta invención puede mejorar la resistencia al desconchado de un revestimiento resultante de la misma.
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Detalles adicionales de los aditivos precedentes se proporcionan en la Patente de EE. UU. 3.585.160, la Patente de EE. UU. 4.242.243, la Patente de EE. UU. 4.692.481 y el documento U.S. Re 31.309, que se incorporan en la presente memoria mediante referencia.
Agentes de Reticulación
Las composiciones de revestimiento de laca pueden formularse sin el uso de un agente de reticulación. Composiciones reticulables típicas que utilizan los nuevos agentes de control de la reología son composiciones al disolvente que tienen un aglutinante que contiene en el intervalo de 25-95 por ciento en peso de uno de los polímeros peliculígenos mencionados anteriormente y 5-75 por ciento en peso de un agente de reticulación. Preferiblemente, el aglutinante contiene en el intervalo de 40-90 por ciento en peso del polímero peliculígeno y 10-60 por ciento en peso del agente de reticulación. Agentes de reticulación útiles incluyen poliisocianatos orgánicos, poliisocianatos orgánicos bloqueados, melaminas, melaminas alquiladas, benzoguanaminas, epóxidos y silanos.
Agentes de reticulación tipo poliisocianatos orgánicos típicamente útiles que pueden usarse en la nueva composición de esta invención incluyen poliisocianatos alifáticos, poliisocianatos cicloalifáticos y aductos de isocianatos. Los poliisocianatos típicos pueden contener dentro del intervalo de 2 a 10, preferiblemente 2,5 a 8, más preferiblemente 3 a 5 funcionalidades isocianato. Generalmente, la relación de equivalentes de funcionalidades isocianato en el poliisocianato por equivalente de todos los grupos funcionales presentes varía de 0,5/1 a 3,0/1, preferiblemente de 0,7/1 a 1,8/1, más preferiblemente de 0,8/1 a 1,3/1.
Ejemplos de poliisocianatos alifáticos y cicloalifáticos adecuados que pueden usarse incluyen los siguientes: 4,4'diciclohexil metano diisocianato, ("H_{12}MDI"), trans-ciclohexano-1,4-diisocianato, 1,6-hexametileno diisocianato ("HDI"), isoforona diisocianato,("IPDI"), otros di-, tri- o tetra-isocianatos alifáticos o cicloalifáticos, tales como, 1,2-propileno diisocianato, tetrametileno diisocianato, 2,3-butileno diisocianato, octametileno diisocianato, 2,2,4-trimetil hexametileno diisocianato, dodecametileno diisocianato, omega-dipropil éter diisocianato, 1,3-ciclopentano diisocianato, 1,2 ciclohexano diisocianato, 1,4 ciclohexano diisocianato, 4-metil-1,3-diisocianatociclohexano, diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato, 3,3'-dimetil-diciclohexilmetano 4,4'-diisocianato, poliisocianatos que tienen unidades estructurales tipo isocianurato, tales como, el isocianurato de hexametileno diisocianato y el isocianurato de isoforona diisocianato, el aducto de 2 moléculas de un diisocianato, tal como hexametileno diisocianato, uretidionas de hexametileno diisocianato, uretidionas de isoforona diisocianato y un diol, tales como etilenglicol, el aducto de 3 moléculas de hexametileno diisocianato y 1 molécula de agua, alofanatos, trímeros y biurets de hexametileno diisocianato, alofanatos, trímeros y biurets de isoforona diisocianato y el isocianurato de hexano diisocianato.
También pueden usarse isocianatos trifuncionales, tales como Desmodur® N 3300, trímero de hexametileno diisocianato, Desmodur® 3400, trímero de isoforona diisocianato, Desmodur® 4470, trímero de isoforona diisocianato, estos trímeros son vendidos por Bayer Corporation. También es adecuado un trímero de hexametileno diisocianato vendido como Tolonate® HDT por Rhodia Corporation.
