ES2881464T3 - Composiciones de recubrimiento, recubrimientos y métodos para la amortiguación del sonido y las vibraciones y la resistencia al agua - Google Patents

Abstract

Una composición de recubrimiento que comprende: una mezcla que comprende: (a) un polímero preparado a partir de uno o más monómeros funcionales que comprenden un monómero (met)acrílico, un monómero de alilo o las combinaciones de estos, cada uno con un doble enlace etilénicamente insaturado y un grupo funcional reactivo adicional; en donde al menos parte del grupo funcional reactivo adicional del monómero funcional permanece sin reaccionar durante la formación del polímero; y (b) un diluyente reactivo con un punto de ebullición superior a 100 °C, una viscosidad de 1 mPas a 4000 mPas a 25 °C de acuerdo con ASTM D789 y un grupo funcional reactivo que reacciona con el grupo funcional reactivo en el polímero a una temperatura que es inferior al punto de ebullición del diluyente reactivo; y un material de relleno, en donde la composición de recubrimiento tiene un contenido de sólidos medido de al menos el 96 % basado en el peso total de la composición de acuerdo con el método de prueba ASTM D2369.

Description

DESCRIPCIÓN

Composiciones de recubrimiento, recubrimientos y métodos para la amortiguación del sonido y las vibraciones y la resistencia al agua

Campo de la invención

Esta solicitud se refiere generalmente a las composiciones de recubrimiento y los recubrimientos. Más específicamente, esta solicitud se refiere a las composiciones de recubrimiento y los correspondientes recubrimientos obtenidos a partir de las mismas que presentan una amortiguación del sonido y las vibraciones. Antecedentes de la invención

Los recubrimientos que contienen un componente volátil, tal como el agua y/o un disolvente orgánico, experimentan una disminución en el volumen a medida que el componente volátil se evapora de la superficie del recubrimiento. A medida que el componente volátil abandona el recubrimiento, las fuerzas de contracción actúan para pulir el recubrimiento hacia adentro en todas las direcciones. Sin pretender estar obligado a ninguna teoría en particular, se cree que si el recubrimiento tiene suficiente fuerza cohesiva, el recubrimiento se contraerá en una sola dimensión de tal manera que el espesor del recubrimiento disminuirá mientras el recubrimiento resiste la contracción en cualquier dirección paralela a la superficie del sustrato. Por el contrario, si un recubrimiento carece de fuerza cohesiva suficiente para resistir la contracción paralela a la superficie del sustrato, las fuerzas de contracción harán que el recubrimiento se rompa en pequeños segmentos finos que están separados por espacios o huecos lineales continuos. Este defecto superficial se conoce comúnmente como “agrietamiento”.

Los parches precortados a base de asfalto o caucho pueden usarse para revestir bandejas de piso, tapas de cubiertas y puertas de automóviles para amortiguar o reducir el ruido y las vibraciones de la carretera y del motor, evitando que penetren en el compartimento de los pasajeros del vehículo de motor. Los recubrimientos pulverizables que pueden aplicarse mediante robótica son convenientes para proporcionar ahorros de mano de obra y costes, y flexibilidad en las especificaciones del diseño para impartir las propiedades deseadas en la amortiguación del sonido y las vibraciones.

La exposición de los recubrimientos al agua puede dañar el recubrimiento y la absorción del agua puede aumentar el peso del recubrimiento, ablandar el recubrimiento y/o reducir la amortiguación.

El documento núm. WO 2013/174611 describe una composición absorbente del sonido no acuosa que comprende un aglutinante de poliacrilato libre de disolventes, no en polvo, de bajo peso molecular y opcionalmente un reticulante.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, una composición de recubrimiento comprende: una mezcla que comprende: (a) un polímero preparado a partir de uno o más monómeros funcionales que comprenden un monómero (met)acrílico, un monómero de alilo o las combinaciones de estos, cada uno con un doble enlace etilénicamente insaturado y un grupo funcional reactivo adicional, en donde al menos parte del grupo funcional reactivo adicional del monómero funcional permanece sin reaccionar durante la formación del polímero; y (b) un diluyente reactivo que tiene un punto de ebullición superior a 100 °C, una viscosidad de 1 mPas a 4000 mPas a 25 °C de acuerdo con ASTM D789 y que contiene un grupo funcional reactivo que reacciona con el grupo funcional reactivo en el polímero a una temperatura que es inferior al punto de ebullición del diluyente reactivo; y un material de relleno, en donde la composición de recubrimiento tiene un contenido de sólidos medido de al menos el 96 % basado en el peso total de la composición de acuerdo con el método de prueba ASTM D2369.

