ES2623846T3 - Composiciones de revestimiento de polímero fluorocarbonado - Google Patents

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Carl A. Seneker
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Abstract

Una composición de revestimiento que comprende: (1) un polímero fluorocarbonado; (2) un disolvente orgánico; y (3) un polímero adyuvante que comprende al menos uno de: (a) un polímero acrílico con funcionalidad ácida neutralizada con base; y (b) un polímero acrílico que comprende grupos ácidos reaccionados con imina, en donde el polímero fluorocarbonado (1) está presente como una fase dispersa y una solución que comprende el disolvente orgánico (2) y el polímero adyuvante (3) está presente como una fase continua.

Description

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DESCRIPCION
Composiciones de revestimiento de poKmero fluorocarbonado Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a composiciones de revestimiento a base de dispersiones no acuosas de particulas de fluoropolimero solido en una solucion organica.
Antecedentes
Se sabe que los revestimientos de dispersion de fluoropolimero presentan durabilidad al aire libre, resistencia quimica y propiedades mecanicas aceptables. Las caracteristicas de rendimiento de los revestimientos de dispersion de fluoropolimero han llevado a su uso generalizado, por ejemplo, en el mercado de los paneles de construccion exteriores. Los revestimientos de dispersion de fluoropolimero se aplican a menudo mediante tecnicas de pulverizacion y revestimiento con rodillo o revestimiento en bobina de materiales laminares planos. La pelicula de revestimiento se forma por fusion termica de las particulas de fluoropolimero en mezcla con una resina acrilica.
Historicamente, los revestimientos de dispersion de fluoropolimero exhiben una viscosidad relativamente alta con un contenido en solidos de volumen relativamente bajo. En consecuencia, se puede requerir hasta un 65 por ciento de disolvente organico en volumen para reducir la viscosidad con el fin de facilitar la aplicacion de los revestimientos de dispersion de fluoropolimero a un sustrato.
El alto nivel de compuestos organicos volatiles (COV) de los revestimientos de dispersion de fluoropolimero generalmente requiere que los vapores de disolvente emitidos por la pelicula humeda sean capturados y transportados a un incinerador de gas o a un oxidante termico para destruir los COV. Por ejemplo, la gran cantidad de COV producidos por el revestimiento en bobina de materiales laminares metalicos planos puede limitar la velocidad de linea de la aplicacion de revestimiento o dar lugar a formation de ampollas de la pelicula a espesores de pelicula mas altos. La incineration de los COV tambien puede producir mayores cantidades de contaminantes de oxido de nitrogeno, particularmente para procesos de combustion de combustibles fosiles. El documento WO 98/17723 A1 divulga composiciones de revestimiento que comprenden dispersiones de fluoropolimero en soluciones de polimeros de adicion hidroxifuncionales, que son generalmente copolimeros solubles en disolventes y estan ejemplificados por compuestos acrilicos con funcionalidad hidroxi, en disolventes organicos.
Como resultado, se desea proporcionar composiciones de revestimiento de fluoropolimero liquido con un bajo contenido de COV, que permitan una aplicacion con velocidad de linea mas alta, una tendencia reducida a la formacion de ampollas del revestimiento aplicado y/o un impacto reducido en el medio ambiente a partir de COV. Ademas, los expertos en la materia consideraran un avance si tal composition de revestimiento se pudiera lograr mediante la mezcla de relativamente pocos ingredientes mientras se proporciona una formulation simple que seria facilmente fabricada y facilmente reproducible. Ademas, seria ventajoso proporcionar tales composiciones de revestimiento que incluyen un polimero acrilico que no provoca el amarilleo y que se deriva de monomeros acrilicos relativamente baratos.
Sumario de la invencion
En ciertos aspectos, la presente invencion se refiere a composiciones de revestimiento, segun la reivindicacion 1, que comprenden: (1) un polimero fluorocarbonado; (2) un disolvente organico y 3) un polimero adyuvante que comprende al menos uno de: (a) un polimero acrilico con funcionalidad acida neutralizada con una base y (b) un polimero acrilico que comprende grupos acidos que han reaccionado con una imina. En estas composiciones de revestimiento, el polimero fluorocarbonado (1) esta presente como una fase dispersa y una solucion que comprende el disolvente organico (2) y el polimero adyuvante (3) esta presente como una fase continua.
En otros aspectos, la presente invencion se refiere a composiciones de revestimiento, segun la reivindicacion 1, que comprenden: (1) un polimero fluorocarbonado; (2) un disolvente organico; (3) un polimero adyuvante termoendurecible que comprende grupos funcionales reactivos y que comprende al menos uno de:
(a) un polimero acrilico con funcionalidad acida neutralizada con una base y (b) un polimero acrilico que comprende grupos acidos que han reaccionado con una imina y (4) un agente de curado que tiene grupos funcionales reactivos con los grupos funcionales del polimero adyuvante. En estas composiciones de revestimiento, el polimero fluorocarbonado (1) esta presente como una fase dispersa y una solucion que comprende el disolvente organico (2), el polimero adyuvante (3) y el agente de curado (4) esta presente como una fase continua.
En otros aspectos mas, la presente invencion se refiere a composiciones de revestimiento, segun la reivindicacion 1, que comprenden: (1) un polimero fluorocarbonado; (2) un disolvente organico; (3) un polimero adyuvante termoendurecible que comprende grupos funcionales reactivos; (4) un agente de curado que tiene grupos
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funcionales reactivos con los grupos funcionales del polimero adyuvante y (5) un catalizador de curado que comprende un ester de acido sulfonico bloqueado con epoxi modificado con un isocianato polimerico.
Descripcion detallada de la invencion
Para los propositos de la siguiente descripcion detallada, debe entenderse que la invencion puede asumir varias variaciones y secuencias de etapas alternativas, excepto cuando se indique expresamente lo contrario. Por otra parte, ademas de en cualquier ejemplo operativo, o cuando se indique otra cosa, todos los numeros que expresan, por ejemplo, cantidades de ingredientes usados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, deben entenderse como modificados en todos los casos por el termino “aproximadamente”. Por consiguiente, a menos que se indique lo contrario, los parametros numericos expuestos en la siguiente memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se han de obtener mediante la presente invencion. Como minimo, y no como un intento de limitar la aplicacion de la doctrina de los equivalentes al alcance de las reivindicaciones, cada parametro numerico debe al menos ser interpretado a la luz del numero de digitos significativos descritos y aplicando tecnicas de redondeo ordinarias.
A pesar de que los intervalos numericos y parametros que establecen el amplio alcance de la invencion son aproximaciones, los valores numericos expuestos en los ejemplos especificos se dan con la mayor precision posible. Sin embargo, cualquier valor numerico contiene inherentemente ciertos errores necesariamente resultantes de la variacion estandar encontrada en sus respectivas mediciones de prueba.
Ademas, debe entenderse que cualquier intervalo numerico mencionado en la presente memoria se pretende que incluya todos los sub-intervalos incluidos en la presente memoria. Por ejemplo, se pretende que un intervalo de “1 a 10” incluya todos los sub-intervalos intermedios (e incluyendo) el valor minimo mencionado de 1 y el valor maximo mencionado de 10, es decir, que tenga un valor minimo igual o mayor que 1 y un valor maximo igual o inferior a 10.
En esta solicitud, el uso del singular incluye el plural y el plural engloba el singular, a menos que se indique
especificamente lo contrario. Ademas, en esta solicitud, el uso de “o” significa “y/o” a menos que se indique
especificamente lo contrario, aunque “y/o” pueda ser explicitamente utilizado en ciertos casos.
Ciertas realizaciones de la presente invencion se refieren a composiciones de revestimiento. Ademas, en ciertas realizaciones, la presente invencion se refiere a composiciones de revestimiento a base de disolvente. Tal como se usa en la presente memoria, el termino “composicion de revestimiento a base de disolvente” se refiere a una composition que utiliza uno o mas materiales organicos volatiles como el medio dispersante principal. De este modo, el medio dispersante consiste exclusivamente en material(es) organico(s) volatil(es) o comprende predominantemente, es decir, mas del 50 % de material(es) organico(s) volatiles en combination con otro material, tal como, por ejemplo, agua.
En ciertas realizaciones, sin embargo, la cantidad de agua presente en las composiciones de revestimiento de la presente invencion es menor que 10 por ciento en peso, tal como menos de 5 por ciento en peso, o, en algunos
casos, menos de 2 por ciento en peso, o, incluso en otros casos, menos del 1 por ciento en peso, estando basados
los porcentajes en peso en el peso total de la composicion de revestimiento. Ademas, ciertas composiciones de revestimiento de la presente invencion estan sustancialmente exentas de agua o, en algunos casos, estan completamente exentas de agua. Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresion “sustancialmente exenta” significa que el material que se esta describiendo esta presente en la composicion, si es que lo esta, como una impureza incidental. En otras palabras, el material no afecta las propiedades de la composicion. Como se usa en la presente memoria, la expresion “completamente exento” significa que el material que se esta describiendo no esta presente en la composicion en absoluto.
En ciertas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invencion son composiciones “resistentes al exterior”. Como se usa en la presente memoria, la expresion “resistentes al exterior” se refiere a composiciones que forman una capa de revestimiento que es resistente al agrietamiento, entizamiento, cambio de color y otras manifestaciones del deterioro del revestimiento al exponerse a la radiation ultravioleta, entornos erosivos y agresivos, tales como aquellos asociados a altos niveles de contaminantes industriales o en los ambientes marinos.
Como se ha indicado anteriormente, las composiciones de revestimiento de la presente invencion comprenden un polimero fluorocarbonado. El polimero fluorocarbonado presente en las composiciones de revestimiento de la presente invencion puede ser cualquier polimero fluorocarbonado adecuado para tales composiciones de revestimiento. Ejemplos de fluoropolimeros adecuados incluyen poli(fluoruros de vinilo), poli(fluoruros de vinilideno), copolimeros de vinilideno y fluoruros de vinilideno.
Ejemplos de copolimeros adecuados incluyen aquellos que tienen al menos 75 por ciento en peso, tal como 90 por ciento en peso o mas de unidades de fluoruro de vinilo o vinilideno. Ejemplos de copolimeros adecuados para copolimerizar con el fluoruro de vinilo o vinilideno incluyen etileno, propileno, isobutileno, estireno, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, difluorocloroetileno, tetrafluorometileno, trifluorocloroetileno, hexafluoropropileno, formiato de
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vinilo, acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, acido acrilico y sus sales, (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de alilo, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, N-butoximetilacrilamida, acetato de alilo y acetato de isopropenilo. (Tal como se usa en la presente memoria, se pretende que “(met)acrilico” y terminos similares incluyan tanto acrilico como metacrilico.) Estos fluoropolimeros se describen en detalle en las patentes de Estados Unidos numeros 2.419.010; 2.510.783; 2.435.537; 2.935.818; 2.468.054 y 2.970.988.
En ciertas realizaciones, el polimero fluorocarbonado tiene un peso molecular promedio en peso de 100.000 a
500.000 como se determina por cromatografia de permeacion de gel usando patrones de poliestireno.
En la presente invencion, el polimero fluorocarbonado esta en forma de particulas solidas dispersables. El tamano de particula de las particulas de polimero fluorocarbonado dispersables puede ser, en ciertas realizaciones, de 0,1 a
5.0 micras, tal como de 0,2 a 4,0 micras, o, en algunos casos, de 0,5 a 3,5 micras.
Polimeros fluorocarbonados adecuados estan disponibles comercialmente e incluyen, por ejemplo, aquellos polimeros fluorocarbonados vendidos bajo la marca comercial de KYNAR® por Atofina Chemicals, Inc., Filadelfia, PA y aquellos polimeros fluorocarbonados vendidos bajo la marca comercial Hylar® PVDF por Ausimont, una filial del grupo Montedison, Milan, Italia.