Puede usarse un aducto isocianatofuncional, tal como, un aducto de un poliisocianato alifático y un poliol. Además, cualquiera de los poliisocianatos mencionados anteriormente se puede usar con un poliol para formar un aducto. Para formar un aducto pueden usarse polioles, tales como trimetilolalcanos, particularmente trimetilol-propano o -etano.
Los agentes de reticulación de melamina son generalmente compuestos de melamina-formaldehído parcialmente alquilados y pueden ser monómeros o polímeros o sus mezclas. Algunas de las melaminas monómeras adecuadas incluyen melaminas de bajo peso molecular que contienen, de media, tres o más grupos metilol eterizados con un alcohol monohidroxilado C_{1} a C_{5}, tal como metanol, n-butanol o isobutanol, por núcleo de triazina, y tienen un grado medio de condensación de hasta aproximadamente 2 y preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 1,1 a aproximadamente 1,8, y tienen una proporción de especies mononucleares no menor que aproximadamente 50 por ciento en peso. Por contraste, las melaminas polímeras tienen un grado medio de condensación de más de 1,9.
Algunas de tales melaminas monómeras adecuadas incluyen melaminas alquiladas, tales como melaminas metiladas, butiladas, isobutiladas y mezclas de las mismas. Muchas de estas melaminas monómeras adecuadas son suministradas comercialmente. Por ejemplo, Cytec Industries Inc., West Patterson, Nueva Jersey, suministra Cymel® 301 (grado de polimerización de 1,5, 95% metilo y 5% metilol), Cymel® 350 (grado de polimerización de 1,6, 84% de metilo y 16% de metilol), 303, 325, 327 y 370, que son todas melaminas monómeras. Melaminas polímeras adecuadas incluyen melamina con alto contenido en amino (parcialmente alquilada) conocida como Resimene® BMP5503 (peso molecular 690, polidispersidad de 1,98, 56% de butilo, 44% de amino), que es suministrada por Solutia Inc., St. Louis, Missouri, o Cymel®1158 proporcionada por Cytec Industries Inc., West Patterson, Nueva Jersey. Cytec Industries Inc. también suministra Cymel® 1130 con 80 por ciento de sólidos (grado de polimerización de 2,5), Cymel® 1133 (48% de metilo, 4% de metilol y 48% de butilo), las cuales son ambas melaminas polímeras.
Si se desea, también pueden incluirse catalizadores apropiados en las composiciones activadas para acelerar el proceso de curado de una mezcla en bote de la composición de revestimiento.
Cuando las composiciones activadas incluyen melamina como el agente de reticulación, también incluyen preferiblemente una cantidad catalíticamente activa de uno o más catalizadores ácidos para potenciar adicionalmente la reticulación de los componentes durante el curado. Generalmente, una cantidad catalíticamente activa del catalizador ácido en la composición de revestimiento varía de aproximadamente 0,1 por ciento a aproximadamente 5 por ciento, preferiblemente varía de 0,1 por ciento a 2 por ciento, más preferiblemente varía de 0,5 por ciento a 1,2 por ciento, todos porcentajes en peso basados en el peso del aglutinante. Algunos catalizadores ácidos adecuados incluyen ácidos sulfónicos aromáticos, tales como ácido dodecilbencenosulfónico, ácido paratoluenosulfónico y ácido dinonilnaftalenosulfónico, todos los cuales están bien sin bloquear o bien bloqueados con una amina, tal como dimetiloxazolidina y 2-amino-2-metil-1-propanol, n,n-dimetiletanolamina o una de sus combinaciones. Pueden usarse otros catalizadores ácidos, tales como ácidos fosfóricos, más particularmente fosfato ácido de fenilo, ácido benzoico, oligómeros que tienen grupos ácidos colgantes, todos los cuales pueden no estar bloqueados o estar bloqueados con una
amina.