De acuerdo con la presente invención, una composición de recubrimiento como la descrita anteriormente cuando se aplica a un sustrato y se cura tiene un espesor de película seca de al menos 1 mm.

De acuerdo con la presente invención, un método para proporcionar la amortiguación del sonido y las vibraciones a través de un sustrato comprende: aplicar al sustrato la composición de recubrimiento; y curar al menos parcialmente la composición de recubrimiento.

Descripción detallada de la invención

Como se usa en la presente descripción, a menos que se indique de cualquier otra manera, un término en plural puede incluir su equivalente en singular y viceversa, a menos que se indique de cualquier otra manera. Por ejemplo, aunque en la presente descripción se hace referencia a “un” monómero (met)acrílico, “un” monómero de alilo, “un” diluyente reactivo, “un” polímero, “un” monómero y “un” material de relleno, pueden usarse una combinación (es decir, una pluralidad) de estos componentes.

Como se usa en la presente descripción, “que incluye”, “que contiene” y términos similares se entienden en el contexto de esta solicitud como sinónimos de “que comprende” y, por lo tanto, son abiertos y no excluyen la presencia de elementos, materiales, ingredientes o etapas del método adicionales no descritos o no mencionados. Como se usa en la presente descripción, “que consiste en” se entiende en el contexto de esta solicitud como que excluye la presencia de cualquier elemento, ingrediente o etapa del método no especificados. Como se usa en la presente descripción, “que consiste esencialmente en” se entiende en el contexto de esta solicitud como que incluye los elementos, materiales, ingredientes o etapas del método especificados “y aquellos que no afecten materialmente la característica o las características básicas y novedosas” de lo que se describe.

Cuando en la presente descripción se describe un intervalo numérico cerrado o abierto, todos los números, valores, cantidades, porcentajes, subintervalos y fracciones dentro de o incluidos en el intervalo numérico deben considerarse específicamente incluidos y pertenecientes a la descripción original de esta solicitud como si estos números, valores, cantidades, porcentajes, subintervalos y fracciones se hubieran escrito explícitamente en su totalidad.

Como se usa en la presente descripción, a menos que se especifique expresamente de cualquier otra manera, todos los números como los que expresan valores, cantidades, porcentajes, intervalos, subintervalos y fracciones pueden interpretarse como si estuvieran precedidos por la palabra “aproximadamente”, incluso si el término no aparece expresamente.

Como se usa en la presente descripción, los términos “en”, “sobre”, “aplicado en”, “aplicado sobre”, “formado en”, “depositado en”, “depositado sobre”, significan formado, superpuesto, depositado o proporcionado en pero no necesariamente en contacto con la superficie. Por ejemplo, una capa de recubrimiento “aplicada sobre” un sustrato no excluye la presencia de una o más capas de recubrimiento intermedias de la misma composición o una diferente situadas entre la capa de recubrimiento aplicada y el sustrato.

Como se usa en la presente descripción, el término “diluyente reactivo” significa un compuesto orgánico que es capaz de sufrir una reacción química (por ejemplo, la formación de un enlace covalente) con un polímero, tal como el polímero descrito en la presente descripción, otra especie de diluyente reactivo y/o su propia especie de diluyente reactivo a una temperatura inferior al punto de ebullición del diluyente reactivo. Como se usa en la presente descripción con respecto al diluyente reactivo, “otra especie” significa un compuesto orgánico que tiene una estructura química que es diferente del diluyente reactivo pero que es capaz de experimentar una reacción química con el diluyente reactivo y/o el polímero. Como se usa en la presente descripción con respecto al diluyente reactivo, el término “su propia especie” significa otro compuesto orgánico que tiene una estructura química idéntica al diluyente reactivo.