En ciertas realizaciones, el polimero fluorocarbonado esta presente en la composicion de revestimiento en una cantidad de al menos 30 por ciento en peso, tal como al menos 40 por ciento en peso, o, en algunos casos, al menos 50 por ciento en peso, en otros casos al menos 60 por ciento en peso, en otros casos mas al menos 65 por ciento en peso y, en algunos casos, al menos 70 por ciento en peso, basado en el peso total de los solidos de resina en la composicion de revestimiento. En ciertas realizaciones, el polimero fluorocarbonado esta presente en la composicion de revestimiento en una cantidad de no mas de 95 por ciento en peso, tal como no mas de 90 por ciento en peso, o, en algunos casos, no mas de 85 por ciento en peso, incluso en otros casos no mas del 80 por ciento en peso, en otros casos no mas del 75 por ciento en peso, basado en el peso total de solidos de resina en la composicion de revestimiento. Los solidos de resina incluyen, pero no estan necesariamente limitados a, el o los polimeros adyuvantes descritos mas abajo y el polimero fluorocarbonado.
Como se ha indicado anteriormente, las composiciones de revestimiento de la presente invencion tambien comprenden un disolvente organico. Se puede usar cualquier disolvente adecuado, siempre y cuando sea capaz de formar una solucion con el polimero o los polimeros adyuvantes descritos a continuacion. La solucion debe ser capaz de proporcionar una fase continua adecuada para la composicion de revestimiento de fluoropolimero. Los disolventes adecuados incluyen, pero no se limitan a, hidrocarburos alifaticos, hidrocarburos aromaticos, cetonas, heterociclicos, esteres, glicoles, eteres, eter-esteres, glicol eteres, glicol eter-esteres, alcoholes, eter-alcoholes, plastificantes de ftalato y mezclas adecuadas de los mismos. Los plastificantes de ftalato incluyen esteres de ftalatos tales como ftalato de di-etilhexilo, ftalato de di-isononilo, ftalato de diisodecilo y ftalato de dioctilo.
En ciertas realizaciones, el disolvente organico esta presente en una cantidad de al menos 20 por ciento en peso, tal como al menos 25 por ciento en peso, o, en algunos casos, al menos 35 por ciento en peso, basado en el peso total de la composicion de revestimiento. En ciertas realizaciones, el disolvente organico esta presente en una cantidad de no mas de 50 por ciento en peso, tal como no mas de 45 por ciento en peso, o en algunos casos no mas de 35 por ciento en peso, basado en el peso total de la composicion de revestimiento.
Las composiciones de revestimiento de la presente invencion comprenden un polimero adyuvante que comprende al menos uno de: (a) un polimero acrilico con funcionalidad acida neutralizada con una base y (b) un polimero acrilico que comprende grupos acidos que han reaccionado con una imina. De hecho, se descubrio sorprendentemente que la inclusion de al menos uno de estos polimeros adyuvantes particulares puede, en al menos algunos casos, proporcionar dispersiones de fluorocarbono y dispersiones de pigmento mejoradas, incluso con cargas de resina de alto contenido de fluorocarbono contempladas por ciertas realizaciones de la presente invencion. Estas dispersiones contienen particulas grandes minimas y tienen buenos valores de molienda Hegman, a menudo al menos 5.
Ademas, estas dispersiones pueden presentar propiedades reologicas favorables como se define por un indice de tixotropia, que es la viscosidad de la dispersion en centipoise a 0,5 rpm dividida por la viscosidad de la dispersion en centipoise a 50 rpm, medida usando un viscosimetro Brookfield de cono y placa, husillo 52, a 25 °C. En ciertas realizaciones, las dispersiones de polimero fluorocarbonado que comprenden al menos uno de los polimeros adyuvantes mencionados anteriormente presentan un indice de viscosidad de no mas de 9, en algunos casos no mas de 7 y, en otros casos, no mas de 6 o, incluso en otros casos, no mas de 5.
Como se indica, en ciertas realizaciones, el polimero adyuvante comprende un polimero acrilico con funcionalidad acida, en el que la funcionalidad acida esta neutralizada con base. Generalmente, dicho polimero acrilico se prepara a partir de monomeros etilenicamente insaturados polimerizables mediante tecnicas de polimerizacion en solucion, que son bien conocidas por los expertos en la materia, en presencia de catalizadores adecuados tales como peroxidos organicos o compuestos azoicos, por ejemplo peroxido de benzoilo o N,N-azobis (isobutironitrilo). La polimerizacion se lleva a cabo a menudo en una solucion organica en la que los monomeros son solubles mediante tecnicas convencionales en la tecnica. La relacion entre reactantes y condiciones de reaccion se selecciona para dar
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como resultado un polimero acrilico con las propiedades deseadas.
Ejemplos de monomeros etilenicamente insaturados adecuados utilizados para preparar los polimeros acrilicos empleados en las composiciones de revestimiento de la presente invencion incluyen monomeros que contienen grupos funcionales de acido carboxilico tales como acido (met)acrilico, acido acriloxipropionico, acido crotonico, acido fumarico, esteres monoalqmlicos de acido fumarico, acido maleico, esteres monoalquilicos de acido maleico, acido itaconico, esteres monoalqmlicos de acido itaconico y mezclas de los mismos. Ejemplos no limitantes de otros monomeros etilenicamente insaturados incluyen monomeros vimlicos tales como esteres alquilicos de acidos
acrilicos y metacrilicos, por ejemplo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de butilo,
(met)acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilato de isobornilo y (met)acrilato de laurilo; compuestos aromaticos de vinilo tales como estireno y vinil tolueno; acrilamidas tales como N-butoximetil-acrilamida; acrilonitrilos; esteres de dialquilo de acidos maleico y fumarico; haluros de vinilo y vinilideno; acetato de vinilo; eteres vimlicos; eteres alilicos; alcoholes alilicos; sus derivados y mezclas de los mismos.
En ciertas realizaciones, el monomero que contiene un grupo funcional de acido carboxilico esta presente en una cantidad de 0,1 a 10 por ciento en peso, tal como de 1 a 5 por ciento en peso, o en algunos casos, mas de 2 a 5 por
ciento en peso, o, en otros casos, mas de 2 a 3 por ciento en peso, basado en el peso total de los monomeros
utilizados para preparar el polimero acrilico.
En ciertas realizaciones, el polimero acrilico adyuvante comprende un polimero acrilico termoendurecible de peso molecular relativamente bajo que tiene grupos funcionales reactivos. En ciertas realizaciones, el polimero acrilico termoendurecible tiene un peso molecular promedio en peso que varia de 5.000 a 50.000, tal como de 10.000 a 30.000, o, en algunos casos, de 10.000 a 20.000. Tales polimeros acrilicos termoendurecibles son los productos de reaccion de polimerizacion de los monomeros etilenicamente insaturados anteriormente descritos y un monomero etilenicamente insaturado que contiene grupos funcionales reactivos.
Los polimeros que contienen grupos funcionales reactivos pueden incluir los productos de la reaccion de polimerizacion de monomeros que contienen grupos funcionales auto-reactivos, tales como N-butoxi metilacrilamida, los cuales contienen grupos funcionales capaces de auto-condensarse. Otros monomeros etilenicamente insaturados que contienen grupos funcionales reactivos utiles incluyen monomeros con funcionalidad hidroxilo, tales como (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato de hidroxi propilo, (met)acrilato de 4-hidroxilbutilo y (met)acrilato de 2-etilhexilo, monomeros con funcionalidad epoxi, tales como (met)acrilato de glicidilo y alilglicidil eter y los monomeros con funcionalidad de acido carboxilico, tales como los descritos anteriormente.
Como se indica, en ciertas realizaciones, el polimero acrilico adyuvante comprende un polimero acrilico con funcionalidad acido neutralizado con una base. Tal como se utiliza en la presente memoria, por “neutralizada con base" se entiende que al menos una porcion de los grupos funcionales acidos del polimero acrilico han sido neutralizados con una base para formar un grupo de sal carboxilato. En ciertas realizaciones, el grado de neutralization es al menos 0,2, tal como 0,2 a 2,0, en algunos casos de 0,5 a 1,5, tal como 0,8 a 1,2, del equivalente teorico total de neutralizacion. Los agentes neutralizantes adecuados incluyen bases inorganicas y organicas tales como hidroxido sodico, hidroxido potasico, amoniaco, aminas, aminas alcoholicas que tienen al menos un grupo amino primario, secundario o terciario y al menos un grupo hidroxilo. Aminas adecuadas incluyen alcanolaminas tales como monoetanolamina, dietanolamina, dimetilaminoetanol, diisopropanolamina y similares, asi como alquilaminas, tales como dibutilamina, trietilamina y similares.
El polimero acrilico con funcionalidad acida neutralizada con una base no esta en forma de una emulsion acuosa del polimero acrilico.
Ademas de o en lugar del polimero acrilico con funcionalidad acida neutralizada con una base anterior, ciertas realizaciones de las composiciones de revestimiento de la presente invencion comprenden un polimero acrilico que comprende grupos acidos que han reaccionado con una imina. Los grupos acidos modificados con imina pueden proporcionarse por cualquier medio conocido por los expertos en la materia, incluyendo los descritos en la Patente de Estados Unidos N.° 3.290.416, incorporada en la presente memoria por referencia.
En particular, en ciertas realizaciones, las unidades de acido modificadas con imina se proporcionan preparando primero un polimero acrilico con funcionalidad acida tal como se ha descrito anteriormente y despues haciendo reaccionar las unidades acidas sobre dicho polimero con una imina. Se pueden usar varias alquileniminas y alquileniminas sustituidas para modificar los grupos acidos. Estos corresponden generalmente a la formula:
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en la que Ri, R2, R3, R4 y R5 son iguales o diferentes y cada uno es hidrogeno; alquilo, tal como metilo, etilo, propilo o similares, que tiene, por ejemplo, hasta 20 atomos de carbono; arilo, tal como fenilo o similar; alcarilo, tal como tolilo, xililo o similares; o aralquilo, tal como bencilo, fenetilo o similares. R6 en la formula anterior es hidrogeno o un radical alquilo inferior que normalmente no tiene mas de aproximadamente 6 atomos de carbono, y n es 0 o 1.
Se pretende que los grupos designados por la formula anterior incluyan grupos sustituidos de las clases indicadas, incluyendo sustituyentes tales como ciano, halo, amino, hidroxi, alcoxi, carbalcoxi y nitrilo. Los grupos sustituidos pueden ser cianoalquilo, haloalquilo, aminoalquilo, hidroxialquilo, alcoxialquilo, carbalcoxialquilo y derivados sustituidos similares de grupos arilo, alcarilo y aralquilo cuando esten presentes.
Los expertos en la materia reconoceran que no se pueden obtener compuestos que contienen ciertas combinaciones de los grupos anteriores, por ejemplo, debido a factores tales como impedimento esterico o interaction intramolecular. Por esta razon, en la mayoria de los compuestos de la clase descrita, uno y usualmente varios de los grupos designados por Ri a R6 representara hidrogeno.
Ejemplos especificos no limitativos de materiales que entran dentro del alcance de la formula expuesta anteriormente, y que son adecuados para su uso en la presente invention, incluyen: etilenimina (aziridina); 1,2- propilenimina (2-metilaziridina); 1,3-propilenimina (azetidina); 1,2-dodecilenimina (2-decil aziridina); 1, 1 -dimetil- etilenimina (2,2-dimetil aziridina); fenil-etilenimina (2-fenil-aziridina); tolil etilenimina (2-(4-metilfenil) aziridina); bencil etilenimina (2-fenilmetil aziridina); 1,2-difenil-etilenimina (2,3-difenil aziridina); hidroxietil-etilenimina (2-(2- hidroxietil)aziridina); aminoetil-etilenimina (2-(2-aminoetil)aziridina); 2-metilpropilenimina (3-metil-azetidina); 3- cloropropil-etilenimina (2-(3-cloropropil)aziridina); N-(cianoetil)etilenimina (1-cianoetil aziridina); N-fenil-etilenimina (1- fenil-aziridina); N-tolil-etilenimina (1-(2-metilfenil)aziridina) y N-(p-clorofenil) etilenimina (1-(4-clorofenil)aziridina), as^ como mezclas de los mismos.
