ES2589258T3

ES2589258T3 - Recubrimientos de poliurea que contienen silano

Info

Publication number: ES2589258T3
Application number: ES12737405.6T
Authority: ES
Inventors: Kamlesh J. Sheth; James E. Mccarthy
Original assignee: PPG Industries Ohio Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2016-11-11
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: US20130004777A1; CA2840506A1; EP2726526B1; KR20140033208A; MY161689A; HK1194407A1; JP5766876B2; PL2726526T3; US20150072154A1; AU2012279287B2; CN103649150B; US9701867B2; AU2012279287A1; JP2014523948A; WO2013006448A1; US8889259B2; DK2726526T3; KR101611774B1; CA2840506C; RU2014103457A

Abstract

Una composición de recubrimiento que comprende: (a) un componente con funcionalidad amina que comprende: (i) una resina con funcionalidad amina a base de un éster aspártico; y (ii) una amina primaria bloqueada; y (b) un componente con funcionalidad isocianato que comprende: (i) un poliisocianato que tiene una funcionalidad mayor de 2,0 y un peso de equivalente de isocianato de más de 300; y (ii) un isocianatosilano o un metacriloxi silano.

Description

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DESCRIPCION

Recubrimientos de poliurea que contienen silano

La presente invention se refiere a composiciones de recubrimiento que forman recubrimientos de poliurea, asi como a metodos para su uso, y a las capas de recubrimiento de poliurea resultantes.

Se han realizado unos esfuerzos considerables para desarrollar composiciones de recubrimiento con unas propiedades de comportamiento mejorado (tanto protectoras como esteticas). Los recubrimientos de poliurea han estado entre los recubrimientos aplicados comercialmente sobre diversos sustratos para proporcionar protection a los sustratos y para mejorar las propiedades de los sustratos. Las composiciones de poliurea se han usado como recubrimientos protectores en aplicaciones industriales para el recubrimiento de equipos de procesos, para proporcionar resistencia a la corrosion o como calafateos y sellantes en diversos entornos agresivos. El documento EP 2 305 691 A1 propone, por ejemplo, composiciones de recubrimiento de poliurea que comprenden poliisocianatos funcionales de alofanato modificados con silano con un promedio de funcionalidades NCO- de entre 2,4 y 6,0, usados opcionalmente junto con (aril) alquil alcoxi silanos hidrolizables o analogos funcionales de glicidilo de los mismos, como un componente de reticulation y como un aglutinante aminofuncional, por ejemplo, sobre la base de esteres del acido poliaspartico, para el recubrimiento de sustratos metalicos tales como Zn, A1 o aluminio enrollado en frio, que de otro modo son dificiles de recubrir sin un recubrimiento de imprimacion.

Sin embargo, se sabe que algunos recubrimientos de poliurea de la tecnica anterior presentan deficiencias que inhiben su eficacia para proporcionar una proteccion adecuada al sustrato o para mejorar las propiedades del sustrato. Por ejemplo, las composiciones de recubrimiento de poliurea conocidas pueden presentar una viscosidad relativamente alta que inhibe su flujo sobre el sustrato o sobre otras composiciones de recubrimiento subyacentes. Tambien pueden presentar una vida util limitada debido al elevado nivel de reactividad entre el componente de isocianato y el componente de amina. Tambien, algunas composiciones de recubrimiento de poliurea pueden presentar unas malas propiedades de adhesion sobre un recubrimiento previamente aplicado o sobre el propio sustrato y/o mostrar una mala durabilidad tras una exposition prolongada a la radiation ultravioleta y/o a condiciones de humedad.

Consecuentemente, es deseable proporcionar composiciones de recubrimiento de poliurea que puedan mejorar la adhesion sobre recubrimientos previamente aplicados o sobre el sustrato, y/o que tengan una viscosidad relativamente menor que mejore el estado de fluidez de la composition de recubrimiento durante un periodo de tiempo mas largo.

En ciertos aspectos, la presente invencion se refiere a composiciones de recubrimiento. Las composiciones comprenden: (a) un componente con funcionalidad amina que comprende (i) una resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico; y (ii) una amina primaria bloqueada; y (b) un componente con funcionalidad isocianato que comprende: (i) un poliisocianato que tiene una funcionalidad mayor de 2,0 y un peso de equivalente de isocianato mayor de 300; y (ii) un isocianatosilano o un metacriloxi silano.