Cuando las composiciones activadas incluyen un poliisocianato como el agente de reticulación, la composición de revestimiento preferiblemente incluye una cantidad catalíticamente eficaz de uno o más catalizadores de estaño o amina terciaria para acelerar el proceso de curado. Generalmente, una cantidad catalíticamente activa del catalizador en la composición de revestimiento varía de aproximadamente 0,001 por ciento a aproximadamente 5 por ciento, preferiblemente varía de 0,005 por ciento a 2 por ciento, más preferiblemente varía de 0,01 por ciento a 1 por ciento, todos porcentajes en peso basados en el peso del aglutinante. Puede usarse una amplia variedad de catalizadores, tales como compuestos de estaño, incluyendo dilaurato de dibutilestaño y diacetato de dibutilestaño; aminas terciarias, tales como trietilendiamina. Estos catalizadores pueden usarse solos o junto con ácidos carboxílicos, tales como ácido acético. Uno de los catalizadores comercialmente disponibles, vendido por Elf-Atochem North America, Inc. Filadelfia, Pensilvania, con el nombre comercial Fastcat® 4202, dilaurato de dibutilestaño, es particularmente adecuado.
Medio Portador
El medio portador líquido comprende un disolvente orgánico o una combinación de disolventes o un vehículo acuoso que comprende agua y, opcionalmente, disolventes orgánicos compatibles. Las composiciones de revestimiento contienen aproximadamente 5-95 por ciento, más típicamente 10-85 por ciento en peso de aglutinante y aproximadamente 5-95 por ciento, más típicamente 15-90 por ciento en peso, del vehículo líquido (basado en el peso de la composición de revestimiento). La selección del disolvente orgánico depende de los requerimientos de la aplicación de uso final específica de la composición de revestimiento de esta invención, tales como los requerimientos de emisiones de VOC (contenido de materia orgánica volátil), los pigmentos, el aglutinante y los agentes de reticulación seleccionados. Ejemplos representativos de disolventes orgánicos que son útiles en la presente memoria incluyen alcoholes, tales como metanol, etanol, n-propanol e isopropanol; cetonas, tales como acetona, butanona, pentanona, hexanona y metil-etil-cetona, metil-isobutil-cetona, diisobutilcetona, metil-amil-cetona; ésteres alquílicos de ácidos acético, propiónico y butírico, tales como acetato de etilo, acetato de butilo y acetato de amilo; éteres, tales como tetrahidrofurano, éter dietílico y éteres monoalquílicos y dialquílicos de etilenglicol y polietilenglicol, tales como cellosolves y carbitoles; y glicoles, tales como etilenglicol y propilenglicol y sus mezclas, y disolventes hidrocarbonados aromáticos, tales como xileno, tolueno. Típicamente, los vehículos acuosos comprenden agua y una combinación de disolventes orgánicos adecuada para los requerimientos de la composición de revestimiento.
Pigmentos
La composición de revestimiento que contiene el agente de control de la reología de esta invención puede usarse como una capa de base o como una capa superior de monocapa pigmentada. Ambas composiciones requieren la presencia de pigmentos. Típicamente, se usa una relación pigmento a aglutinante de 0,1/100 a 200/100 dependiendo del color y del tipo de pigmento usado. Los pigmentos se formulan como bases obtenidas por molienda mediante procedimientos convencionales, tales como trituración, molienda con arena, molienda con bolas, mezcladura a alta velocidad, trituración por rozamiento y molienda con dos o tres rodillos. Generalmente, la base obtenida por molienda comprende pigmento y un dispersante en un vehículo líquido. La base obtenida por molienda se añade en una cantidad apropiada a la composición de revestimiento con mezcladura para formar una composición de revestimiento pigmentada.