En ciertas realizaciones, la reaction con la imina tiene lugar mediante la mezcla de la imina y el polimero acrilico con funcionalidad acida y el calentamiento a temperaturas moderadas, tales como de 50 °C a 160 °C, aunque se pueden usar temperaturas mas altas o mas bajas, dependiendo del tiempo de reaccion deseado. En ciertas realizaciones, siempre que se alcance al menos alguna modification de imina, se pueden lograr propiedades mejoradas cuando todos o parte de los grupos carboxilo presentes se hacen reaccionar con la imina, estando basada la magnitud de la reaccion en la cantidad de imina empleada. En ciertas realizaciones solo es necesario que al menos 0,1 por ciento en peso de unidades acidas, basado en el polimero o polimeros de metacrilato total, se haga reaccionar con imina.
En ciertas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invencion comprenden cualquiera de los polimeros acrilicos adyuvantes descritos anteriormente en los que el polimero comprende un macromonomero oligomerico y un nucleo del cual se extiende el macromonomero oligomerico, en el que el macromonomero oligomerico comprende grupos funcionales reactivos y tiene una funcionalidad media que varia de 1,0 a 30,0 y en el que el nucleo es <10 % en peso del peso total del polimero. Tales polimeros, asi como los metodos para su production, se describen en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos N° de Serie 12/040,371, presentada el 29 de febrero de 2008, la cual se incorpora en la presente memoria como referencia.
En ciertas realizaciones, el polimero adyuvante esta presente en la composition de revestimiento en una cantidad de al menos 10 por ciento en peso, tal como al menos 15 por ciento en peso, o, en algunos casos, al menos 20 por ciento en peso, basado en el peso total de solidos de resina en la composicion de revestimiento. En ciertas realizaciones, el polimero adyuvante esta presente en la composicion de revestimiento en una cantidad de no mas de 50 por ciento en peso, tal como no mas de 40 por ciento en peso, o, en algunos casos, no mas de 30 por ciento en peso, basado en el peso total de solidos de resina en la composicion de revestimiento.
Como se ha indicado anteriormente, ciertas realizaciones de las composiciones de revestimiento de la presente invencion comprenden un agente de curado que tiene grupos funcionales reactivos con los grupos funcionales del polimero adyuvante. Los agentes de curado adecuados para la reticulation de materiales que contienen grupos funcionales hidroxilo y/o carboxilico incluyen resinas aminoplasticas. Las resinas aminoplasticas estan basadas en los productos de condensation de aldehidos, con una sustancia vehiculo de grupos amino o amido. Los productos de condensacion obtenidos de la reaccion de alcoholes y formaldehido con melamina, urea o benzoguanamina son los mas comunes. Mientras que el aldehido empleado es con mayor frecuencia formaldehido, pueden fabricarse otros productos de condensacion similares a partir de otros aldehidos, tales como acetaldehido, crotonaldehido, acroleina, benzaldehido, furfural, glioxal y similares. Las resinas aminoplasticas contienen a menudo grupos metilol u otros grupos alquilol, y en muchos casos al menos una parte de estos grupos alquilol se eterifican mediante una reaccion con un alcohol para proporcionar resinas solubles en disolventes organicos. Las resinas aminoplasticas comunmente empleadas estan substancialmente alquiladas con metanol o butanol. Las resinas aminoplasticas adecuadas incluyen las disponibles bajo el nombre comercial CYMEL® de Cytec Industries, Inc., bajo el nombre comercial RESIMENE® de Solutia, Inc., y bajo el nombre comercial LUWIPAL® de BASF.
Otros agentes de curado utiles incluyen poliisocianatos que son utiles para la reticulacion de materiales que contienen grupos funcionales hidroxilo y/o amina. Ejemplos de diisocianatos adecuados que se pueden utilizar en la presente memoria incluyen toluendiisocianato, 4,4'-metilen-bis (ciclohexilisocianato), isoforondiisocianato, una
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mezcla isomerica de 2,2,4- y 2,4,4-trimetilhexametilen diisocianato, 1,6-hexametilen diisocianato, tetrametilxililen diisocianato y 4,4'-difenilmetilen diisocianato. Ademas, tambien se pueden usar prepoKmeros de poliisocianato bloqueados de diversos polioles tales como poliester-polioles. Ejemplos de agentes bloqueantes adecuados incluyen aquellos materiales que se desbloquearian a temperaturas elevadas, es decir, a temperaturas que varian de 80 a 200 °C. Los agentes bloqueantes adecuados pueden incluir alcoholes alifaticos inferiores tales como metanol, oximas tales como metil etil cetoxima y lactamas tales como caprolactama.
Ciertas realizaciones de las composiciones de revestimiento de la presente invencion incluyen uno o mas catalizadores de curado para catalizar la reaccion entre los grupos funcionales reactivos del agente de curado y los grupos funcionales reactivos del polimero adyuvante. En ciertas realizaciones, el catalizador de curado comprende un catalizador acido. Los catalizadores acidos que se emplean a menudo cuando se pone en practica esta invencion son catalizadores de acido sulfonico. Ejemplos de catalizadores de acido sulfonico adecuados incluyen, sin limitacion: acido p-toluensulfonico, derivados de acido naftalensulfonico, derivados de acido alquilbencenosulfonico, acidos alquilsulfonicos y similares y/o combinaciones de los mismos.
Sin embargo, en ciertas realizaciones de la presente invencion, el catalizador acido es un ester de acido sulfonico bloqueado con epoxi modificado con isocianato polimerico. En ciertas realizaciones, dicho catalizador de ester de acido sulfonico bloqueado modificado con isocianato tiene la siguiente formula estructural:
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en la que:
Z es H o un resto derivado de isocianato de la siguiente estructura:
O
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—O—C-NH----
R1 es alquilo C1-18 monovalente o divalente, alquileno C1-18 o fenilo o naftilo mono- o dialquil C1-18 sustituido, opcionalmente sustituido con 1 a 2 grupos de acido sulfonico;
R2 es H, alquilo C1-18 monovalente o polivalente, bisfenol A o bisfenol F, opcionalmente sustituido con un resto glicidilo o derivado de glicidilo, tal como
OH
I
ch2-ch--ctl
R3 es alquilo C1-18, alquenilo, cicloalquilo, arilo o un resto polimerico, que contiene opcionalmente un ester, un grupo funcional eter o isocianato o un grupo derivado de isocianato;
A es un resto de grupo enlazante multivalente derivado de la reaccion de apertura de anillo de un grupo epoxi con la siguiente estructura:
— CH-C-R4 I, I
R5 R6
en la que R4 es H o -CH2-; R5 y R6 pueden ser iguales o diferentes y cada uno de R5 y R6 es H, alquilo C1-C12 o R4 y R5 juntos forman un cicloalquilo C6-C12;
n es 1-10 en la que si n es mayor que 1, al menos uno de R1, R2 o R3 es al menos difuncional;
X es opcional y puede ser carboxi u oxi y el peso molecular del catalizador es al menos aproximadamente 1.000.
Tales catalizadores, y metodos para su produccion, se describen mas detalladamente en la Patente de Estados Unidos N.° 5.102.961, la cual se incorpora en la presente memoria como referencia. Un ejemplo de tal catalizador, que esta disponible comercialmente, es NACURE® 5414, suministrado por King Industries, Norwalk, CT.
Se ha descubierto sorprendentemente que el uso del catalizador de ester de acido sulfonico bloqueado con epoxi modificado con isocianato polimerico descrito anteriormente puede dar lugar a dispersiones de fluoropolimero que presentan propiedades reologicas significativamente mas favorables como se define por un indice de tixotropia (como se ha descrito anteriormente) en comparacion con dicha dispersion en la cual se utiliza otro catalizador de curado. Como resultado, la presente invencion tambien se refiere a composiciones de revestimiento que comprenden: (1) un polimero fluorocarbonado; (2) un disolvente organico; (3) un polimero adyuvante
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termoendurecible que comprende grupos funcionales reactivos; (4) un agente de curado que tiene grupos funcionales reactivos con los grupos funcionales del polimero adyuvante y (5) un catalizador de curado que comprende un ester de acido sulfonico bloqueado con epoxi modificado con isocianato polimerico.
En ciertas realizaciones, el catalizador acido esta presente en una cantidad que varia entre 0,1 y 15,0 por ciento en peso, tal como entre 0,2 y 10,0 por ciento en peso, o, en algunos casos, entre 0,2 y 1,0 por ciento en peso. Estos porcentajes en peso se basan en el peso total de los solidos de resina en la composition de revestimiento.
En ciertas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invention comprenden un “hiperdispersante”, tal como el descrito en la Patente de Estados Unidos N.° 6.017.639 en la columna 6, lineas 6-65, cuya parte citada se incorpora en la presente memoria como referencia. Mas particularmente, en ciertas realizaciones de la presente invencion, tal hiperdispersante comprende un dispersante anionico fluorado, tal como una sal de un ester parcial de alquilofosfato fluorado, una sal de acido alquilsulfonico fluorada y/o una sal de acido alquilcarboxilico fluorado. En ciertas realizaciones, dicho hiperdispersante esta presente en las composiciones de revestimiento de la presente invencion en una cantidad de 0,005 a 5,0 por ciento en peso, tal como de 0,01 a 3,0 por ciento en peso, o, en algunos casos, de 0,1 a 1,0 por ciento en peso, basado en el peso total de solidos de resina en la composicion de revestimiento.
En otras realizaciones, sin embargo, las composiciones de revestimiento de la presente invencion estan sustancialmente exentas o, en algunos casos, completamente exentas, de cualquier hiperdispersante. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion “sustancialmente exenta” cuando se usa con referencia a la ausencia sustancial de hiperdispersante en las composiciones de revestimiento de la presente invencion, significa que dicho hiperdispersante, si esta presente, esta presente en la composicion de revestimiento en una cantidad de menos de 0,005 por ciento en peso, basado en el peso total de solidos de resina en la composicion de revestimiento.
En ciertas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invencion comprenden tambien un colorante. Como se usa en la presente memoria, el termino “colorante” significa cualquier sustancia que imparte color y/u otra opacidad y/u otro efecto visual a la composicion. El colorante puede anadirse al revestimiento en cualquier forma adecuada, tal como particulas discretas, dispersiones, soluciones y/o escamas. Se puede usar un solo colorante o una mezcla de dos o mas colorantes en las composiciones de revestimiento de la presente invencion.
Ejemplos de colorantes ejemplo incluyen pigmentos, tintes y tintas, tales como los usados en la industria de la pintura y/o los listados en la Asociacion de Fabricantes de Color Seco (DCMA), asi como composiciones de efectos especiales. Un colorante puede incluir, por ejemplo, un polvo solido finamente dividido que es insoluble pero humectable en las condiciones de uso. Un colorante puede ser organico o inorganico y puede ser aglomerado o no aglomerado. Los colorantes se pueden incorporar en los revestimientos mediante el uso de un vehiculo triturado, tal como un vehiculo de molturacion acrilico, cuyo uso sera familiar para un experto en la materia.
Ejemplos de pigmentos y/o composiciones de pigmentos incluyen, pero no se limitan a, pigmento bruto de carbazol- dioxazina, azo, monoazo, disazo, naftol AS, tipo de sal (lagos), benzimidazolona, condensation, complejo metalico, isoindolinona, isoindolina y ftalocianina policiclica, quinacridona, perileno, perilona, dicetopirrolo pirrol, tioindigo, antraquinona, indantrona, antrapiririmidina, flavantrona, piranantrona, antantrona, dioxazina, triarilcarbonio, pigmentos de quinoftalona, rojo dicetopirrolopirrol (“rojo DPPBO”), dioxido de titanio, negro de carbon, titanato de niquel-antimonio, oxido de cromo, oxido de hierro rojo, oxido de hierro amarillo, oxido de hierro naranja y oxidos de hierro transparentes, y mezclas de los mismos. El termino “pigmento” y la expresion “material de relleno coloreado” pueden usarse indistintamente.