Como se usa en la presente descripción, la referencia a cualquier monómero se refiere generalmente a un monómero que puede polimerizarse con otro componente polimerizable, tal como otro monómero, un polímero o un diluyente reactivo. A menos que se indique de cualquier otra manera, debe apreciarse que una vez que los componentes monoméricos reaccionan con otro componente para formar un compuesto, el compuesto comprenderá los residuos de dichos componentes.

Como se usa en la presente descripción, el término “polímero”, se refiere a los prepolímeros, los oligómeros, los copolímeros o las mezclas de estos.

Como se usa en la presente descripción, “(met)acrilato” incluye los monómeros tanto de acrilato como de metacrilato.

Como se usa en la presente descripción, “(met)acrílico” incluye los acrílicos, los metacrílicos y los derivados de cualquiera de estos.

Como se usa en la presente descripción, el término “monómero(s) funcional(es)” se refiere al(los) monómero(s) usados para preparar el polímero, que tiene un doble enlace etilénicamente insaturado y un grupo funcional reactivo adicional. Como se usa en la presente descripción, “grupo funcional reactivo adicional”, cuando se usa con respecto al monómero(s) funcional(es) o el polímero preparado a partir de ellos significa un grupo funcional reactivo distinto del doble enlace etilénicamente insaturado del monómero funcional usado para preparar el polímero. Para aclarar, un grupo funcional reactivo adicional puede ser un segundo doble enlace etilénicamente insaturado.

Como se usa en la presente descripción, el término “grupos funcionales ácidos” incluye cualquier grupo funcional ácido, que incluye los grupos funcionales ácidos carboxílico, por ejemplo, así como también las sales de estos. Como se usa en la presente descripción, a menos que se indique de cualquier otra manera, el término “sustancialmente libre” significa que un material en particular no se añade a propósito a una composición, y solo está presente como una impureza en una cantidad traza de menos del 1 % en peso total, basado en el peso total de la composición. Como se usa en la presente descripción, a menos que se indique de cualquier otra manera, el término “completamente libre” significa que una composición no comprende un material en particular, es decir, la composición comprende el 0 % en peso total de dicho material.

Como se usa en la presente descripción, el término “disolvente” incluye el agua, un disolvente orgánico y las combinaciones de estos, en donde el disolvente orgánico no tiene un grupo funcional reactivo capaz de reaccionar con el grupo funcional reactivo del polímero o el grupo funcional reactivo del diluyente reactivo en condiciones de curado típicas en las que la composición de recubrimiento se cura al menos parcialmente, como se describe con mayor detalle más abajo.

Como se indicó anteriormente, la presente descripción está dirigida a una composición de recubrimiento que comprende: una mezcla que comprende: (a) un polímero preparado a partir de uno o más monómeros funcionales que comprenden un monómero (met)acrílico, un monómero de alilo o las combinaciones de estos, cada uno con un doble enlace etilénicamente insaturado y un grupo funcional reactivo adicional, en donde al menos parte del grupo funcional reactivo adicional del monómero funcional permanece sin reaccionar durante la formación del polímero; y (b) un diluyente reactivo que tiene un punto de ebullición superior a 100 °C, una viscosidad de 1 mPas a 4000 mPas a 25 °C de acuerdo con ASTM D789 y que contiene un grupo funcional reactivo que reacciona con el grupo funcional reactivo en el polímero a una temperatura que es inferior al punto de ebullición del diluyente reactivo; y un material de relleno, en donde la composición de recubrimiento tiene un contenido de sólidos medido de al menos el 96 % de acuerdo con el método de prueba ASTM D2369.

De acuerdo con la presente invención, además del grupo funcional etilénicamente insaturado, los monómeros funcionales tienen al menos un grupo funcional reactivo adicional. Como se discutió anteriormente, el grupo funcional reactivo adicional permanece sin reaccionar durante la formación del polímero. Como tal, el polímero formado a partir de los monómeros funcionales comprende el grupo funcional reactivo adicional de los monómeros funcionales. Se entenderá, por tanto, que la polimerización de los monómeros funcionales se produce principalmente a través de la insaturación, aunque es posible que algunos de los grupos funcionales reactivos adicionales reaccionen también durante la polimerización. El polímero puede ser un homopolímero preparado a partir de un monómero funcional que contiene un grupo funcional reactivo. Alternativamente, el polímero de la presente invención puede ser un copolímero preparado a partir de diferentes monómeros funcionales que contienen un grupo funcional reactivo. Si se usan dos o más monómeros funcionales diferentes, el grupo funcional reactivo de cada uno puede ser el mismo o diferente.