En otros aspectos, la presente invencion se refiere a sistemas de recubrimiento de un material compuesto. Estos sistemas de recubrimiento comprenden: (a) una primera capa de recubrimiento depositada desde una composicion que comprende al menos el 70 % en peso de cinc, basado en el peso de los solidos totales, es decir, no volatiles, de la composicion; y (b) una segunda capa de recubrimiento depositada sobre al menos una portion de la primera capa de recubrimiento, comprendiendo la segunda capa de recubrimiento el producto de reaction curado de una composicion que comprende: (a) un componente con funcionalidad amina que comprende (i) una resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico; y (ii) una amina primaria bloqueada; y (b) un componente con funcionalidad isocianato que comprende: (i) un poliisocianato que tiene una funcionalidad mayor de 2,0 y un peso de equivalente de isocianato mayor de 300; y (ii) un isocianatosilano o un metacriloxi silano.

La presente invencion tambien se dirige, entre otros, a los sustratos recubiertos al menos parcialmente con un recubrimiento depositado a partir de dichas composiciones y/o a sistemas de recubrimiento de un material compuesto, a los metodos para la elaboration de dichas composiciones y a los metodos para el recubrimiento, al menos parcialmente, de un sustrato con dichas composiciones.

Con el objetivo de la siguiente description detallada, debe entenderse que la invencion puede asumir diversas variaciones alternativas y secuencias de las etapas, excepto cuando expresamente se especifique lo contrario. Asimismo, ademas de en cualquiera de los ejemplos operativos, o cuando se indique de otro modo, debe entenderse que todas las cifras que expresan, por ejemplo, fracciones en una formula quimica general, y las cantidades de ingredientes usadas en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, estan modificadas en todos los casos por el termino "aproximadamente". Consecuentemente, salvo que se indique lo contrario, los parametros numericos establecidos en la siguiente memoria descriptiva y en las reivindicaciones anexas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se aspiran a obtener mediante la presente invencion. Y finalmente, pero no como un intento de limitar la aplicacion de la doctrina de los equivalentes al ambito de las reivindicaciones, cada parametro numerico deberia interpretarse al menos a la luz del numero de cifras

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significativas y mediante la aplicacion de las tecnicas de redondeo habituales.

A pesar de que los intervalos y los parametros numericos que establecen el amplio aspecto de la invention son aproximaciones, los valores numericos establecidos en los ejemplos espedficos se indican de la forma mas precisa posible. Cualquier valor numerico, sin embargo, contiene inherentemente ciertos errores resultantes necesariamente de la variation tipica que se encuentra en sus respectivas mediciones de ensayo.

Tambien deberia entenderse que cualquier intervalo numerico mencionado en el presente documento pretende incluir todos los subintervalos incluidos en el mismo. Por ejemplo, se pretende que un intervalo de entre "1 y 10" incluya todos los subintervalos entre (e incluyendo) el valor minimo indicado de 1 y el valor maximo indicado de 10, es decir, que tiene un valor minimo o igual o mayor de 1 y un valor maximo igual o menor de 10.

En esta solicitud, el uso del singular incluye el plural y el plural engloba el singular, salvo que especificamente se establezca de otro modo. Ademas, en esta solicitud, el uso de "o" significa "y/o" salvo que especificamente se establezca de otro modo, no obstante "y/o" puede usarse explicitamente en algunos casos.

Segun se indica, ciertas realizaciones de la presente invencion estan dirigidas a composiciones de recubrimiento. En ciertas realizaciones, las composiciones de recubrimiento de la presente invencion se materializan en forma de un sistema bicomponente, en el que los ingredientes se proporcionan en dos recipientes individuales que se combinan y se mezclan entre si antes de su uso. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, las composiciones de recubrimiento de la presente invencion se materializan en forma de un sistema bicomponente, en el que un primer componente comprende un componente con funcionalidad amina y un segundo componente comprende un componente con funcionalidad isocianato.

En las composiciones de recubrimiento de la presente invencion, el componente con funcionalidad amina comprende una resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico. Se desea que la resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico sea compatible con isocianatos; por ejemplo, uno exento de disolventes y/o que tiene una proportion molar entre la funcionalidad amina y el ester de no mas de 1:1, de forma que no quede un exceso de amina primaria tras la reaction. Uno ejemplo de dichos esteres poliasparticos es el derivado de maleato de dietilo y 1,5-diamino-2-metilpentano, disponible comercialmente en Bayer Corporation of Pittsburgh, Pennsylvania, con el nombre comercial DESMOPHEN NH1220. Algunos ejemplos de otros esteres poliasparticos adecuados son DESMOPHEN® NH1200, NH1420, NH1521, NH1520 o PAC XP2528.

Como se ha indicado previamente, el componente con funcionalidad amina de las composiciones de recubrimiento de la presente invencion tambien comprende una amina primaria bloqueada, tal como una aldimina o una cetimina. Las aldiminas para su uso en la presente invencion incluyen aquellas obtenidas mediante la reaccion de una amina con una cetona o con un aldehido, respectivamente, e incluyen los materiales identificados en la Publication de Solicitud de Patente de EE.UU. n° 2006/0058451 en el parrafo [0055].