Ejemplos de colorantes incluyen, pero no se limitan a, aquellos que son disolventes y/o de base acuosa tales como ftalo verde o azul, oxido de hierro, vanadato de bismuto, antraquinona, perileno, aluminio y quinacridona.
Ejemplos de tintes incluyen, pero no se limitan a, pigmentos dispersos en vehiculos acuosos o miscibles con agua tales como AQUA-CHEM 896 disponible comercialmente de Degussa, Inc., CHARISMA COLORANTS y MAXITONER INDUSTRIAL COLOrAnTS comercialmente disponibles de la division Accurate Dispersions de Eastman Chemical, Inc.
Como se ha indicado anteriormente, el colorante puede estar en forma de una dispersion que incluye, pero no se limita a, una dispersion de nanoparticulas. Las dispersiones de nanoparticulas pueden incluir uno o mas colorantes de nanoparticulas altamente dispersos y/o particulas de colorante que producen un color y/u opacidad visual y/o visual deseados. Las dispersiones de nanoparticulas pueden incluir colorantes tales como pigmentos o colorantes que tienen un tamano de particula inferior a 150 nm, tal como menos de 70 nm o menos de 30 nm. Las nanoparticulas se pueden producir moliendo pigmentos organicos o inorganicos con medios de molienda con un tamano de particula de menos de 0,5 mm. Ejemplos de dispersiones de nanoparticulas y metodos para fabricarlas se identifican en la Patente de Estados Unidos N.° 6.875.800 B2, la cual se incorpora en la presente memoria como referencia. Las dispersiones de nanoparticulas tambien pueden producirse por cristalizacion, precipitation, condensacion en fase gaseosa y desgaste quimico (es decir, disolucion parcial). Con el fin de minimizar la
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reaglomeracion de nanoparticulas dentro del revestimiento, se puede usar una dispersion de nanoparticulas recubiertas de resina. Como se usa en la presente memoria, una “dispersion de nanoparticulas recubiertas con resina” se refiere a una fase continua en la que se dispersan “microparticulas compuestas” discretas que comprenden una nanoparticula y un revestimiento de resina sobre la nanoparticula. Ejemplos de dispersiones de nanoparticulas revestidas con resina y metodos para fabricarlas se identifican en la publicacion de solicitud de patente de los Estados Unidos 2005-0287348 A1, presentada el 24 de junio de 2004, Solicitud Provisional de los Estados Unidos N.° 60/482.167 presentada el 24 de junio de 2003 y la Solicitud de Patente de Estados Unidos N.° de Serie 11/337.062, presentada el 20 de enero de 2006, la cual tambien se incorpora en la presente memoria como referencia.
Ejemplos de composiciones de efectos especiales que pueden usarse en las composiciones de revestimiento de la presente invencion incluyen pigmentos y/o composiciones que producen uno o mas efectos de apariencia tales como reflectancia, nacarado, brillo metalico, fosforescencia, fluorescencia, fotocromismo, fotosensibilidad, termocromismo, goniocromismo y/o cambio de color. Las composiciones de efectos especiales adicionales pueden proporcionar otras propiedades perceptibles, tales como opacidad o textura. En ciertas realizaciones, las composiciones de efecto especial pueden producir un cambio de color, de manera que el color del revestimiento cambia cuando el revestimiento se ve desde angulos diferentes. Ejemplos de composiciones de efecto de color se identifican en la Patente de Estados Unidos N.° 6.894.086, la cual se incorpora aqui como referencia. Las composiciones de efecto de color adicionales pueden incluir mica revestida transparente y/o mica sintetica, silice recubierta, alumina recubierta, un pigmento de cristal liquido transparente, un revestimiento de cristal liquido y/o cualquier composicion en la que la interferencia es el resultado de una diferencia en el indice de refraccion dentro del material y no debido a la diferencia en el indice de refraccion diferencial entre la superficie del material y el aire.
En ciertas realizaciones, se puede usar una composicion fotosensible y/o composicion fotocromica, que altera reversiblemente su color cuando se expone a una o mas fuentes de luz, en las composiciones de revestimiento de la presente invencion. Las composiciones fotocromicas y/o fotosensibles pueden activarse por exposicion a radiacion de una longitud de onda especificada. Cuando la composicion se excita, se cambia la estructura molecular y la estructura alterada exhibe un nuevo color que es diferente del color original de la composicion. Cuando se elimina la exposicion a la radiacion, la composicion fotocromica y/o fotosensible puede volver a un estado de reposo, en el que vuelve el color original de la composicion. En ciertas realizaciones, la composicion fotocromica y/o fotosensible puede ser incolora en un estado no excitado y exhibir un color en un estado excitado. El cambio de color completo puede aparecer en cuestion de milisegundos a varios minutos, como de 20 segundos a 60 segundos. Ejemplos de composiciones fotocromicas y/o fotosensibles incluyen colorantes fotocromicos.
En ciertas realizaciones, la composicion fotosensible y/o la composicion fotocromica pueden estar asociadas con y/o al menos parcialmente unidas a, tal como por enlace covalente, un polimero y/o materiales polimericos de un componente polimerizable. En contraste con algunos revestimientos en los que la composicion fotosensible puede emigrar fuera del revestimiento y cristalizar en el sustrato, la composicion fotosensible y/o composicion fotocromica asociada y/o al menos parcialmente unida a un polimero y/o componente polimerizable de acuerdo con ciertas realizaciones de la presente invencion, tienen una migration minima fuera del revestimiento. Las composiciones fotosensibles de ejemplo y/o las composiciones fotocromicas y los metodos para fabricarlas se identifican en la Solicitud de Patente Publicada de Estados Unidos N.° 2006-0014099 A1, la cual se incorpora aqui como referencia.
En general, el colorante puede estar presente en la composicion de revestimiento en cualquier cantidad suficiente para impartir el efecto visual y/o de color deseado. El colorante puede comprender de 1 a 65 por ciento en peso de las presentes composiciones, tal como de 3 a 40 por ciento en peso o de 5 a 35 por ciento en peso, con porcentaje en peso basado en el peso total de las composiciones.
En ciertas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invencion tienen un contenido de solidos (solidos de resina mas solidos de pigmento) que varia de 20 a 80 por ciento en peso, tal como de 50 a 80 por ciento en peso y, en algunos casos, de 60 a 70 por ciento en peso basado en el peso total de la composicion.
Tambien son adecuados para su uso en la presente invencion los tipos de pigmentos inhibidores de la corrosion, tales como cromatos, silices, silicatos, fosfatos y molibdatos, asi como los descritos en la Publicacion de la Solicitud de Patente de Estados Unidos N.° 2008-0022886A1, cuyas partes citadas se han incorporado en la presente memoria como referencia. Los pigmentos extendedores o de carga adecuados para su uso en la presente invencion incluyen caolin, talco, carbonato de calcio, tierra de diatomeas, silicatos de calcio sinteticos, perlita, fibras de celulosa, silice molida, arcillas calcinadas, microesferas, silice ahumada, silices ahumadas tratadas, dioxido de titanio, micas molidas humedas, fibras sinteticas, arcilla snobita, arcilla bentonita, micas micronizadas, arcillas de atapulgita y trihidrato de alumina.
Como se indica, ciertas realizaciones de la presente invencion se refieren a composiciones de revestimiento adecuadas para producir revestimientos de bajo brillo. Tal como se utiliza en la presente memoria, el termino “brillo” se refiere a la capacidad de un revestimiento para reflejar la luz, con un valor de brillo mas alto correspondiente a una cantidad mayor de luz que se refleja. Como comprenderan los expertos en la materia, las mediciones de brillo se pueden hacer usando un medidor de Brillo Haze BYK disponible de Gardner Instrument Company, Inc. Tal como
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se utiliza en la presente memoria, la expresion “brillo a 60°” se refiere al brillo de un sustrato recubierto determinado a un angulo de 60° utilizando un medidor BYK/Haze Gloss. Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresion “revestimiento de bajo brillo” se refiere a un revestimiento que tiene un brillo a 60°, medido como se ha descrito anteriormente, de no mas de 20 unidades de brillo, en algunos casos no mas de 10 unidades de brillo o, en incluso en otros casos, no mas de 5 unidades de brillo. En ciertas realizaciones, tales composiciones de revestimiento de la presente invencion son capaces de producir un revestimiento de bajo brillo cuando se aplican a un espesor de pelicula de hasta 0,5 mm.
Para conseguir composiciones de revestimiento adecuadas para producir un revestimiento de bajo brillo, ciertas realizaciones de las composiciones de revestimiento de la presente invencion comprenden un agente de nivelado. Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresion “agente de nivelado” se refiere a un material, tal como un pigmento, anadido a una composition de revestimiento para reducir el brillo de una pelicula de revestimiento depositada a partir de dicha composicion. En algunos casos, como comprenderan los expertos en la materia, es la adicion de un agente de nivelado a una composicion de revestimiento la que da como resultado una composicion de revestimiento capaz de producir un revestimiento de bajo brillo.
Los agentes de nivelado pueden comprender materiales inorganicos u organicos, ambos o cualquiera de los cuales son adecuados para su uso en las composiciones de revestimiento de la presente invencion. Ejemplos de agentes de nivelado inorganicos que son adecuados para su uso en las composiciones de revestimiento de la presente invencion incluyen silice amorfa o pirogenica, geles de silice, alumina, titania, zirconia, zirconio, oxido de estano, magnesia o mezclas de los mismos. Un agente de nivelado inorganico puede no estar tratado, o puede estar tratado superficialmente con compuestos organicos, por ejemplo, con tipos de cera adecuados o con compuestos inorganicos. Ejemplos de agentes de nivelado organicos que son adecuados para su uso en las composiciones de revestimiento de la presente invencion incluyen polipropileno, polietileno, politetrafluoroetileno (PTFE) y otros polimeros que tienen propiedades opticas equivalentes o similares. Ejemplos de otros agentes de nivelado organicos adecuados son estearato de Al, Zn, Ca o Mg, compuestos cerosos tales como, por ejemplo, ceras de polipropileno micronizadas y condensados de urea-formaldehido.
En ciertas realizaciones, sin embargo, las composiciones de revestimiento de la presente invencion comprenden un agente de nivelado acido, tal como gel de silice amorfo, silice amorfa o pirogenica, geles de silice y silice precipitada. Como se apreciara, las particulas de silice tienen superficies que son de naturaleza acida. Como resultado, dichos agentes de nivelado se refieren a un “agente de nivelado acido” en la presente memoria.
En ciertas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invencion comprenden un agente de nivelado acido que esta neutralizado con una base. Tal como se utiliza en la presente memoria, por “base neutralizada”, cuando se usa con referencia al agente de nivelado, significa que al menos una portion de los grupos funcionales acidos sobre las particulas acidas de agente de nivelado han sido neutralizados con una base para formar un grupo sal carboxilato. En ciertas realizaciones, el grado de neutralization es al menos 0,2, tal como 0,2 a 2,0, en algunos casos de 0,5 a 1,5, tal como de 0,8 a 1,2, del equivalente de neutralizacion teorico total. Agentes neutralizantes adecuados incluyen bases inorganicas y organicas, tales como las descritas anteriormente con referencia al polimero acrilico con funcionalidad acida neutralizada con una base.
En ciertas realizaciones, el agente de nivelado acido neutralizado con una base esta presente en las composiciones de revestimiento de la presente invencion en una cantidad de 1 hasta 50 por ciento en volumen, tal como de 5 hasta 30 por ciento en volumen o, en algunos casos, de 10 hasta 20 por ciento en volumen, estando el porcentaje en volumen basado en el volumen total de solidos en la composicion de revestimiento liquida.