De acuerdo con la presente invención, el grupo funcional reactivo del monómero funcional puede comprender, por ejemplo, un grupo epoxi, un grupo hidroxilo, un grupo anhídrido, un grupo amino, un grupo funcional ácido, tal como un grupo ácido carboxílico o un grupo ácido sulfónico, o las combinaciones de estos.

De acuerdo con la presente invención, el polímero puede ser un copolímero de (met)acrilato o alilo que contiene epoxi preparado a partir de una composición etilénicamente insaturada que comprende: (i) uno o más monómeros etilénicamente insaturados que tienen al menos un grupo epoxi, y (ii) uno o más monómeros etilénicamente insaturados que están libres de grupos epoxi, con la condición de que al menos uno de los monómeros etilénicamente insaturados de (i) y/o (ii) representan un monómero de alilo o metacrílico que contiene un grupo funcional reactivo.

Los ejemplos no limitantes de los monómeros etilénicamente insaturados que tienen al menos un grupo epoxi son los que contienen los grupos 1,2-epoxi e incluyen el (met)acrilato de glicidilo, el éter de alil glicidilo o las combinaciones de estos.

Los ejemplos no limitantes de los monómeros etilénicamente insaturados que no contienen grupos epoxi son ésteres de alquilo del ácido (met)acrílico que contienen de 1 a 20 átomos en el grupo alquilo. Los ésteres de alquilo adecuados del ácido (met)acrílico incluyen, por ejemplo, el (met)acrilato de metilo, el (met)acrilato de etilo, el (met)acrilato de butilo y el (met)acrilato de 2-etilhexilo. Otros monómeros etilénicamente insaturados copolimerizables adecuados que no contienen grupos epoxi incluyen, por ejemplo, los compuestos aromáticos de vinilo, tales como el estireno y el vinil tolueno; los nitrilos, tales como el acrilonitrilo y el metacrilonitrilo; los haluros de vinilo y vinilideno, tales como el cloruro de vinilo y el fluoruro de vinilideno y los ésteres de vinilo, tales como el acetato de vinilo.

De acuerdo con la presente invención, el monómero etilénicamente insaturado que contiene grupos epoxi puede usarse en una cantidad de al menos el 5 por ciento en peso, basado en el peso total de la composición etilénicamente insaturada usada para preparar el polímero de acrílico que contiene epoxi, tal como al menos el 20 por ciento en peso, tal como al menos el 40 por ciento en peso, tal como al menos el 50 por ciento en peso.

De acuerdo con la presente invención, el monómero etilénicamente insaturado que contiene grupos epoxi puede usarse en una cantidad de no más del 95 por ciento en peso, basado en el peso total de la composición etilénicamente insaturada usada para preparar el polímero de (met)acrilato que contiene epoxi, tal como no más del 80 por ciento en peso, tal como no más del 40 por ciento en peso, tal como no más del 50 por ciento en peso.

De acuerdo con la presente invención, el monómero etilénicamente insaturado que contiene grupos epoxi puede usarse en una cantidad del 5 al 50 por ciento en peso, tal como del 20 al 40 por ciento en peso, basado en el peso total de la composición etilénicamente insaturada usada para preparar el polímero (met)acrílico que contiene epoxi. En la presente invención, del 40 al 95 por ciento en peso, tal como del 50 al 80 por ciento en peso, del peso total de la composición etilénicamente insaturada puede estar constituido por uno o más ésteres de alquilo del ácido (met)acrílico.

De acuerdo con la presente invención, el monómero funcional puede tener un punto de ebullición de al menos 100 °C, tal como al menos 115 °C, tal como al menos 150 °C, tal como al menos 250 °C.