Algunos ejemplos de otras aldiminas adecuadas incluyen poliaminas alifaticas latentes. Algunos ejemplos de aldiminas disponibles en el mercado son DESMOPHEN® PAC XP7076 y PAC XP7068. Son especialmente preferidas las isoforonadiamina aldiminas (IPDA aldiminas), tales como las disponibles disponible en el mercado como VESTAMIN® A139.

En ciertas realizaciones, la resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico esta presente en una cantidad de al menos el 50 por ciento en peso, tal como de al menos el 70 por ciento en peso, de al menos el 80 por ciento en peso, o en algunos casos, de al menos el 90 por ciento en peso, basado en la suma del peso de la resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico y la amina primaria bloqueada. En ciertas realizaciones, la amina primaria bloqueada esta presente en una cantidad de menos del 50 por ciento en peso, tal como de menos del 30 por ciento en peso, de menos del 20 por ciento en peso, o en algunos casos, de menos del 10 por ciento en peso, basado en la suma del peso de la resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico y la amina primaria bloqueada.

Como se ha indicado anteriormente, las composiciones de recubrimiento de la presente invencion comprenden un componente con funcionalidad isocianato. En la composition de recubrimiento de la presente invencion, el componente con funcionalidad isocianato comprende un poliisocianato que tiene una funcionalidad mayor de 2,0, a menudo de 2,5 o mas, y un peso de equivalente de isocianato de mas de 300, a menudo de 350 o mas. En algunos ejemplos, el compuesto incluye al menos un compuesto de isocianato no aromatico. Mas especificamente, en algunas realizaciones, dicho poliisocianato comprende una mezcla de (i) una resina alifatica de un poliisocianato a base de hexametilen diisocianato (HDI), tal como DESMODUR N-3800 de Bayer Materials Science; y (ii) un poliisocianato alifatico a base de isoforona diisocianato (IPDI) y hexametilen diisocianato (HDI), tal como DESMODUR XP 2763 tambien de Bayer. En ciertas realizaciones de dichas mezclas, (ii) esta presente en una cantidad de al menos el 50 por ciento en peso, tal como de al menos el 70 por ciento en peso, o de al menos el 80 por ciento en peso, basado en la suma del peso de (i) y (ii).

En las composiciones de recubrimiento de la presente invencion, el componente con funcionalidad isocianato

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tambien comprende un isocianatosilano o un metacriloxi silano. En una realizacion, el silano es un isocianatosilano. Algunos isocianatosilanos adecuados son los correspondientes a la formula (IV)

OCN- Y- Si- (X)3 (IV)

en la que X representa grupos organicos identicos o diferentes que son inertes para los grupos isocianato por debajo de 100 °C, con la condicion de que al menos dos de estos grupos sean grupos alcoxi o aciloxi, tales como grupos alquilo o alcoxi que tienen entre 1 y 4 atomos de carbono, e Y representa un grupo alquileno lineal o ramificado que contiene entre 1 y 8 atomos de carbono, tal como un grupo lineal que contiene entre 2 y 4 atomos de carbono o un grupo ramificado que contiene entre 5 y 6 atomos de carbono.

En algunas realizaciones, X representa grupos metoxi, etoxi o grupos propoxi, e Y es un grupo lineal que contiene 3 atomos de carbono. Algunos ejemplos de isocianatosilanos adecuados incluyen 3-isocianatopropil- metildimetoxisilano, 3-isocianatopropil-trimetoxisilano y 3-isocianatopropil-trietoxisilano.

En ciertas realizaciones, el isocianatosilano esta presente en una cantidad de al menos el 1 por ciento en peso, tal como de al menos el 2 por ciento en peso, basado en el peso total de los componentes con funcionalidad isocianato en la composicion de recubrimiento. En ciertas realizaciones, el isocianatosilano esta presente en una cantidad de no mas del 10 por ciento en peso, tal como de no mas del 5 por ciento en peso, basado en el peso total de los componentes con funcionalidad isocianato en la composicion de recubrimiento.

En otra realizacion, el silano es un metacriloxi silano. Algunos metacriloxi silanos adecuados para su uso en la presente invencion incluyen, pero no se limitan a, metacriloxipropiltrimetoxi silano, que esta disponible en el mercado como SILQUEST A-174 de Momentive Performance Materials. Otros metacriloxipropiltrimetoxi silanos incluyen Dow Corning Z-6030, Wacker Geniosil GF 31 y Shin-Etsu KBM-503. Algunos silanos metacriloxi funcionales adecuados tambien incluyen metacriloximetilmetildimetoxisilano (Wacker Geniosil XL 32), metacriloximetiltrimetoxisilano (Wacker Geniosil XL 33) y metacriloxipropiltriacetoxisilano (Wacker Genniosil GF 39).