Se ha descubierto sorprendentemente que la neutralizacion con bases de un agente de nivelado acido puede, en al menos algunos casos, proporcionar dispersiones de fluorocarbono y dispersiones de pigmento mejoradas, incluso a las cargas de agente de nivelado acido relativamente altas y a las cargas de resina de alto contenido de fluorocarbono contempladas por ciertas realizaciones de la presente invencion, en comparacion con tales dispersiones que incluyen un agente de nivelado acido que no esta neutralizado con una base. Estas dispersiones pueden presentar un indice de tixotropia (definido anteriormente) no superior a 10, en algunos casos no superior a 8, mientras que el indice de tixotropia de una dispersion identica que contiene un agente de nivelado acido que no es neutralizado con una base exhibe un indice de tixotropia superior, en algunos casos superior a 30.
Se pueden emplear otros tipos de aditivos reconocidos en la tecnica para controlar la reologia, la dispersion del pigmento y la sedimentation, asi como el flujo o la nivelacion. Ocasionalmente, puede ser ventajoso incluir absorbentes de UV y estabilizadores para algunas pigmentaciones. Los estabilizantes UV particularmente utiles incluyen los vendidos bajo el nombre comercial TINUVIN por Ciba Specialty Chemicals, Basilea, Suiza.
Los Ejemplos en la presente memoria presentan metodos adecuados para preparar las composiciones de revestimiento de la presente invencion.
Las composiciones de revestimiento de la presente invencion son adecuadas para la aplicacion a cualquiera de varios sustratos, incluyendo sustratos humanos y/o animales, tales como queratina, pelo, piel, dientes, unas y
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similares, asi como plantas, arboles, semillas, tierras agricolas, tales como tierras de pastoreo, tierras de cultivo y similares; areas de tierra cubiertas de cesped, por ejemplo, cespedes, campos de golf, campos de atletismo, etc., y otras areas terrestres, tales como bosques y similares.
Los sustratos adecuados incluyen materiales que contienen celulosa, incluyendo papel, cartulina, carton, madera contrachapada y tableros de fibras prensada, madera dura, madera blanda, chapa de madera, aglomerado, madera prensada, tablero de fibras orientadas y tableros de fibra. Dichos materiales pueden estar hechos enteramente de madera, tales como pino, roble, arce, caoba, cerezo y similares. En algunos casos, sin embargo, los materiales pueden comprender madera en combinacion con otro material, tal como un material resinoso, es decir, compuestos de madera/resina, tales como compuestos fenolicos, compuestos de fibras de madera y polimeros termoplasticos y compuestos de madera reforzados con cemento, fibras o revestimientos de plastico.
Los sustratos metalicos adecuados incluyen, pero no se limitan a laminas, hojas o piezas de trabajo de acero laminado en frio, acero inoxidable y acero tratado superficialmente con cualquiera de zinc metal, compuestos de zinc y aleaciones de zinc (incluyendo acero electrogalvanizado, acero galvanizado por inmersion en caliente, acero GALVANNEAL y acero chapado con aleacion de zinc), cobre, magnesio y aleaciones de los mismos, aleaciones de aluminio, aleaciones de zinc-aluminio como GALFAN, GALVALUME, tambien se pueden usar sustratos de acero chapado en aluminio y acero chapado en aleacion de aluminio. Los sustratos de acero (tales como el acero laminado en frio o cualquiera de los sustratos de acero enumerados anteriormente) recubiertos con un revestimiento organico soldable rico en zinc o rico en fosfuro hierro son tambien adecuados para su uso en el proceso de la presente invencion. Dichas composiciones de revestimiento soldables se divulgan, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos Numeros 4.157.924 y 4.186.036. El acero laminado en frio tambien es adecuado cuando se trata previamente con, por ejemplo, una solucion seleccionada del grupo que consiste en una solucion de fosfato metalico, una solucion acuosa que contiene al menos un metal del Grupo IIIB o IVB, una solucion de organofosfato, una solucion de organofosfonato y combinaciones de los mismos. Tambien, los sustratos metalicos adecuados incluyen plata, oro y sus aleaciones.
Ejemplos de sustratos silicaticos adecuados son vidrio, porcelana y ceramica.
Ejemplos de sustratos polimericos adecuados son poliestireno, poliamidas, poliesteres, polietileno, polipropileno, resinas de melamina, poliacrilatos, poliacrilonitrilo, poliuretanos, policarbonatos, poli(cloruro de vinilo), alcoholes polivinilicos, acetatos de polivinilo, polivinilpirrolidonas y los correspondientes copolimeros y copolimeros de bloque, polimeros biodegradables y polimeros naturales, tales como gelatina.
Ejemplos de sustratos textiles adecuados son fibras, hilos gruesos, hilos, tejidos, tejidos de punto, telas no tejidas y prendas de vestir compuestas de poliester, poliester modificado, tejidos de mezcla de poliester, nylon, algodon, tejidos de mezcla de algodon, yute, lino, canamo y ramio, viscosa, seda, poliamida, tejidos de mezcla de poliamida, poliacrilonitrilo, triacetato, acetato, policarbonato, polipropileno, poli(cloruro de vinilo), microfibras de poliester y tejido de fibra de vidrio.
Ejemplos de sustratos de cuero adecuados son cuero de grano (por ejemplo, nappa de oveja, cabra o vaca y cuero de ternera o vaca), cuero de gamuza (por ejemplo, terciopelo de oveja, cabra o ternera y piel de animales de caza), terciopelo estampado (por ejemplo, de piel de vaca o ternera), piel de ante y de nubuk; ademas tambien pieles y lana (por ejemplo, piel de gamuza con pelo). El cuero tambien puede haber sido curtido por cualquier metodo de curtido convencional, en particular, curtido vegetal, mineral, sintetico o combinado (por ejemplo, curtido con cromo, curtido con zirconilo, curtido con aluminio o curtido con semi-cromado). Si se desea, el cuero tambien puede ser curtido nuevamente; para volver a realizar el curtido, se puede usar cualquier agente de curtido empleado convencionalmente para volver a curtir, por ejemplo, agentes de curtido minerales, vegetales o sinteticos, por ejemplo, derivados de cromo, zirconilo o derivados de aluminio, extractos de quebracho, extractos de castano o mimosa, sintanos aromaticos, poliuretanos, (co)polimeros de compuestos de acido(met)acrilico o melamina, dicianodiamida y/o resinas de urea/formaldehido.
Ejemplos de sustratos compresibles adecuados incluyen sustratos de espuma, vejigas polimericas llenas de liquido, vejigas polimericas llenas de aire y/o gas y/o vejigas polimericas llenas de plasma. Como se usa en la presente memoria, la expresion “sustrato de espuma" significa un material polimerico o natural que comprende una espuma de celda abierta y/o una espuma de celda cerrada. Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresion “espuma de celda abierta" significa que la espuma comprende una pluralidad de camaras de aire interconectadas. Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresion “espuma de celda cerrada" significa que la espuma comprende una serie de poros cerrados discretos. Ejemplos de sustratos de espuma incluyen espumas de poliestireno, espumas de polimetacrilimida, espumas de poli(cloruro de vinilo), espumas de poliuretano, espumas de polipropileno, espumas de polietileno y espumas poliolefinicas. Ejemplos de espumas poliolefinicas incluyen espumas de polipropileno, espumas de polietileno y/o espuma de etileno-acetato de vinilo (EVA). La espuma de EVA puede incluir laminas planas o placas o formas moldeadas de EVA, tales como las medias suelas de los zapatos. Diferentes tipos de espuma de EVA pueden tener diferentes tipos de porosidad superficial. La espuma EVA moldeada puede comprender una superficie densa o “piel", mientras que las laminas planas o bloques pueden exhibir una superficie porosa.
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Las composiciones de revestimiento de la presente invencion se pueden aplicar a tales sustratos por cualquiera de varios metodos incluyendo pulverizacion, cepillado, inmersion y revestimiento en rodillo, entre otros metodos. En ciertas realizaciones, sin embargo, las presentes composiciones de revestimiento son particularmente adecuadas para ser aplicadas a una bobina metalica por revestimiento en rodillo. Como resultado, la presente invencion tambien se refiere a un metodo de revestimiento en bobina de un sustrato metalico y el sustrato revestido con bobina. En el presente metodo de revestimiento en bobina, se utiliza un aparato de revestimiento en bobina para aplicar una composicion de revestimiento de la presente invencion. La composicion de revestimiento se aplica a menudo de tal modo que el espesor de la pelicula humeda es de 0,025 a 0,254 mm. El revestimiento se endurece a continuacion, por ejemplo, a una temperatura de 200 °C a 300 °C durante 10 a 50 segundos para formar una pelicula seca curada con un espesor de pelicula de, por ejemplo, 0,012 a 0,15 mm.
Los usos finales particulares en los que se pueden encontrar sustratos revestidos de la presente invencion incluyen paneles de construction, paneles para techos, partes de carroceria para automoviles y extrusiones de aluminio.
Los siguientes ejemplos ilustran la invencion. Todas las partes y porcentajes en los ejemplos, asi como en toda la memoria descriptiva, son en peso, a menos que se indique lo contrario.
Ejemplo 1
Este ejemplo describe la preparation de un polimero acrilico con funcionalidad acida neutralizada con una base. El polimero se preparo usando las cargas de la Tabla 1.
TABLA 1
Carga
Nombre del material Peso (gramos)
1
Acetato de PM1 1195
2
Metacrilato de metilo 2568,3
Acrilato de etilo 1105,14
Acido metacrilico 98,62
Acrilato de hidroxietilo 205,94
3
Acetato de PM 424
Trigonox® 1312 93,23
4
Acetato de PM 574,49
5
Acetato de PM 424,8
Trigonox® 131 31,08
6
Acetato de PM 960,68
7
Acetato de PM 402,11
8
Tinuvin® 1233 41,44
9
Dimetiletanolamina 112,37
1 Propilenglicol monometil eter acetato. 2 Carbonato de terc-amilperoxi 2-etilhexilo de Akzo Nobel. 3 Fotoestabilizadores con amina impedida (HALS) comercialmente disponible de Ciba
Se anadio la carga 1 a un matraz equipado con agitation mecanica, termopar, condensador de reflujo, entrada de nitrogeno y dos lineas de alimentation para las Cargas 2 y 3 y se calento a reflujo bajo una manta de nitrogeno. Se anadio la carga 3 durante 185 minutos y cinco minutos despues de que comenzo la carga 3, se anadio la carga 2 durante 180 minutos mientras se mantenia la condition de reflujo leve. Una vez completadas las cargas 2 y 3, se anadio la carga 4 como enjuagado para la carga 2. Se recupero el reflujo y se anadio la carga 5 durante 1 hora mientras se mantenia el reflujo. Una vez completada la carga 5, se anadio la carga 6 como enjuagado para la carga 5. La solution se mantuvo entonces a reflujo durante 1 hora adicional despues de completada la alimentacion. A continuacion, la solucion se enfrio hasta por debajo de 40 °C antes de anadir la carga 8. Despues se anadio la carga 8 y la solucion se mantuvo durante 15 minutos antes de anadir la carga 9 y despues la carga 7. La solucion resultante se vertio a continuacion a traves de una bolsa de filtro adecuada.
La solucion resultante tenia un contenido total de solidos de 50,6 % a 110 °C, una viscosidad Gardner de W +, un peso molecular promedio en peso (Mw) de 14.663 y un indice de polidispersidad (Mw/Mn) de 3,6.
Ejemplo 2
Este ejemplo describe la preparacion de un polimero acrilico con funcionalidad acida neutralizada con una base. El polimero se preparo utilizando las cargas de la Tabla 2.