Puede usarse cualquiera de los pigmentos orgánicos e inorgánicos usados convencionalmente, tales como pigmentos blancos, como dióxido de titanio, pigmentos coloreados, escamas metálicas, tales como escama de aluminio, pigmentos con efectos especiales, tales como escamas de mica revestidas y similares, un colorante azoico, antraquinona, tioíndigo, oxazina, quinacridona, lacas colorantes y viradores de materias tintóreas ácidas, ftalocianina de cobre y sus derivados, y diversas mezclas y modificaciones de los mismos, y pigmentos extendedores.
La composición de revestimiento que contiene el nuevo agente de control de la reología puede usarse como una imprimación, un aparejo de imprimación o un sellante, en cuyo caso se añadirían pigmentos típicos usados en imprimaciones, tales como negro de carbono, baritas, sílice, óxido de hierro y otros pigmentos que se usan comúnmente en imprimaciones en una relación de pigmento a aglutinante de 10/100 a 300/100.
Composiciones de Revestimiento y Aditivos para Mejorar la Alterabilidad a la Intemperie
La composición de revestimiento que contiene el nuevo agente de control de la reología de esta invención puede usarse como una capa transparente que se aplica sobre una capa de base pigmentada que puede ser una versión pigmentada de la composición de esta invención u otro tipo de capa de base pigmentada. La composición de revestimiento transparente puede estar en solución o en forma de dispersión.
Típicamente, un revestimiento transparente se aplica sobre el revestimiento de base antes de que el revestimiento de base se cure completamente. Este es el llamado procedimiento en húmedo sobre húmedo. En este procedimiento, un revestimiento de base se aplica a un sustrato y se seca instantáneamente y a continuación el revestimiento transparente se aplica y ambos estratos se curan totalmente a continuación bien a temperaturas ambiente o bien se curan calentando a temperaturas elevadas, por ejemplo de 50ºC a 100ºC durante 15 a 45 minutos para formar un acabado de capa transparente/capa de base. Cuando se usa en combinación con una imprimación o un aparejo de imprimación, la imprimación o el aparejo de imprimación también se seca instantáneamente y a continuación el revestimiento de base y el revestimiento transparente se aplican como anteriormente. Este es el llamado procedimiento en "húmedo sobre húmedo sobre húmedo". El revestimiento de base y el revestimiento transparente preferiblemente tienen un espesor de revestimiento seco que varía de 25 a 75 micrómetros y 25 a 100 micrómetros, respectivamente.
Cuando se retocan carrocerías de automóviles y camiones, la capa superior OEM original habitualmente se lija y se aplica una capa de imprimación o sellante y a continuación se aplica una monocapa o una capa base/capa transparente. Habitualmente, estos revestimientos se curan a temperaturas ambiente o a temperaturas ligeramente elevadas, tales como 40 a 100ºC.
Para mejorar las propiedades de alterabilidad a la intemperie de los revestimientos transparentes, la composición de revestimiento contiene aproximadamente 0,1 a 5% en peso, basado en el peso del aglutinante, de absorbentes de luz ultravioleta. Agentes absorbentes de luz ultravioleta típicamente útiles incluyen hidroxifenilbenzotriazoles, tales como 2-(2-hidroxi-5-metilfenil)-2H-benzotriazol, 2-(2-hidroxi-3,5-di-terc-amil-fenil)-2H-benzotriazol, 2[2-hidroxi-3,5-di(1,1-dimetilbencil)fenil]-2H-benzotriazol, el producto de reacción de 2-(propionato de 2-hidroxi-3-terc-butil-5-metilo)-2H-benzotriazol y polietilén-éter-glicol que tiene un peso molecular promedio en peso de 300, 2-(propionato de 2-hidroxi-3-terc-butil-5-iso-octilo)-2H-benzotriazol; hidroxifenil-s-triazinas, tales como, 2-[4((2-hidroxi-3-dodeciloxi/trideciloxipropil)-oxi)-2-hidroxifenil]-4,6-bis(2,4-dimetilfenil)-1,3,5-triazina, 2-[4(2-hidroxi-3-(2-etilhexil)-oxi)-2-hidroxifenil]-4,6-bis(2,4-dimetilfenil)1,3,5-triazina, 2-(4-octiloxi-2-hidroxifenil)-4,6-bis(2,4-dimetilfenil)-1,3,5-triazina; agentes absorbentes de la radiación UV tipo hidroxibenzofenona, tales como 2,4-dihidroxibenzofenona, 2-hidroxi-4-octiloxibenzofenona y 2-hidroxi-4-dodeciloxibenzofenona.