En ciertas realizaciones, el metacriloxi silano esta presente en una cantidad de al menos el 1 por ciento en peso, tal como de al menos el 2 por ciento en peso, basado en el peso total de los componentes con funcionalidad isocianato en la composicion de recubrimiento. En ciertas realizaciones, el metacriloxi silano esta presente en una cantidad de no mas del 10 por ciento en peso, tal como de no mas del 5 por ciento en peso, basado en el peso total de los componentes con funcionalidad isocianato en la composicion de recubrimiento.

En ciertas realizaciones, las composiciones de recubrimiento de la presente invencion comprenden una silicona alcoxi funcional y/o silanol funcional. Segun se usa en el presente documento, el termino "silicona alcoxi funcional y/o silanol funcional" se refiere a siliconas que comprenden grupos funcionales alcoxi, -OR, y/o grupos funcionales hidoxi, -OH, en las que R es un grupo alquilo o un grupo arilo. Segun se usa en el presente documento, el termino "silicona" se refiere a polimeros de siloxano basados en una estructura que comprende atomos alternos de silicio y de oxigeno. En ciertas realizaciones, la silicona alcoxi funcional y/o el silanol funcional comprenden un compuesto representado por la formula general:

imagen1

en la que cada Ri, que pueden ser iguales o diferentes, se selecciona entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo alquilo que tiene hasta seis atomos de carbono, un grupo arilo que tiene hasta seis atomos de carbono, y un grupo alcoxi que tiene hasta seis atomos de carbono; cada R2, que pueden ser iguales o diferentes, se selecciona entre el grupo que consiste en hidrogeno, un grupo alquilo que tiene hasta seis atomos de carbono, y un grupo arilo que tiene hasta seis atomos de carbono. En ciertas realizaciones, Ri y R2 comprenden grupos que tienen menos de seis atomos de carbono para facilitar una hidrolisis rapida, reaccion que esta guiada por la volatilidad del producto analogo de alcohol de la hidrolisis. En ciertas realizaciones, "n" se selecciona de forma que la silicona anterior tenga un peso molecular medio en peso en el intervalo de desde 400 hasta 10.000, tal como desde 800 hasta 2.500.

Las siliconas alcoxi funcionales y/o silanol funcionales, que son adecuadas para su uso en la presente invencion, estan disponibles en el mercado e incluyen, por ejemplo, (a) polisiloxanos metoxi funcionales, tales como DC-3074 y DC-3037 disponibles en el mercado, de Dow Corning; y GE SR191, SY-550 y SY-231 disponibles en el mercado, de Wacker Silicones ubicados en Adrian, Michigan; y (b) polisiloxanos silanol funcionales, tales como los de Dow Corning DC-840, Z6018, Q1-2530 y 6-2230.

En ciertas realizaciones, la previamente descrita silicona alcoxi funcional y/o el silanol funcional estan presentes en

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las composiciones de recubrimiento de la presente invencion en una cantidad que vana desde el 5 hasta el 80 por ciento en peso, tal como desde el 10 hasta el 30 por ciento en peso, o en algunos casos, desde el 10 hasta el 25 por ciento en peso, basandose los porcentajes en peso en el peso total de la composicion de recubrimiento.

Ademas, otros ingredientes utiles en la formacion de las composiciones de recubrimiento de esta invencion incluyen disolventes organicos, plastificantes, diluyentes, agentes de relleno, modificadores de resina hidrocarbonada, y diversos tipos de aditivos, tales como estabilizantes UV, pigmentos, agentes humectantes, aditivos de fluidez y de nivelado, tixotropos, desespumantes, y similares.

Si se desea pueden anadirse disolventes organicos. Algunos disolventes organicos incluyen esteres, eteres, cetonas, glicoles, y similares. Otros disolventes adecuados incluyen disolventes aromaticos, tales como xileno. En ciertas realizaciones, las composiciones de recubrimiento de la presente invencion comprenden hasta aproximadamente el 25 por ciento en peso de un disolvente organico, basado en el peso total de la composicion de recubrimiento. En otras realizaciones, sin embargo, las composiciones de recubrimiento estan sustancialmente exentas de un disolvente organico, que, segun se usa en el presente documento, se refiere a las composiciones de recubrimiento que comprenden el 5 por ciento o menos, o en algunos casos, el 2 por ciento o menos, o el 1 por ciento o menos, de un disolvente organico, basado en el peso total de la composicion de recubrimiento.

Como se ha indicado previamente, las composiciones de recubrimiento de la presente invencion se suministran, en ciertas realizaciones, en forma de un sistema bicomponente o de dos envases. Hablando de forma general, la Parte "A" o un primer envase o componente incluye el componente con funcionalidad isocianato, y la Parte "B" o un segundo envase o componente incluye el componente con funcionalidad amina. La Parte "A" y la Parte "B" se mezclan entre si antes de su aplicacion.