TABLA 2
Carga
Nombre del material Peso (gramos)
1
Acetato de PM 1195
2
Metacrilato de metilo 2568,3
Acrilato de etilo 1105,14
Acido metacrilico 98,62
Acrilato de hidroxietilo 205,94
3
Acetato de PM 424
Trigonox® 131 93,23
4
Acetato de PM 574,49
5
Acetato de PM 424,8
Trigonox® 131 31,08
6
Acetato de PM 960,68
7
Acetato de PM 402,11
8
Tinuvin® 123 41,44
Se anadio la carga 1 a un matraz equipado con agitacion mecanica, termopar, condensador de reflujo, entrada de nitrogeno y dos lineas de alimentacion para las Cargas 2 y 3 y se calento a reflujo bajo una manta de nitrogeno. Se 5 anadio la carga 3 durante 185 minutos y cinco minutos despues de que comenzo la carga 3, se anadio la carga 2
durante 180 minutos mientras se mantenia la condicion de reflujo leve. Una vez completadas las cargas 2 y 3, se anadio la carga 4 como enjuagado para la carga 2. Se recupero el reflujo y se anadio la carga 5 durante 1 hora mientras se mantenia el reflujo. Una vez completada la carga 5, se anadio la carga 6 como enjuagado para la carga 5. La solucion se mantuvo entonces a reflujo durante 1 hora adicional despues de completada la alimentacion. A 10 continuacion, la solucion se enfrio hasta por debajo de 40 °C antes de anadir la carga 8. Despues se anadio la carga
8 y la solucion se mantuvo durante 15 minutos antes de anadir la carga 7. La solucion resultante se vertio a continuacion a traves de una bolsa de filtro adecuada.
La solucion resultante tenia un contenido total de solidos de 52,28 % a 110 °C, una viscosidad Gardner de X - Y, un 15 peso molecular promedio en peso (Mw) de 14.902 y un indice de polidispersidad (Mw/Mn) de 3,9.
Ejemplo 3
Este ejemplo describe la preparacion de un polimero acrilico que comprende grupos acidos reaccionados con imina. 20 El polimero se preparo utilizando las cargas de la Tabla 3.
TABLA 3
Carga
Nombre del material Peso (gramos)
1
Acetato de PM 478,07
2
Metacrilato de metilo 1.027,32
Acrilato de etilo 442,06
Acido metacrilico 39,45
Acrilato de hidroxietilo 82,38
3
Acetato de PM 169,6
Trigonox® 131 37,29
4
Acetato de PM 229,80
5
Acetato de PM 169,9
Trigonox® 131 12,43
6
Acetato de PM 414,05
7
Propilenimina 13,10
8
Tinuvin® 123 16,58
Se anadio la carga 1 a un matraz equipado con agitacion mecanica, termopar, condensador de reflujo, entrada de 25 nitrogeno y dos lineas de alimentacion para las Cargas 2 y 3 y se calento a reflujo bajo una manta de nitrogeno. Se anadio la carga 3 durante 185 minutos y cinco minutos despues de que comenzo la carga 3, se anadio la carga 2 durante 180 minutos mientras se mantenia la condicion de reflujo leve. Una vez completadas las cargas 2 y 3, se anadio la carga 4 como enjuagado para la carga 2. Se recupero el reflujo y se anadio la carga 5 durante 1 hora
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mientras se mantema el reflujo. Una vez completada la carga 5, se anadio la carga 6 como enjuagado para la carga 5. La solucion se mantuvo entonces a reflujo durante 1 hora adicional despues de completada la alimentacion. A continuacion, la solucion se enfrio hasta 55-60 °C antes de anadir la carga 7. Despues se anadio la carga 7 usando una jeringa y la solucion se mantuvo durante 1 hora a 57-60 °C. La solucion se enfrio a continuacion hasta 37-40 °C y a continuacion se anadio la carga 8. La solucion resultante se vertio a continuacion a traves de una bolsa de filtro adecuada.
La solucion resultante tenia un contenido total de solidos de 52,3 % a 110 °C, una viscosidad Gardner de Z-Z1, un peso molecular promedio en peso (Mw) de 12.195 y un indice de polidispersidad (Mw/Mn) de 4,0.
Ejemplo 4
Este ejemplo describe la preparacion de un polimero acrilico sin grupos acidos. El polimero se preparo utilizando las cargas de la Tabla 4.
TABLA 4
Carga
Nombre del material Peso (gramos)
1
Acetato de PM 509,6
2
Metacrilato de metilo 1.113,84
Acrilato de etilo 394,15
Acrilato de hidroxietilo 83,21
3
Acetato de PM 191,1
Trigonox® 131 37,29
4
Acetato de PM 229,8
5
Acetato de PM 191,1
Trigonox® 131 12,43
6
Acetato de PM 470,9
7
Tinuvin® 123 16,58
Se anadio la carga 1 a un matraz equipado con agitacion mecanica, termopar, condensador de reflujo, entrada de nitrogeno y dos lineas de alimentacion para las Cargas 2 y 3 y se calento a reflujo bajo una manta de nitrogeno. Se anadio la carga 3 durante 185 minutos y cinco minutos despues de que comenzo la carga 3, se anadio la carga 2 durante 180 minutos mientras se mantema la condicion de reflujo leve. Una vez completadas las cargas 2 y 3, se anadio la carga 4 como enjuagado para la carga 2. Se recupero el reflujo y se anadio la carga 5 durante 1 hora mientras se mantema el reflujo. Una vez completada la carga 5, se anadio la carga 6 como enjuagado para la carga 5. La solucion se mantuvo entonces a reflujo durante 1 hora adicional despues de completada la alimentacion. A continuacion, la solucion se enfrio hasta por debajo de 40 °C antes de anadir la carga 7. Despues se anadio la carga 7 y la solucion se mantuvo durante 15 minutos. La solucion resultante se vertio a continuacion a traves de una bolsa de filtro adecuada.
La solucion resultante tenia un contenido total de solidos de 50,68 % a 110 °C, una viscosidad Gardner de V+, un peso molecular promedio en peso (Mw) de 12.907 y un indice de polidispersidad (Mw/Mn) de 3,6.
Ejemplo 5
Este ejemplo describe la preparacion de un polimero acrilico sin grupos acidos. El polimero se preparo utilizando las cargas de la Tabla 5.
TABLA 5
Carga
Nombre del material Peso (gramos)
1
Acetato de PM 478,07
2
Metacrilato de metilo 1065,44
Acrilato de etilo 373,27
Acrilato de hidroxietilo 135,92
3
Acetato de PM 169,6
Trigonox® 131 49,73
4
Acetato de PM 229,8
5
Acetato de PM 169,9
5
10
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40
Carga
Nombre del material Peso (gramos)
Trigonox® 131 16,58
6
Acetato de PM 545,11
7
Tinuvin® 123 16,58
Se anadio la carga 1 a un matraz equipado con agitacion mecanica, termopar, condensador de reflujo, entrada de nitrogeno y dos lmeas de alimentacion para las Cargas 2 y 3 y se calento a reflujo bajo una manta de nitrogeno. Se anadio la carga 3 durante 185 minutos y cinco minutos despues de que comenzo la carga 3, se anadio la carga 2 durante 180 minutos mientras se mantenia la condicion de reflujo leve. Una vez completadas las cargas 2 y 3, se anadio la carga 4 como enjuagado para la carga 2. Se recupero el reflujo y se anadio la carga 5 durante 1 hora mientras se mantenia el reflujo. Una vez completada la carga 5, se anadio la carga 6 como enjuagado para la carga 5. La solucion se mantuvo entonces a reflujo durante 1 hora adicional despues de completada la alimentacion. A continuacion, la solucion se enfrio hasta por debajo de 40 °C antes de anadir la carga 7. Despues se anadio la carga 7 y la solucion se mantuvo durante 15 minutos. La solucion resultante se vertio a continuacion a traves de una bolsa de filtro adecuada.
La solucion resultante tenia un contenido total de solidos de 51,69 % a 110 °C, una viscosidad Gardner de V+, un peso molecular promedio en peso (Mw) de 13.520 y un indice de polidispersidad (Mw/Mn) de 3,5.
Ejemplo 6
Este ejemplo describe la preparacion de un polimero acrilico con funcionalidad acida neutralizada con una base. El polimero se preparo utilizando las cargas de la Tabla 6.
TABLA 6
Carga
Nombre del material Peso (gramos)
1
Acetato de PM 478,07
2
Metacrilato de metilo 1.015,72
Acrilato de etilo 437,08
Acido metacrilico 39,45
Acrilato de hidroxietilo 82,38
3
Acetato de PM 169,6
Luperox® 5754 49,73
4
Acetato de PM 229,8
5
Acetato de PM 169,9
Luperox® 575 16,58
6
Acetato de PM 495,75
7
Acetato de PM 49,37
8
Tinuvin® 1233 16,58
9
Dimetiletanolamina 44,95
4 t-Amil peroxi (2-etilhexanoato) de Arkema Inc.
Se anadio la carga 1 a un matraz equipado con agitacion mecanica, termopar, condensador de reflujo, entrada de nitrogeno y dos lineas de alimentacion para las Cargas 2 y 3 y se calento a reflujo bajo una manta de nitrogeno. Se anadio la carga 3 durante 185 minutos y cinco minutos despues de que comenzo la carga 3, se anadio la carga 2 durante 180 minutos mientras se mantenia la condicion de reflujo leve. Una vez completadas las cargas 2 y 3, se anadio la carga 4 como enjuagado para la carga 2. Se recupero el reflujo y se anadio la carga 5 durante 1 hora mientras se mantenia el reflujo. Una vez completada la carga 5, se anadio la carga 6 como enjuagado para la carga 5. La solucion se mantuvo entonces a reflujo durante 1 hora adicional despues de completada la alimentacion. A continuacion, la solucion se enfrio hasta por debajo de 40 °C antes de anadir la carga 8. Despues se anadio la carga 8 y la solucion se mantuvo durante 15 minutos antes de anadir la carga 9 y despues la carga 7. La solucion resultante se vertio a continuacion a traves de una bolsa de filtro adecuada.
La solucion resultante tenia un contenido total de solidos de 51,62 % a 110 °C, una viscosidad Gardner de X-Y un peso molecular promedio en peso (Mw) de 14.690 y un indice de polidispersidad (Mw/Mn) de 3,8.
Ejemplo 7
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de polimero fluorocarbonado.
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En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles, se cargaron 124,23 gramos del producto del Ejemplo 1 y 309,5 gramos de isoforona. A continuacion se anadieron 592,2 gramos de KYNAR® 500 RC 10219 (polimero de fluoruro de polivinilideno de Atofina) seguido de 33,2 gramos de isoforona. La dispersion se mezclo hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 5-6 para la suspension. Se anadieron a continuacion 2,63 gramos de CYASTAT® SN (agente antiestatico disponible comercialmente de Cytec) y se mezclaron durante 5 minutos. Se anadieron a continuacion 5,38 gramos de ZONYL® FSP (fluorotensioactivo de fosfato anionico comercialmente disponible de DuPont) y se mezclaron durante 10 minutos.
Ejemplo 8
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de polimero fluorocarbonado.
En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles, se cargaron 75,44 gramos del producto del Ejemplo 2 y 207,52 gramos de isoforona. A continuacion se anadieron 373,14 gramos de KYNAR® 500 RC 10219 seguido de 11,2 gramos de isoforona. La dispersion se mezclo hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 5-6 para la suspension. Se anadieron a continuacion 1,66 gramos de CYASTAT® SN y se mezclaron durante 5 minutos. Se anadieron a continuacion 3,39 gramos de ZONYL® FSP y se mezclaron durante 10 minutos.
Ejemplo 9
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de polimero fluorocarbonado.
En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles, se cargaron 75,41 gramos del producto del Ejemplo 3 y 208,8 gramos de isoforona. A continuacion se anadieron 373,14 gramos de KYNAR® 500 RC 10219 seguido de 11,2 gramos de isoforona. La dispersion se mezclo hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 5-6 para la suspension. Se anadieron a continuacion 1,66 gramos de CYASTAT® SN y se mezclaron durante 5 minutos. Se anadieron a continuacion 3,39 gramos de ZONYL® FSP y se mezclaron durante 10 minutos.
Ejemplo 10
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de polimero fluorocarbonado.
En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles, se cargaron 77,88 gramos del producto del Ejemplo 4 y 204,9 gramos de isoforona. A continuacion se anadieron 373,42 gramos de KYNAR® 500 RC 10219 seguido de 11,62 gramos de isoforona. La dispersion se mezclo hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 5-6 para la suspension. Se anadieron a continuacion 1,66 gramos de CYASTAT® SN y se mezclaron durante 5 minutos. Se anadieron a continuacion 3,39 gramos de ZONYL® FSP y se mezclaron durante 10 minutos.