Las composiciones de revestimiento transparentes de la nueva composición de revestimiento también pueden contener aproximadamente 0,1 a 5% en peso, basado en el peso del aglutinante, de un antioxidante fenólico disustituido o un disgregador de hidroperóxido. Antioxidantes típicamente útiles incluyen tetraquis[(3,5-di-terc-butilhidroxihidrocinamato) de metileno]metano, 3,5-di-terc-butil-4-hidroxihidrocinamato de octadecilo, fosfito de tris(2,4-di-terc-butilfenilo), 1,3,5-tris(3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencil)-1,3,5-triazina-2,4,6(1H,3H,5H)-triona y ácido bencenopropanoico, ésteres de 3,5-bis(1,1-dimetil-etil)-4-hidroxi-alquilo ramificado de C7-C9. Disgregadores de hidroperóxido típicamente útiles incluyen Sanko® HCA (9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfenantreno-10-óxido), fosfato de trifenilo y otros compuestos de organofósforo, tales como Irgafos® TNPP de Ciba Specialty Chemicals, Irgafos® 168, de Ciba Specialty Chemicals, Ultranox® 626 de GE Specialty Chemicals, Mark PEP-6 de Asahi Denka, Mark HP-10 de Asahi Denka, Irgafos® P-EPQ de Ciba Specialty Chemicals, Ethanox 398 de Albemarle, Weston 618 de GE Specialty Chemicals, Irgafos® 12 de Ciba Specialty Chemicals, Irgafos® 38 de Ciba Specialty Chemicals, Ultranox® 641 de GE Specialty Chemicals y Doverphos® S-9228 de Dover Chemicals.
Las composiciones de revestimiento transparentes que contienen el nuevo agente de control de la reología también pueden contener aproximadamente 0,1-5% en peso, basado en el peso del aglutinante, de estabilizantes frente a la luz basados en aminas estéricamente impedidas. Estabilizantes frente a la luz basados en aminas estéricamente impedidas típicamente útiles incluyen N-(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil)-2-dodecilsuccinimida, N(1-acetil-2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinil)-2-dodecilsuccinimida, copolímero del ácido N-(2-hidroxietil)-2,6,6,6-tetrametilpiperidina-4-ol-succínico, 1,3,5-triazina-2,4,6-triamina, N,N'''-[1,2-etanodiilbis[[[4,6-bis[butil(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil)amino]-1,3,5-triazin-2-il]imino]-3,1-propanodiil]]bis[N,N'''-dibutil-N',N'''-bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinilo)], poli-[[6-[1,1,3,3-tetrametilbutil)-amino]-1,3,5-triazina-2,4-diil][2,2,6,6-tetrametilpiperidinil)-imino]-1,6-hexanodiil[(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinil)-imino]), sebacato de bis(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinilo), sebacato de bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinilo), sebacato de bis(1-octiloxi-2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinilo), propanodioato de bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil)[3,5]bis(1,1-dimetiletil-4-hidroxi-fenil)metil]butilo, 8-acetil-3-dodecil-
7,7,9,9,-tetrametil-1,3,8-triazaespiro(4,5)decano-2,4-diona, propionato de dodecil/tetradecil-3-(2,2,4,4-tetrametil-21-oxo-7-oxa-3,20-diazal-diespiro(5.1.11.2)henicosan-20-ilo).