La proporcion de volumen entre el componente con funcionalidad isocianato y el componente con funcionalidad amina en un dispositivo de mezcla puede ser cualquier proporcion en volumen de mezcla adecuada susceptible de ser aplicada sobre un sustrato, tal como de 1:1, o en algunos casos, de menos de 1:1, tal como de 1:2.

Pueden usarse diversos dispositivos de aplicacion/mezcla conocidos en la materia para la aplicacion de las composiciones de la presente invencion. Un dispositivo de aplicacion adecuado se conoce habitualmente la industria como aplicador de "tubo de mezcla estatica". En dicho tubo de mezcla estatica, el componente de isocianato y el componente de amina estan almacenados cada uno en una camara o recipiente individual. Al aplicar una presion, cada uno de los componentes se lleva a un tubo de mezcla. La mezcla de los componentes se efectua mediante una ruta tortuosa o de sacacorchos en el interior del tubo. El extremo de salida del tubo puede tener capacidad de atomizacion, util en la aplicacion por pulverizacion de la mezcla de reaccion.

La proporcion de equivalentes entre los grupos isocianato y los grupos amina puede seleccionarse para controlar la velocidad de curacion de la composicion de recubrimiento, afectando asi a la adhesion. En ciertas realizaciones, la proporcion de equivalentes entre los grupos de isocianato y los grupos de amina (conocida tambien como indice de reaccion) es mayor de uno, tal como de entre 1,01 y 1,10:1, o de entre 1,03 y 1,10, o de entre 1,05 y 1,08.

Como se ha indicado mas arriba, la presente invencion tambien se refiere a sistemas de recubrimiento de un material compuesto. Estos sistemas de recubrimiento comprenden una primera capa de recubrimiento y una segunda capa de recubrimiento depositada sobre al menos una porcion de la primera capa de recubrimiento. En estos sistemas de recubrimiento, la primera capa de recubrimiento se deposita desde una composicion que comprende al menos el 70 %, tal como al menos el 75 %, o en algunos casos, al menos el 80 % en peso de particulas de cinc, basado en el peso total de los solidos de la composicion de recubrimiento. La segunda capa de recubrimiento se deposita desde una composicion de recubrimiento del tipo descrito anteriormente.

El tamano de particula de las particulas de cinc puede variar. Ademas, la forma (o la morfologia) de las particulas de cinc puede variar. Por ejemplo, generalmente pueden usarse unas morfologias esfericas, asi como particulas que son cubicas, planas o aciculares (alargadas o fibrosas). En algunos casos, las particulas de cinc comprenden "polvo de cinc", que, segun se usa en el presente documento, se refiere a particulas generalmente esfericas que tienen un tamano de particula medio de no mas del 20 micrometros, tal como de entre 2 y 16 micrometros. En algunos casos, las particulas de cinc comprenden "cinc pulverulento", que, segun se usa en el presente documento, se refiere a polvo de cinc que tiene un tamano medio de particula de entre 2 y 10 micrometros. En algunos casos, las particulas de cinc comprenden copos de cinc, que, segun se usa en el presente documento, se refiere a particulas que tienen una proporcion de aspecto diferente al polvo o al pulverulento (es decir, no tienen generalmente una estructura esferica) y que tienen un tamano alargado de hasta 100 micrometros. En algunos casos, se usan mezclas de polvo de cinc, pulverulento y/o en copos.

En ciertas realizaciones de estos sistemas de recubrimiento de la presente invencion, la primera capa de recubrimiento y la segunda capa de recubrimiento se basan en la misma quimica de aglutinacion, a saber, la quimica de la poliurea. En algunas de estas realizaciones, la primera capa de recubrimiento comprende un componente con funcionalidad isocianato y un componente con funcionalidad amina, en la que el componente con funcionalidad amina comprende una resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico. En ciertas

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realizaciones, el componente con funcionalidad amina comprende una amina primaria bloqueada, tal como cualquiera de las mencionadas mas arriba. Ademas, en algunas de estas realizaciones, el componente con funcionalidad isocianato comprende un poliisocianato que tiene una funcionalidad mayor de 2,0 y un peso de equivalente de isocianato de mas de 300, y opcionalmente, un silano, incluyendo cualquiera de los descritos anteriormente. En los sistemas de recubrimiento de la presente invencion, la segunda capa de recubrimiento se deposita desde una composicion de recubrimiento del tipo descrito anteriormente.

Los recubrimientos y los sistemas de recubrimiento de esta invencion pueden ser aplicados sobre una superficie de sustrato deseada para protegerla de la intemperie, de un impacto y de la exposicion a la corrosion y/o a productos quimicos. Algunos sustratos ilustrativos que pueden ser tratados mediante el uso de las composiciones de esta invencion incluyen madera, plastico, hormigon, superficies vitreas y superficies metalicas.