Ejemplo 11
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de polimero fluorocarbonado.
En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles, se cargaron 75,41 gramos del producto del Ejemplo 3, 0,54 gramos de dimetiletanolamina y 208,2 gramos de isoforona. A continuacion se anadieron 373,14 gramos de KYNAR® 500 RC 10219 seguido de 11,20 gramos de isoforona. La dispersion se mezclo hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 5-6 para la suspension. Se anadieron a continuacion 1,66 gramos de CYASTAT® SN y se mezclaron durante 5 minutos. Se anadieron a continuacion 3,39 gramos de ZONYL® FSP y se mezclaron durante 10 minutos.
Ejemplo 12
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de pigmento blanco.
En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles y un bano de enfriamiento con agua, se cargaron 251,1 gramos del producto del Ejemplo 1, 251,9 gramos de isoforona y 19,8 gramos de SUSPENO 201-X (aditivo de reologia de Poly-Resyn, Inc.). A continuacion se anadieron lentamente 1124,7 gramos de TIONA® 696 (dioxido de titanio comercialmente disponible en Millenium) y luego se mezclaron durante 10 minutos. La cuchilla de mezcla se cambio despues de una cuchilla de Cowles por una cuchilla de fresado de zircoa de disco plano y se anadieron 990 gramos de perlas de zircoa (1,2-1,7 mm) y el contenido se mezclo a alta velocidad hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 7,5+. Se anadieron a continuacion 12,9 gramos de isoforona y la dispersion se mezclo durante 10 minutos a baja velocidad. Las perlas de zircoa se separaron entonces por filtracion y la dispersion se lleno en un recipiente de 0,95 litros.
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Ejemplo 13
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de pigmento blanco.
En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles y un bano de enfriamiento con agua, se cargaron 121 gramos del producto del Ejemplo 2, 136,93 gramos de isoforona y 9,89 gramos de SUSPENO 201-X. A continuacion se anadieron lentamente 562,36 gramos de TIONA® 696 y luego se mezclaron durante 10 minutos. La cuchilla de mezcla se cambio despues de una cuchilla de Cowles por una cuchilla de fresado de zircoa de disco plano y se anadieron 990 gramos de perlas de zircoa (1,2-1,7 mm) y el contenido se mezclo a alta velocidad hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 7,5+. Las perlas de zircoa se separaron entonces por filtracion y la dispersion se lleno en un recipiente de 0,95 litros.
Ejemplo 14
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de pigmento blanco.
En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles y un bano de enfriamiento con agua, se cargaron 120,96 gramos del producto del Ejemplo 3, 138,95 gramos de isoforona y 9,89 gramos de SUSPENO 201-X. A continuacion se anadieron lentamente 562,36 gramos de TIONA® 696 y luego se mezclaron durante 10 minutos. La cuchilla de mezcla se cambio despues de una cuchilla de Cowles por una cuchilla de fresado de zircoa de disco plano y se anadieron 990 gramos de perlas de zircoa (1,2-1,7 mm) y el contenido se mezclo a alta velocidad hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 7,5+. Las perlas de zircoa se separaron entonces por filtracion y la dispersion se lleno en un recipiente de 0,95 litros.
Ejemplo 15
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de pigmento blanco.
En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles y un bano de enfriamiento con agua, se cargaron 120,96 gramos del producto del Ejemplo 3, 0,87 gramos de dimetiletanolamina, 138,03 gramos de isoforona y 9,89 gramos de SUSPENO 201-X. A continuacion se anadieron lentamente 562,36 gramos de TIONA® 696 y luego se mezclaron durante 10 minutos. La cuchilla de mezcla se cambio despues de una cuchilla de Cowles por una cuchilla de fresado de zircoa de disco plano y se anadieron 990 gramos de perlas de zircoa (1,2-1,7 mm) y el contenido se mezclo a alta velocidad hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 7,5+. Las perlas de zircoa se separaron entonces por filtracion y la dispersion se lleno en un recipiente de 0,95 litros.
Ejemplo 16
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de pigmento rojo.
En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles y un bano de enfriamiento con agua, se cargaron 342,93 gramos del producto del Ejemplo 1, 355,20 gramos de isoforona y 33,44 gramos de SUSPENO 201-X. A continuacion se anadieron lentamente 1.547,43 gramos de oxido rojo RO3097 Kroma (de Rockwood Pigments) y luego se mezclaron durante 10 minutos. La dispersion se proceso a continuacion a traves de un molino Eiger de 250 ml, carga al 70 %, perlas de zircoa (1,2-1,7 mm) hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 7,5+. Las perlas de zircoa se separaron entonces por filtracion y la dispersion se lleno en un recipiente.
Ejemplo 17
Este ejemplo describe la preparacion de una composition de revestimiento que contiene fluoropolimero, de color blanco, que tiene un contenido de solidos en volumen de 46,6 %. Para preparar la composicion, se anadieron los componentes de la Tabla 7 a un recipiente adecuado con agitation.
TABLA 7
Componente
Nombre del material Cantidad (gramos)
1
Dispersion de polimero fluorocarbonado del Ejemplo 7 162,18
2
Dispersion de pigmento blanco del Ejemplo 12 84,59
3
Producto del Ejemplo 1 27,64
4
LUWIPAL® 066 LF5 6,37
5
NACURE® 54146 0,58
Componente
Nombre del material
Cantidad (gramos)
6
Isoforona
6,2
5 Resina de hexametoximetilmelamina disponible de BASF
6 Acido dodecilbencenosulfonico bloqueado con epoxi modificado con isocianato polimerico de King Industries,
Norwalk, CT. Se cree que su preparacion se describe mejor en la Patente de Estados Unidos N.° 5.102.961. Ejemplo 1. El catalizador requiere una temperatura de curado minima de 130 °C para desbloquear el polimero de bloqueo._________________________________________________________________________________________
Ejemplo 18
Este ejemplo describe la preparacion de una composition de revestimiento que contiene fluoropolimero, de color 5 blanco, que tiene un contenido de solidos en volumen de 46,6 %. Para preparar la composicion, los componentes de la Tabla 8 se anadieron a un recipiente adecuado con agitation.
TABLA 8
Componente
Nombre del material Cantidad (gramos)
1
Dispersion de polimero fluorocarbonado del Ejemplo 8 162,15
2
Dispersion de pigmento blanco del Ejemplo 13 84,59
3
Producto del Ejemplo 2 26,65
4
LUWIPAL® 066 LF 6,37
5
NACURE® 5414 0,58
6
Isoforona 7,2
Ejemplo 19
10
Este ejemplo describe la preparacion de una composicion de revestimiento que contiene fluoropolimero, de color blanco, que tiene un contenido de solidos en volumen de 46,6 %. Para preparar la composicion, los componentes de la Tabla 9 se anadieron a un recipiente adecuado con agitacion.
15 TABLA 9
Componente
Nombre del material Cantidad (gramos)
1
Dispersion de polimero fluorocarbonado del Ejemplo 9 162,47
2
Dispersion de pigmento blanco del Ejemplo 14 84,79
3
Producto del Ejemplo 3 26,63
4
LUWIPAL® 066 LF 6,37
5
NACURE® 5414 0,58
6
Isoforona 7,66
Ejemplo 20
Este ejemplo describe la preparacion de una composicion de revestimiento que contiene fluoropolimero, de color 20 blanco, que tiene un contenido de solidos en volumen de 46,6 %. Para preparar la composicion, los componentes de la Tabla 10 se anadieron a un recipiente adecuado con agitacion.
TABLA 10
Componente
Nombre del material Cantidad (gramos)
1
Dispersion de polimero fluorocarbonado del Ejemplo 11 162,44
2
Dispersion de pigmento blanco del Ejemplo 15 84,79
3
Producto del Ejemplo 3 26,63
4
Dimetiletanolamina 0,19
5
LUWIPAL® 066 LF 6,37
6
NACURE® 5414 0,58
7
Isoforona 7,45
25 Ejemplo 21
Este ejemplo describe la preparacion de una composicion de revestimiento que contiene fluoropolimero, de color blanco, que tiene un contenido de solidos en volumen de 46,6 %. Para preparar la composicion, se anadieron los
componentes de la Tabla 11 a un recipiente adecuado con agitacion.
TABLA 11
Componente
Nombre del material Cantidad (gramos)
1
Dispersion de polimero fluorocarbonado del Ejemplo 10 162,18
2
Dispersion de pigmento blanco del Ejemplo 12 84,59
3
Producto del Ejemplo 4 26,63
4
LUWIPAL® 066 LF 6,37
5
NACURE® 5414 0,58
6
Isoforona 6,35
5 Pruebas de reologia
Las composiciones de revestimiento de los Ejemplos 17-21 se evaluaron para determinar las propiedades reologicas definidas por un mdice de tixotropia, que es la viscosidad de la dispersion en centipoise a 0,5 rpm dividida por la viscosidad de la dispersion en centipoise a 50 rpm, medida usando un viscosimetro Brookfield de cono y placa, 10 husillo 52, a 25 °C. El indice de tixotrop^a se midio tras la preparacion de la composicion (inicial) y despues de 1 dia a 40,55 °C. Los resultados se exponen en la Tabla 12.
TABLA 12
Ejemplo
indice de tixotropia inicial indice de tixotropia despues de 1 dia a 40,55 °F
17
3,8 6,2
18
8,3 13,3
19
4,2 3,0
20
6,4 5,9
21
5,4 6,5
15 Aplicacion y pruebas
Las composiciones de los Ejemplos 17-21 se aplicaron con un vastago enrollado de alambre de pelicula humeda al acero galvanizado por inmersion en caliente B-1421. Se aplico una imprimacion, 1PLY5823, disponible comercialmente de PPG Industries, con un espesor de pelicuia seca de 0,005 mm. Las composiciones de 20 revestimiento de los Ejemplos 17-21 se aplicaron a continuacion con una temperatura de metal maximo de 240 °C (465 °F) y un tiempo de permanencia en el horno de 25 segundos. El grosor de la pelicula era de 0,020 mm para cada ejemplo. Los resultados se exponen en la Tabla 13.
TABLA 13
Ejemplo
Brillo a 60° Doble frotado con MEK Dureza al lapiz Flexibilidad Plegado en T Sin desprendimiento Flexibilidad Plegado en T Sin cuarteamiento
17
48,9 100+ F 0T 2T
18
50,1 100+ F 0T 2T
19
42,2 100+ F 0T 2T
20
46,5 100+ F 0T 2T
21
49,2 100+ F 0T 2T
25
Ejemplo 22
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de polimero fluorocarbonado.
30 En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles, se cargaron 78,42 gramos del producto del Ejemplo 5, 188 gramos de isoforona y 0,84 gamos de CYASTAT® SN. A continuacion se anadieron lentamente 380,05 gramos de KYNAR® 500 (polimero de fluoruro de polivinilideno de Atofina) y la dispersion se mezclo hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 5-6 para la suspension.
35 Ejemplo 23
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de pigmento verde.
5
10
15
20
25
30
En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles y un bano de enfriamiento con agua, se cargaron 363,33 gramos del producto del Ejemplo 6, 250,80 gramos de SANTOSOL® DME-1 (una mezcla de esteres dimetilicos de Solutia, Inc.) y 19,8 gramos de SUSPENO 201-NBA (aditivo de reologia disponible de Poly-Resyn, Inc.). A continuacion se anadieron lentamente 878,21 gramos de pigmento Sherwood Verde N.° 5 (de Shepherd Pigments), 182,72 gramos de pigmento Shepherd Azul 9U (de Shepherd Pigments) y 182,72 gramos de Shepherd Negro 430 (de Shepherd Pigments) y despues se mezclaron durante 10 minutos. La dispersion se proceso a continuacion a traves de un molino Eiger de 250 ml, carga al 70 %, perlas de zircoa (1,2-1,7 mm) hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 7,25+. Las perlas de zircoa se separaron entonces por filtracion y la dispersion se lleno en un recipiente.