Otros aditivos
Además, la composición de revestimiento que contiene el nuevo agente de control de la reología también puede contener una variedad de otros ingredientes compatibles opcionales, incluyendo cargas, plastificantes, antioxidantes, tensioactivos y agentes de control del flujo.
Por ejemplo, tales composiciones de revestimiento pueden contener 0,1 a 30% en peso, basado en el peso del aglutinante, de resinas acrílica NAD (en dispersión no acuosa, por sus siglas en inglés). Estas resinas NAD son típicamente resinas de alto peso molecular que tienen un núcleo acrílico reticulado con una Tg entre 20 y 100ºC y al núcleo están unidos segmentos estabilizantes de baja Tg. Una descripción de tales NAD se encuentra en Antonelli et al., patente de EE.UU. 4.591.533 y en Barsotti et al., patente de EE.UU. 5.763.528, patentes que de esta manera se incorporan a la presente memoria por referencia.
Además, tales composiciones de revestimiento pueden incluir otros aditivos de formulación convencionales conocidos por los expertos en la técnica, tales como agentes humectantes, agentes de nivelación y control del flujo, por ejemplo Resiflow®S (poli(acrilato de butilo)), BYK® 320 y 325 (poliacrilatos de alto peso molecular), BYK® 347 (siloxano modificado con poliéter), agentes de control de la reología, tales como sílice de pirólisis, antiespumantes, tensioactivos y emulsionantes para ayudar a estabilizar la composición. Pueden añadirse otros aditivos que tienden a mejorar la resistencia a los arañazos superficiales, tales como, silsesquioxanos y otras micropartículas basadas en silicatos.
Un aditivo particularmente útil es una combinación del nuevo agente de control de la reología y sílice finamente dividida en una relación en peso de 0,1:1 a 1:0.1. Otro aditivo particularmente útil es una combinación del nuevo agente de control de la reología y cristales de bisurea como los mencionados en el documento U.S. 4.311.622 en una relación en peso de 0,1:1 a 1:0,1.
El agente de control de la reología puede incorporarse en uno de los componentes de una composición de dos componentes (2K) típica. Por ejemplo, en un sistema acrílico/de isocianato 2K típico, el agente de control de la reología puede incorporarse con el componente de polímero acrílico que a continuación se combina con el componente de isocianato justo antes de la aplicación.
Aplicación
La composición de revestimiento puede aplicarse mediante técnicas convencionales, tales como pulverización, pulverización electrostática, inmersión, aplicación con brocha y revestimiento por flujo. La pulverización y la pulverización electrostática son métodos de aplicación preferidos.
En aplicaciones OEM, la composición se hornea típicamente a 60º-150ºC durante aproximadamente 15-30 minutos para formar un revestimiento de aproximadamente 25 a 75 micras de grosor. Cuando la composición se usa como un sistema de capa de base/capa transparente, la capa de base puede secarse hasta un estado libre de pegajosidad y curarse o preferiblemente secarse instantáneamente durante un período corto antes de que se aplique la capa transparente (húmedo sobre húmedo). El acabado de capa de base/capa transparente se hornea a continuación como se menciona anteriormente para proporcionar un acabado secado y curado. La nueva composición de revestimiento también puede formularse con el procedimiento de revestimiento triplemente en húmedo (húmedo sobre húmedo sobre húmedo), en el que la imprimación, la capa de base y la capa transparente se aplican a un sustrato en etapas secuenciales sin procedimiento de horneado entre cada estrato. El sustrato final revestido con tres estratos se hornea a continuación para proporcionar un acabado secado y curado. El nuevo agente de control de la reología, cuando se formula con una composición que contiene un agente de reticulación de poliisocianato, es particularmente útil en un sistema de retoque sin horneado, como será apreciado fácilmente por los expertos en la técnica.