Las composiciones de recubrimiento descritas en el presente documento se aplican a menudo en peliculas de entre 50 y 250 micrometros, o en algunas realizaciones, de hasta 1,2 milimetros de espesor. Si fuera necesario pueden aplicarse multiples capas a la superficie que se quiere proteger.

Los siguientes Ejemplos se presentan para demostrar los principios generales de la invencion. La invencion no deberia considerarse como limitada a los Ejemplos especificos presentados. Todas las partes se describen en porcentaje en peso, basado en el peso total de la mezcla ilustrada, y en porcentaje en volumen, salvo que se indique de otro modo.

Ejemplo A

Se preparo un componente con funcionalidad amina a partir de la siguiente mezcla de ingredientes, como se describe a continuacion:

Tabla 1

Ingrediente: Porcentaje en peso Porcentaje en volumen

Desmophen NH 1420 1: 23,40 36,00

Disperbyk-163 2: 0,86 1,40

Byk-A-530 3: 0,94 1,90

Suspeno #201-NBA 4: 0,52 0,96

Bentone SD-2 5: 0,56 0,56

Byk-410 6: 0,82 1,20

UOP-L-Powder 7: 4,50 3,40

TiO2 TR-93 8: 44,30 18,10

SZP-391 JM 9: 5,10 2,50

Vestamin A 139 10: 7,50 14,10

Resamin HF 480 11: 3,60 5,40

Tefo Glide 450 12: 1,00 1,50

Eastman EEp 13: 1,10 2,10

Acetato de N-butilo: 4,60 8,60

Eversorb 93 14: 0,60 1,00

Tinuvin 1130 15: 0,60 0,80

1 Ester del acido aspartico amino funcional, disponible en el mercado, en Bayer Materials Science. 2 Aditivo humectante y dispersante, disponible en el mercado, en BYK. 3 Aditivo de liberacion de aire de polimero de silicona, disponible en el mercado, en BYK. 4 Modificador de la reologia, disponible en el mercado, en Poly-Resyn, Inc. 5 Aditivo reologico dispersable, disponible en el mercado, en Elementis. 6 Aditivo reologico liquido, disponible en el mercado, en BYK. 7 Aluminosilicato de sodio, calcio y potasio, disponible en el mercado, en A.B. Colby, Inc. 8 Dioxido de titanio, disponible en el mercado, en Huntsman. 9 Fosfosilicato de cinc y estroncio, disponible en el mercado, en Halox. 10 Una diamina cicloalfatica, disponible en el mercado, en Evonik. 11 Resina carbamica a base de butiluretano y formaldehido, disponible en el mercado, en Cytec. 12 Copolimero de polieter siloxano, disponible en el mercado, en Evonik. 13 3-Etoxipropionato de etilo, disponible en el mercado, en Eastman. 14 Fotoestabilizante aminico, disponible en el mercado, en Everlight Chemical. 15 Absorbente de UV de la clase de los hidroxifenilbenzotriazoles, disponible en el mercado, en Ciba.

Se puso y se cargo Desmophen NH 1420 en un recipiente limpio. Se anadieron Disperbyk-163 y Byk-A-530 mientras se mezclaba lentamente el contenido del recipiente. Despues de mezclar el contenido del recipiente durante 5 minutos, se anadio Suspeno #201-NBA y se mezclo durante 10 minutos. Despues se anadio Bentone SD-2 al recipiente y se mezclo a elevada velocidad. Despues de reducir la velocidad de mezcla, se anadio Byk-410.

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Despues se anadieron UOP-L-Powder, TO TR-93 y SZP-391 JM y se mezclaron en unas condiciones de alto cizallamiento para conseguir una molienda minima de 6H. En este punto se anadieron Vestamin A 139 y Resamin HF 480 y se mezclaron durante 10 minutos. Finalmente, se anadieron Tefo Glide 450, Eastman EEP, acetato de N- butilo, Eversorb 93 y Tinuvin 1130 con agitacion lenta y se mezclaron durante 15 minutos.

Ejemplo B

Se preparo un componente con funcionalidad isocianato que comprende un isocianatosilano a partir de la siguiente mezcla de ingredientes, como se describe a continuacion:

Tabla 2

: Ingrediente Porcentaje en peso Porcentaje en volumen

: Desmodur XP-27631 74,90 73,50

: Desmodur N-38002 9,60 8,90

: A-Link 353 3,70 3,60

: Acetato de N-butilo 11,80 14,00

1: Poliisocianato alifatico a base de isoforona diisocianato (IPDI) y hexametilen diisocianato (HDI), disponible en el mercado, en Bayer Material Science.

2: Resina alifatica de poliisocianato flexibilizante a base de hexametilen diisocianato (HDI), disponible en el mercado, en Bayer Material Science.

3: 3-Isociantopropiltrimetoxisilano, disponible en el mercado, en Momentive.