Al preparar el copolímero de (met)acrilato que contiene epoxi, (i) uno o más monómeros etilénicamente insaturados que tienen al menos un grupo epoxi, y (ii) uno o más monómeros etilénicamente insaturados que están libres de grupos epoxi, con la condición de que al menos uno de los monómeros etilénicamente insaturados de (i) y/o (ii) representan un monómero de (met)acrilato que contiene un grupo funcional reactivo, pueden mezclarse y hacerse reaccionar mediante la polimerización en solución orgánica iniciada por radicales libres convencional en presencia de catalizadores adecuados, tales como los peróxidos orgánicos o los compuestos azo, por ejemplo, el peróxido de benzoilo o el N,N'-azobis-(isobutironitrilo).

La polimerización puede realizarse en una solución orgánica en la que los monómeros sean solubles. Los disolventes adecuados son los disolventes aromáticos, tales como el xileno y el tolueno y las cetonas, tales como la metil amil cetona. Además, pueden usarse las técnicas de polimerización continua, tales como las que se describen con más detalle a continuación con respecto al polímero acrílico con función ácida. Por “monómeros solubles” se entiende en el contexto de esta solicitud una mezcla homogénea de monómeros que no sufren separación de fases. El polímero de la presente invención puede estar sustancialmente libre, o en algunos casos, completamente libre de grupos funcionales ácidos, tales como, por ejemplo, el ácido (met)acrílico, el ácido maleico, el ácido fumárico, un éster parcial de ácido maleico, un éster parcial de ácido fumárico, un éster parcial de ácido itacónico y las combinaciones de estos.

El polímero de la presente invención puede ser un acrílico con función epoxi elaborado mediante el uso de un proceso continuo a alta temperatura (es decir, superior a 200 °C, tal como de 210 a 250 °C, o de 230 a 240 °C) y alta presión (es decir, superior a 300 psig, tal como de 400 a 600 psig) mediante el uso de una cantidad relativamente baja del iniciador (es decir, menos del 10 % en peso basado en el peso total del monómero). Por ejemplo, la temperatura puede estar en un intervalo de 150 a 280 °C, tal como de 160 a 230 °C o de 170 a 210 °C. La polimerización puede realizarse en ausencia sustancial de los ácidos de Lewis y/o los metales de transición.

Puede usarse cualquier iniciador de la polimerización por radicales libres adecuado para producir el polímero acrílico funcional epoxi, tal como los iniciadores térmicos de radicales libres. Los iniciadores térmicos de radicales libres adecuados incluyen, pero no se limitan a, los compuestos de peróxido, los compuestos azo y los compuestos de persulfato. La cantidad de iniciador usada puede ser de 0,01 a 0,5 moles del iniciador por mol de la composición etilénicamente insaturada.

Los métodos continuos de polimerización también se describen en la patente de los Estados Unidos núm. 7,323,529 en la col. 4, línea 56 a la col. 12, línea 65. El polímero acrílico funcional epoxi puede prepararse mediante un método de polimerización continua que emplea al menos dos reactores de tanque agitado, tal como se describe en la patente de los Estados Unidos núm. 7,323,529 en la col. 9, líneas 22-33. Además, el contenido del primer reactor puede mantenerse a una temperatura significativamente más alta que el contenido del segundo reactor (tal como cuando el contenido del primer reactor se mantiene a una temperatura superior a 200 °C, tal como de 210 a 250 °C, o de 230 a 240 °C y el contenido del segundo reactor se mantiene a una temperatura no mayor que 200 °C, tal como de 150 a 200 °C, o de 160 a 180 °C). De acuerdo con la presente invención, en el primer reactor se usa superior al 50 por ciento en peso, tal como al menos el 70 por ciento en peso o, en algunos casos, al menos el 80 por ciento en peso del iniciador total que se usará para la reacción. Además, el tiempo de residencia del contenido del primer reactor no puede ser de más de 20 minutos, tal como de 1 a 20 minutos o de 1 a 10 minutos. De acuerdo con la presente invención, el tiempo de residencia del contenido del segundo reactor puede ser de más de 20 minutos, tal como más de 20 minutos a 1 hora, o de 30 minutos a 1 hora. "Tiempo de residencia" se define en la patente de los Estado Unidos núm. 7,323,529 en la col. 8, líneas 54-57.