Ejemplo 24
Este ejemplo describe la preparation de varias composiciones de revestimiento que contienen fluoropolimero, de color verde. Para preparar las composiciones, los componentes de la Tabla 14 se anadieron a un recipiente adecuado con agitation.
TABLA 14
Material
Ej. 24A Ej. 24B Ej. 24C Ej. 24D Ej. 24E Ej. 24F Ej. 24G Ej. 24H
Producto del Ejemplo 22
99,78 99,78 99,78 99,78 99,78 99,78 99,78 99,78
Producto del Ejemplo 23
50,17 50,17 50,17 50,17 50,17 50,17 50,17 50,17
Aditivo de flujo
0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84 0,84
DIAX 27707
0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67
Producto del Ejemplo 5
15,04 15,04 15,04 15,04 15,04 15,04 15,04 15,04
LUWIPAL 066 LF
4,19 4,19 4,19 4,19 4,19 4,19 4,19 4,19
Isoforona
4,31 4,31 4,31 4,31 4,31 4,31 4,31 4,31
FASTCAT B258
0,34 0,67 - - - - - -
NACURE 14199
- - 0,88 1,31 - - - -
NACURE 522510
- - - - 1,04 1,58 - -
NACURE 5414
- - - - - - 1 1,52
7 Una polialfaolefina preparada usando 1-dodeceno y que tiene un peso molecular de aproximadamente 1.500 disponible de Baker Petrolite.
8 Catalizador de acido p-toluenosulfonico bloqueado con amina de Nichem Corp.
9 Catalizador de acido dinonil naftalen sulfonico bloqueado con epoxi de King Industries.
10 Catalizador de acido dodecil bencenosulfonico bloqueado con amina de King Industries._______________________
Pruebas de reologia
Las composiciones de revestimiento del Ejemplo 24 se evaluaron con respecto a las propiedades reologicas definidas por un indice de tixotropia, que es la viscosidad de la dispersion en centipoise a 0,5 rpm dividida por la viscosidad de la dispersion en centipoise a 50 rpm, medida usando un viscosimetro de cono y placa Brookfield, husillo 52, a 25 °C. Los resultados se exponen en la Tabla 15.
TABLA 15
Ejemplo
indice de tixotropia
24A
20,2
24B
25,3
24C
15,2
24D
18,6
24E
29
24F
32,3
24G
5,5
24H
10,4
Ejemplo 25
Este ejemplo describe la preparacion de una dispersion de polimero fluorocarbonado. En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles, se cargaron 124,23 gramos del producto del Ejemplo 1, 8,29 gramos de un aditivo de flujo acrilico y 320,35 gramos de isoforona. A continuacion se anadieron
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
580,80 gramos de KYNAR® 500 RC 10219 seguido de 22,16 gramos de isoforona. La dispersion se mezclo hasta que se alcanzo una lectura de molienda de Hegman de 5-6 para la suspension. A continuation se anadieron 2,58 gramos de CYASTAT® SN y se mezclaron durante 10 minutos.
Ejemplo 26
Este ejemplo describe la preparation de una suspension de agente de nivelado. En un vaso de precipitados de acero inoxidable equipado con un dispersor de cuchillas Cowles, se anadieron 557,74 gramos del producto del Ejemplo 1, 84,94 gramos de LUWIPAL 066 LF, 2.160,89 gramos del producto del Ejemplo 25 y 1689,95 gramos de disolvente de isoforona. Mezclando, se anadieron lentamente 725,67 gramos de Sylysia 290, silice micronizada, amorfa, producida sinteticamente de Fuji Sylysia Chemical LTD. La mezcla se mezclo a continuacion a alta velocidad durante 15 minutos hasta que se alcanzo una molienda de Hegman de 5,25+.
Ejemplo 27
En un recipiente de 0,23 litros, se preparo y mezclo la siguiente composition: 54,04 gramos de producto del Ejemplo 25, 147,21 gramos de producto del Ejemplo 26, 73,22 gramos de producto del Ejemplo 12, 0,25 gramos de producto
del Ejemplo 1,2,11 gramos de LUWlpAL 066 LF, 0,72 gramos de DIAX 2770, 0,55 gramos de NACURE 5414.
Ejemplo 28
En un recipiente de 0,23 litros, se preparo y mezclo la siguiente composicion: 54,04 gramos de producto del Ejemplo 25, 147,21 gramos de producto del Ejemplo 26, 73,22 gramos de producto del Ejemplo 12, 0,25 gramos de producto
del Ejemplo 1,2,11 gramos de LUWlpAL 066 LF, 0,72 gramos de DIAX 2770, 0,55 gramos de NACURE 5414 y 0,28
gramos de dibutilamina.
Ejemplo 29
En un recipiente de 0,23 litros, se preparo y mezclo la siguiente composicion: 128,37 gramos de producto del Ejemplo 25, 87,18 gramos de producto del Ejemplo 12, 17,36 gramos de producto del Ejemplo 1, 5,02 gramos de LUWIPAL 066LF, 0,81 gramos de DIAX 2770 y 0,61 gramos de Nacure 5414.
Ejemplo 30
En un recipiente de 0,23 litros, se preparo y mezclo la siguiente composicion: 128,37 gramos de producto del Ejemplo 25, 87,18 gramos de producto del Ejemplo 12, 17,36 gramos de producto del Ejemplo 1, 5,02 gramos de LUWIPAL 066LF, 0,81 gramos de DIAX 2770, 0,61 gramos de Nacure 5414 y 0,22 gramos de dibutilamina.
Pruebas de reologia
Las composiciones de los Ejemplos 27, 28, 29 y 30 se evaluaron con respecto a las propiedades reologicas descritas en el Ejemplo 24. Los resultados se exponen en la Tabla 16.
TABLA 16
Ejemplo
indice de tixotropia
27
31,96
28
7,86
29
4,87
30
4,93
Aplicacion y pruebas
Las composiciones de los Ejemplos 27, 28, 29 y 30 se aplicaron con un vastago enrollado de alambre de pelicula humeda a aluminio tratado con PT1500 imprimado con 0,006 mm de imprimador PLY5823 comercialmente disponible de PPG Industries, Inc. Las composiciones de revestimiento de los Ejemplos 27, 28, 29 y 30 se aplicaron con una temperatura de metal maxima de 240 °C (465 °F) y un tiempo de permanencia en el horno de 43 segundos. El espesor de la pelicula era de 0,019 mm para cada ejemplo. Los resultados se exponen en la Tabla 17.
TABLA 17
Ejemplo
Brillo a 60° Doble frotado con MEK Dureza al lapiz Flexibilidad Plegado en T Sin desprendimiento Flexibilidad Plegado en T Sin cuarteamiento Lineas de barras de traccion presentes
27
2,0 100+ F 3T 3T Si
28
2,0 100+ F 3T 3T No
29
42 100+ F 1T 2T No
30
42 100+ F 1T 2T No
Los expertos en la materia apreciaran que podrian hacerse cambios en las realizaciones descritas anteriormente sin apartarse del amplio concepto inventivo.

Claims (13)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    REIVINDICACIONES
    1. Una composition de revestimiento que comprende:
    (1) un poKmero fluorocarbonado;
    (2) un disolvente organico; y
    (3) un polimero adyuvante que comprende al menos uno de:
    (a) un polimero acrilico con funcionalidad acida neutralizada con base; y
    (b) un polimero acrilico que comprende grupos acidos reaccionados con imina, en donde el polimero fluorocarbonado (1) esta presente como una fase dispersa y una solution que comprende el disolvente organico (2) y el polimero adyuvante (3) esta presente como una fase continua.
  2. 2. Una composicion de revestimiento de la reivindicacion 1, en la que el polimero adyuvante es termoendurecible y comprende grupos funcionales reactivos y la composicion de revestimiento comprende ademas (4) un agente de curado que tiene grupos funcionales reactivos con los grupos funcionales del polimero adyuvante y el agente de curado (4) esta presente como una fase continua.
  3. 3. La composicion de revestimiento de la reivindicacion 1, que comprende hasta el 5 por ciento en peso de agua, basado en el peso total de la composicion de revestimiento o en la que el polimero fluorocarbonado esta presente en una cantidad de al menos el 70 por ciento en peso, basado en el peso total de los solidos de resina en la composicion de revestimiento.
  4. 4. La composicion de revestimiento de la reivindicacion 2, en la que los grupos funcionales reactivos comprenden grupos hidroxilo.
  5. 5. La composicion de revestimiento de la reivindicacion 1, en la que el polimero acrilico se deriva de monomeros que comprenden un monomero que contiene un grupo funcional acido carboxilico que esta presente en una cantidad del 1 al 5, preferiblemente mas del 2 al 5 por ciento en peso, basado en el peso total de los monomeros utilizados para preparar el polimero acrilico.
  6. 6. La composicion de revestimiento de la reivindicacion 2, en la que el polimero adyuvante comprende un polimero acrilico termoendurecible que tiene un peso molecular promedio en peso que varia de 10.000 a 30.000.
  7. 7. La composicion de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en la que el grado de neutralization del polimero acrilico neutralizado con base varia de 0,5 a 1,5 del equivalente teorico total de neutralizacion.
  8. 8. La composicion de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en la que los grupos acidos reaccionados con imina derivan de la reaction de las unidades acidas de un polimero acrilico con funcionalidad acida con una imina que tiene la formula general:
    imagen1
    en la que:
    (a) Ri, R2, R3, R4 y R5 son iguales o diferentes y cada uno es hidrogeno, alquilo, arilo, alcarilo o aralquilo;
    (b) R6 es hidrogeno o un radical alquilo inferior que no tiene mas de 6 atomos de carbono; y
    (c) n es 0 o 1.
  9. 9. La composicion de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en la que el polimero adyuvante esta presente en una cantidad de al menos el 10 por ciento en peso, basado en el peso total de solidos de resina en la composicion de revestimiento.
  10. 10. La composicion de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, que comprende ademas un hiperdispersante o en donde la composicion esta sustancialmente exenta de hiperdispersante.
  11. 11. La composicion de revestimiento de la reivindicacion 2, que comprende ademas un catalizador de curado que comprende un ester de acido sulfonico bloqueado con epoxi modificado con isocianato polimerico.
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
  12. 12. La composicion de revestimiento de la reivindicacion 11, en la que el catalizador de ester de acido sulfonico bloqueado modificado con isocianato tiene la siguiente formula estructural:
    imagen2
    en la que:
    Z es H o un resto derivado de isocianato de la siguiente estructura:
    O
    11 i
    —O—C-NH----
    R1 es alquilo C1-18 monovalente o divalente, alquileno C1-18 o fenilo o naftilo sustituidos con mono- o dialquil C1-18, opcionalmente sustituido con 1 a 2 grupos de acido sulfonico;
    R2 es H, alquilo C1-18 monovalente o polivalente, bisfenol A o bisfenol F, opcionalmente sustituido con un resto glicidilo o derivado de glicidilo, tal como
    OH
    I
    — ch2-ch-ch2-
    R3 es alquilo C1-18, alquenilo, cicloalquilo, arilo o un resto polimerico, que contiene opcionalmente un ester, un eter o isocianato o un grupo con funcionalidad de isocianato o derivado de isocianato;
    A es un resto de grupo enlazante multivalente derivado de la reaccion de apertura de anillo de un grupo epoxi con la siguiente estructura:
    — CH-C-R4 I, I R5 R6
    en la que R4 es H o -CH2-; R5 y R6 pueden ser iguales o diferentes y cada uno de R5 y R6 es H, alquilo C1-C12 o R4 y R5 juntos forman un cicloalquilo C6-C12;
    n es 1-10 en donde si n es mayor de 1, al menos uno de R1, R2 o R3 es al menos difuncional;
    X es opcional y puede ser carboxi u oxi.
  13. 13. La composicion de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, que comprende ademas un agente de nivelado acido neutralizado con base, en la que el agente de nivelado acido preferiblemente comprende particulas de silice.
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