Se anadieron Desmodur XP-2763, Desmodur N-3800, A-Link 35 y acetato de N-butilo a un recipiente con una purga de nitrogeno y una agitacion lenta. El contenido se agito durante 15-20 minutos para conseguir una mezcla homogenea.

Ejemplo C

El componente con funcionalidad isocianato que comprende un metacriloxi silano se preparo a partir de la siguiente mezcla de ingredientes, como se describe a continuacion:

Tabla 3

: Ingrediente Porcentaje en peso Porcentaje en volumen

: Desmodur XP-27631 79,60 79,10

: Desmodur N-38002 9,50 8,90

: Silquest A-1743 4,90 5,00

: Acetato de N-butilo 6,00 7,00

3: Gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano, disponible en el mercado, en Momentive.

Se anadieron Desmodur XP-2763, Desmodur N-3800, Silquest A-174 y acetato de N-butilo a un recipiente con una purga de nitrogeno y una agitacion lenta. El contenido se agito durante 15-20 minutos para conseguir una mezcla homogenea.

Ejemplos 1-3

Se prepararon composiciones de recubrimiento de poliurea mediante la combinacion del componente con funcionalidad amina del Ejemplo A con el componente con funcionalidad isocianato de los Ejemplos B y C. El Ejemplo 1 ilustra una composicion de recubrimiento preparada mediante la combinacion del componente con funcionalidad amina del Ejemplo A con el componente con funcionalidad isocianato que comprende el isocianatosilano del Ejemplo B. El Ejemplo 2 ilustra una composicion de recubrimiento preparada mediante la combinacion del componente con funcionalidad amina del Ejemplo A con el componente con funcionalidad isocianato que comprende el metacriloxi silano del Ejemplo C. Tambien se aplico un ejemplo comparativo (Ejemplo 3) de la forma descrita anteriormente. En el ejemplo comparativo, el componente de isocianato usado en la composicion de recubrimiento no contenia un grupo funcional que contiene silano.

Las composiciones de recubrimiento se elaboraron mezclando una proporcion en volumen de 1:1 del componente con funcionalidad amina y el componente con funcionalidad isocianato. Las composiciones de recubrimiento se pulverizaron sobre paneles de acero al carbono dulce de calibre 16 (ASTM A-36). En todos los recubrimientos, una pelicula humeda con un espesor de 254 |jm (10 mil) se seco al tacto en 1,5 horas a 2 °C (35°F) y en 0,50 horas a

24 °C (75 °F). Una peKcula humeda con un espesor de 254 jm (10 mil) endurecio completamente en 4,5 horas a 2 °C (35 °F) y en 1,25 horas a 24 °C (75 °F).

Se ensayo la resistencia a la corrosion de las composiciones de poliurea de acuerdo con la ASTM B117 (ensayo de 5 pulverizacion salina). De acuerdo con la ASTM B117, los sustratos recubiertos se marcaron con un cuchillo para exponer el sustrato desnudo. Los sustratos recubiertos marcados se expusieron entonces a un entorno de pulverizacion salina durante 720 horas. Despues de 720 horas, se midio la corrosion de los sustratos recubiertos marcados a lo largo de la marca. El deslizamiento medio de la marca era de entre 2,4 y 2,9 milimetros.

10 Tambien se ensayo la adhesion de las composiciones de acuerdo con la ASTM D3359. Segun se muestra en la Tabla 4, las composiciones de recubrimiento de poliurea con componentes con funcionalidad isocianato que comprenden un grupo funcional que contiene silano mostraron una adhesion superior a los sustratos en comparacion con las composiciones de recubrimiento comparables con un componente con funcionalidad isocianato no elaboradas con un grupo funcional que contiene silano (Ejemplo 3).

15

Tabla 4

Ejemplo: Espesor de la pelicula seca (mils) Adhesion

1: 330-381 |jm (13-15 mils) 5B

2: 279-305 jm (11-12 mils) 5B

3 (ejemplo comparativo): 254-305 jm (10-12 mils) 0B

Aunque anteriormente se han descrito las realizaciones preferidas de la presente invencion, pueden realizarse 20 modificaciones y alteraciones obvias de la presente invencion sin desviarse del ambito de la presente invencion. El ambito de la presente invencion se define en las reivindicaciones anexas y en los equivalentes de las mismas.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Una composition de recubrimiento que comprende:

(a) un componente con funcionalidad amina que comprende:

(i) una resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico; y

(ii) una amina primaria bloqueada; y

(b) un componente con funcionalidad isocianato que comprende:

(i) un poliisocianato que tiene una funcionalidad mayor de 2,0 y un peso de equivalente de isocianato de mas de 300; y