La polimerización de la presente invención puede realizarse en las condiciones tales que el producto de la reacción contenga una cantidad de monómero libre residual de menos del 1 por ciento en peso, tal como menos del 0,5, o en algunos casos, menos del 0,25 por ciento en peso, basado en el peso total de los monómeros usados para fabricar el polímero.

De acuerdo con la presente invención, el polímero puede comprender al menos el 1 % en peso del monómero funcional que comprende el doble enlace etilénicamente insaturado y un grupo funcional reactivo adicional, basado en el peso total del monómero, tal como al menos el 5 % en peso, o al menos el 30 % en peso.

De acuerdo con la presente invención, el polímero puede comprender el 100 % en peso del monómero funcional, basado en el peso total del monómero, o puede comprender no más del 90 % en peso del monómero funcional, basado en el peso total del monómero, tal como no más del 70 % en peso, o no más del 50 % en peso.

De acuerdo con la presente invención, una temperatura de transición vítrea (Tg) (°C) del polímero puede ser, por ejemplo, de -55 °C a 150 °C, por ejemplo de 0 °C a 60 °C, según se determina mediante el uso de un calorímetro de barrido diferencial (DSC), tal como un calorímetro de barrido diferencial de la serie 7 de Perkin Elmer, a una velocidad de barrido de 20 °C por minuto.

De acuerdo con la presente invención, el peso molecular promedio en peso (Mw) del polímero puede ser de al menos 1000 g/mol según se determina por cromatografía de filtración en gel mediante el uso de un patrón de poliestireno en tetrahidrofurano (THF), tal como al menos 3000 g/mol, tal como al menos 5000 g/mol, tal como 9000 g/mol, tal como al menos 150000 g/mol.

De acuerdo con la presente invención, el peso molecular promedio en peso (Mw) del polímero no puede ser más de 1 000 000 g/mol según se determina por cromatografía de filtración en gel mediante el uso de un patrón de poliestireno en tetrahidrofurano (THF), tal como no más de 100000 g/mol, tal como no más de 30 000 g/mol, tal como no más de 9000 g/mol, tal como no más de 5000 g/mol, tal como no más de 3000 g/mol.

El peso molecular promedio en peso (Mw) del polímero de la presente invención puede variar de 1000 gramos por mol y 1000 000 gramos por mol según se determina por cromatografía de filtración en gel mediante el uso de un patrón de poliestireno en tetrahidrofurano (THF). El polímero de la presente invención puede tener un peso molecular promedio en peso (Mw) de 1000 g/mol a 100000 g/mol, que incluye por ejemplo, de 1000 g/mol a 3000 g/mol, de 3000 g/mol a 5000 g/mol, de 5000 g/mol a 9000 g/mol, y de 9000 g/mol a 30000 g/mol. El polímero puede tener un peso molecular promedio en peso (Mw) de al menos 150000 g/mol.

De acuerdo con la presente invención, el polímero puede comprender además un monómero que no es un monómero (met)acrílico o un monómero de alilo que tiene un doble enlace etilénicamente insaturado y un grupo funcional reactivo adicional, que incluye, por ejemplo, el estireno, un monómero de (met)acrilato que puede ser diferente del monómero funcional discutido anteriormente, un monómero de acrilonitrilo, un monómero de acrilamida, un monómero de aterpeno y las combinaciones de estos. El terpeno, como se usa en la presente descripción, incluye a-pineno, P-pineno, terpinoleno, limoneno (dipenteno), P-terpineno, y-terpineno, a-tujeno, sabineno, 8-3-careno, canfeno, P-cadineno, P-cariofileno, cedreno, a-bisalbona, P-bisalbona, y-bisalbona, zingibereno, humuleno, (a-cariofil-l-eno), a-citronelol, linalool, geraniol, nerol, ipsenol, a-terpineol, D-terpineol-(4), dihidrocarveol, nerolidol, famesol, a-eudesmol, P-eudesmol, citral, D-citronelal, carvona, D-pulegona, piperitona, carvenona, bisaboleno, P-selineno, a-santaleno, vitamina A, ácido abiético y las mezclas de estos compuestos.