Si se usa en el retoque de vehículos, puede dejarse que la capa base "seque al tacto" en condiciones de temperatura ambiente o con aire caliente antes de que se aplique el revestimiento transparente. El revestimiento base y el revestimiento transparente preferiblemente tienen un espesor de revestimiento seco que varía de 25 a 75 micrómetros y 25 a 100 micrómetros, respectivamente. Habitualmente, estos revestimientos se curan a temperaturas ambiente o a temperaturas ligeramente elevadas, tales como 40 a 100ºC.
La composición de revestimiento es particularmente útil para la reparación y el retoque de carrocerías y piezas de automóviles y camiones, como una capa transparente, una capa de base pigmentada, como un aparejo de imprimación o una carga de imprimación. La nueva composición tiene usos para revestir todos y cada uno de los artículos fabricados y pintados por subdistribuidores de automóviles, raíles de carcasas, camiones comerciales y carrocerías de camiones, incluyendo pero no limitándose a botellas para bebidas, carrocerías de uso general, carrocerías para camiones hormigonera, carrocerías para vehículos que transportan desechos, y carrocerías para vehículos de bomberos y de emergencia, así como cualquier accesorio o componente potencial de tales carrocerías de camiones, autobuses, equipamiento para granjas y construcción, techos y cubiertas de camiones, remolques comerciales, remolques de consumo, vehículos de recreo, incluyendo, pero no limitados a, autocaravanas, caravanas, furgonetas convertibles, furgonetas, pequeños aviones de ocio y grandes aviones comerciales, vehículos de ocio, tales como vehículos para desplazarse por la nieve, vehículos todoterreno, vehículos acuáticos personales, motocicletas y barcas. La nueva composición también puede usarse como revestimiento para nuevas construcciones industriales y comerciales y su mantenimiento; cemento y suelos de madera; paredes de estructuras comerciales y residenciales, tales como edificios de oficinas y casas; equipamiento para parques de atracciones; superficies de hormigón, tales como aparcamientos y calzadas para coches; superficies de carreteras de asfalto y hormigón, substratos de madera, superficies en contacto con agua de mar; estructuras exteriores, tales como puentes y torres; revestimiento de bobina; vagones de ferrocarril; tarjetas de circuitos impresos; maquinaria; herramientas OEM; letreros; estructuras de fibra de vidrio; artículos deportivos; y equipamiento deportivo.
La presente invención se define, además, en los siguientes Ejemplos. Debe entenderse que estos ejemplos se dan únicamente a modo de ilustración. A partir de la discusión anterior y de estos Ejemplos, el experto en la técnica puede adivinar las características esenciales de este invento, y sin apartarse de su espíritu y alcance, introducir cambios y modificaciones con el fin de adaptarlo a diferentes usos y condiciones. Como resultado, la presente invención no está limitada por los ejemplos ilustrativos que se explican a continuación en la presente memoria, sino que más bien está definida por las reivindicaciones contenidas más adelante en la presente memoria.
Los siguientes Ejemplos ilustran la invención. Todas las partes y porcentajes se dan basadas en peso a no ser que se indique lo contrario. Todos los pesos moleculares descritos en la presente memoria se determinan mediante LC/MS (cromatografía líquida/espectroscopía de masas, por sus siglas en inglés) y/o GPC (cromatografía de penetración en gel, por sus siglas en inglés) usando un patrón de poliestireno.
Ejemplos Ejemplo 1
Lo siguiente muestra la preparación de agentes de control de la reología:
Procedimiento de Preparación General para Compuestos Que Tienen la Fórmula (XLIV) Anterior
La etanolamina (4,16 mol) y cloroformo (800 g) se cargaron en un matraz de 2 l, bajo protección con N_{2}. El hexaleno diisocianato (0,42 mol) se añadió durante 2 horas a 0ºC al matraz con remoción vigorosa, seguido por remoción continua a TA (temperatura ambiente) durante 2 horas. Se observó la precipitación de un sólido blanco. El sólido se purificó a través de filtración repetida usando acetonitrilo como un disolvente de lavado. El sólido se secó bajo vacío durante la noche a TA. El resultado de LC/MS mostraba una pureza de > 94% con pequeñas cantidades de impurezas de peso molecular superior.