(ii) un isocianatosilano o un metacriloxi silano.
2. La composicion de recubrimiento de la reivindicacion 1, en la que la amina primaria bloqueada comprende una aldimina.
3. La composicion de recubrimiento de la reivindicacion 2, en la que la aldimina es una isoforonadiamina bloqueada.
4. La composicion de recubrimiento de la reivindicacion 1, en la que la resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico esta presente en una cantidad de al menos el 80 por ciento en peso, basado en la suma del peso de la resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico y la amina primaria bloqueada.
5. La composicion de recubrimiento de la reivindicacion 4, en la que la resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico esta presente en una cantidad de al menos el 90 por ciento en peso, basado en la suma del peso de la resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico y la amina primaria bloqueada.
6. La composicion de recubrimiento de la reivindicacion 1, en la que el poliisocianato que tiene una funcionalidad de mas de 2,0 y un peso de equivalente de isocianato de mas de 300 comprende una mezcla que comprende:

(i) una resina alifatica de poliisocianato a base de hexametilen diisocianato; y

(ii) un poliisocianato alifatico a base de isoforona diisocianato y hexametilen diisocianato,

en la que (ii) esta presente preferentemente en una cantidad de al menos el 70 por ciento en peso, basado en la suma del peso de (i) y (ii).
7. La composicion de recubrimiento de la reivindicacion 1, en la que el isocianatosilano se corresponde con la formula:

OCN-Y-Si-(X)3

en la que X representa un grupo alquilo o un grupo alcoxi que tienen entre 1 y 4 atomos de carbono, e Y representa un grupo alquileno lineal o ramificado que contiene entre 1 y 8 atomos de carbono.
8. La composicion de recubrimiento de la reivindicacion 7, en la que X representa metoxi, etoxi o propoxi, e Y es un grupo lineal que contiene 3 atomos de carbono.
9. La composicion de recubrimiento de la reivindicacion 1,

a) en la que el silano esta presente en una cantidad de al menos el 1 por ciento en peso, basado en el peso total de los componentes con funcionalidad isocianato en la composicion de recubrimiento, y no mas del 10 por ciento en peso, basado en el peso total de los componentes con funcionalidad isocianato en la composicion de recubrimiento, o

b) que comprende adicionalmente una silicona con funcionalidades alcoxi y/o silanol, o

c) en la que la proportion entre los equivalentes de los grupos isocianato y los grupos amina es de entre 1,01 y 1,10:1.
10. Un sistema de recubrimiento de un material compuesto que comprende:

(a) una primera capa de recubrimiento depositada desde una composicion que comprende al menos el 70 % en peso de cinc, basado en el peso total de los solidos de la composicion de recubrimiento; y

(b) una segunda capa de recubrimiento depositada sobre al menos una portion de la primera capa de recubrimiento, comprendiendo la segunda capa de recubrimiento el producto de reaction curado de una composicion que comprende:

5

10

15

20

25

30

35

(i) un componente con funcionalidad amina que comprende:

(A) una resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico; y

(B) una amina primaria bloqueada; y

(ii) un componente con funcionalidad isocianato que comprende:

(A) un poliisocianato que tiene una funcionalidad mayor de 2,0 y un peso de equivalente de isocianato de mas de 300; y

(B) un isocianatosilano o un metacriloxi silano.
11. El sistema de recubrimiento de un material compuesto de la reivindicacion 10, en el que la primera capa de recubrimiento comprende el producto de reaccion curado de una composicion que comprende un componente con funcionalidad amina y un componente con funcionalidad isocianato.
12. El sistema de recubrimiento de un material compuesto de la reivindicacion 11, en el que el componente con funcionalidad amina de la primera capa de recubrimiento comprende una resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico.
13. El sistema de recubrimiento de un material compuesto de la reivindicacion 11, en el que el componente con funcionalidad isocianato de la primera capa de recubrimiento comprende un poliisocianato que tiene una funcionalidad mayor de 2,0 y un peso de equivalente de isocianato de mas de 300.
14. El sistema de recubrimiento de un material compuesto de la reivindicacion 13, en el que el componente con funcionalidad isocianato comprende adicionalmente un isocianatosilano o un metacriloxi silano.
15. Un metodo de aplicacion de un recubrimiento de poliurea sobre un sustrato que comprende:

(a) la mezcla de (i) un componente con funcionalidad amina que comprende una resina con funcionalidad amina a base de un ester aspartico y una amina primaria bloqueada, con (ii) un componente con funcionalidad isocianato que comprende un poliisocianato que tiene una funcionalidad mayor de 2,0 y un peso de equivalente de isocianato de mas de 300, y un isocianatosilano o un metacriloxi silano, en donde la proporcion en volumen de mezcla entre el componente con funcionalidad isocianato y el componente con funcionalidad amina es susceptible de ser aplicada sobre el sustrato a entre 1:1 y 1:3; y

(b) la aplicacion sobre el sustrato de la composicion de recubrimiento mezclada.