En un matraz de 500 ml, 25,4 g (87,5 mmol) del sólido blanco aislado anterior se disolvieron en NMP a 100ºC y a continuación se añadieron 150,0 g (1,31 mol) de \varepsilon-caprolactona. La temperatura se elevó a continuación hasta 100ºC durante 1 h y a continuación se añadieron -0,4 g de dilaurato de dibutilestaño. La reacción se mantuvo durante -60 h a 110ºC. A continuación, el calentamiento se suprimió. Toda la mezcla permanecía como un líquido pardusco con viscosidad incrementada. Se obtenían -419 g de líquido turbio de color naranja. El análisis por GPC con THF y poliestireno como patrones confirmaba el Mw \sim1.400. El contenido de sólidos activos calculado era \sim29%(p/M_{n}).
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Ejemplo 2
Los agentes de control de la reología preparados anteriormente se probaron con respecto a la actividad reológica en una composición de revestimiento al agua, Aquacryl® 514, descrita en la Patente de EE. UU. 6.204.319. Cada una de las composiciones de revestimiento al agua se combinó con 5% de diversos agentes de control de la reología y se diluyó con una cantidad apropiada de vehículo acuoso. Después de mezclar vigorosamente, la mezcla se verificó con respecto a la gelificación/el incremento de viscosidad después de ciertos tiempos invirtiendo el recipiente.
Los resultados sobre diversos agentes de control de la reología se muestran el la siguiente Tabla 6:
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TABLA 6
6
Los resultados de prueba anteriores mostrados en la Tabla 6 muestran que 5% en peso del agente de control de la reología de esta invención espesa eficazmente una composición de revestimiento al agua. La actividad de gelificación depende de la estructura del agente de control de la reología y la resina usados en la composición acuosa de revestimiento.
Los resultados de las Tablas muestran que la adición de los aditivos de control de la reología de esta invención, incluso a estos niveles bajos, a una composición acuosa de revestimiento típica da como resultado la formación de un gel o una solución con viscosidad incrementada y, por lo tanto, cambia drásticamente el comportamiento reológico de estas composiciones de revestimiento.

Claims (7)

1. Un agente de control de la reología para composiciones de revestimiento, que comprende: un compuesto que tiene la fórmula (II), incluyendo sus isómeros o mezclas de isómeros:
7
en la que
R es un grupo alquileno lineal o ramificado C3 a C16, un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C6 que tiene un grupo cicloalifático C5-C16, un grupo cicloalifático o cicloalifático sustituido con alquilo C5-C16,
R^{9} es un grupo alquileno lineal o ramificado C1 a C8, un grupo -(CH_{2}CH_{2}-O)_{n}-CH_{2}CH_{2}-, siendo n 1 a 4, y
R^{10} es una conexión de grupo alquileno lineal o ramificado C3 a C16;
en la que
n = 1-7, m =1 -7.
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2. El agente de control de la reología de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene la siguiente fórmula seleccionada del grupo que consiste en
8
en la que n = 1-7 y m = 1-7.
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3. Un agente de control de la reología para composiciones de revestimiento, representado por las Fórmulas posteriores
9 
\newpage
y
10
4. Una composición de revestimiento al disolvente, que comprende un aglutinante de un polímero peliculígeno y el agente de control de la reología de acuerdo con la reivindicación 1.
5. Un sustrato revestido con al menos un estrato secado de la composición de acuerdo con la reivindicación 4.
6. Una composición de revestimiento al agua, que comprende un aglutinante de un polímero peliculígeno y el agente de control de la reología de acuerdo con la reivindicación 1.
7. Un sustrato revestido con al menos un estrato secado de la composición de acuerdo con la reivindicación 6.
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