Como se mencionó anteriormente, la mezcla también está compuesta por un diluyente reactivo que tiene un punto de ebullición superior a 100 °C, tal como superior a 150 °C, tal como superior a 200 ° C, por ejemplo. El diluyente reactivo de la presente invención puede tener un punto de ebullición de menos de 350 °C, tal como de menos de 300 °C, tal como de menos de 250 °C, por ejemplo. El diluyente reactivo de la presente invención puede contener un grupo funcional reactivo que reacciona con el grupo funcional reactivo adicional que permanece dentro del polímero descrito anteriormente, otra especie de diluyente reactivo y/o su propia especie de diluyente reactivo a una temperatura que es inferior al punto de ebullición del diluyente reactivo.

De acuerdo con la presente invención, el diluyente reactivo puede ser monofuncional, bifuncional o multifuncional. De acuerdo con la presente invención, el grupo funcional reactivo del diluyente reactivo puede ser, por ejemplo, un grupo funcional epoxi, un grupo funcional de doble enlace etileno insaturado, un grupo funcional terpeno o las combinaciones de estos.

El diluyente reactivo de la presente invención puede comprender un éster de glicidilo, tal como, por ejemplo, un éster de glicidilo de un ácido carboxílico C9-C11 ramificado, los isómeros de este y las combinaciones de estos. El éster de glicidilo puede ser el éster de glicidilo de, por ejemplo, el ácido 2,2,3,5-tetrametilhexanoico, el ácido 2,4-dimetil-2-isopropilpentanoico, el ácido 2,5-dimetil-2-etilhexanoico, el ácido 2,2-dimetiloctanoico, el ácido 2,2-dietilhexanoico y las combinaciones de estos. El diluyente reactivo puede comprender un éster de glicidilo del ácido neodecanoico. De acuerdo con la presente invención, el diluyente reactivo puede tener un peso equivalente de epoxi de al menos 50 g/mol de acuerdo con ASTM 1652, tal como de al menos 200 g/mol. De acuerdo con la presente invención, el diluyente reactivo puede tener un peso equivalente de epoxi de no más de 500 g/mol de acuerdo con ASTM 1652, tal como de no más de 300 g/mol, tal como de no más de 200 g/mol.

De acuerdo con la presente invención, el diluyente reactivo puede tener un peso equivalente de epoxi de 50 g/mol a 500 g/mol de acuerdo con ASTM D1652, que incluye, por ejemplo, de 50 g/mol a 200 g/mol y de 200 g/mol a 300 g/mol.

El diluyente reactivo puede reducir la viscosidad de la mezcla. El diluyente reactivo de la presente invención tiene una viscosidad de 1 mPa-s a 4000 mPa-s a 25 °C de acuerdo con ASTM D789, por ejemplo, de 1 mPa-s a 3000 mPa-s, de 1 mPa-s a 2000 mPa-s, de 1 mPa-s a 1000 mPa-s, de 1 mPa-s a 100 mPa-s, o de 2 mPa-s a 30 mPa-s.

El diluyente reactivo de la presente invención puede ser un monómero o un polímero.

Como se discutió previamente, la composición de recubrimiento comprende una mezcla que comprende el polímero y el diluyente reactivo descrito anteriormente. El polímero y el diluyente reactivo de la presente invención pueden estar presentes en una sola fase para formar la mezcla. Alternativamente, la mezcla puede ser una dispersión, tal como una dispersión no acuosa en la que el polímero se dispersa en el diluyente reactivo. El polímero puede estar presente en la dispersión como partículas poliméricas, tales como micropartículas poliméricas descritas con mayor detalle más abajo.

Como se usa en la presente descripción, el término “no acuoso” con respecto a una dispersión no acuosa significa que el diluyente reactivo está sustancialmente libre, o en algunos casos, completamente libre de agua. Como se usa en la presente descripción, el término “dispersión” con respecto a una dispersión no acuosa significa un sistema de dos fases transparente, translúcido u opaco en el que el polímero está en la fase dispersa y el diluyente reactivo está en la fase continua. Como se usa en la presente descripción, el término “dispersión estable no acuosa” se entiende que significa que las partículas poliméricas que son al menos parcial, sustancial y/o completamente insolubles en el medio no acuoso (por ejemplo, el disolvente orgánico y/o el diluyente reactivo) son capaces de distribuirse como partículas finamente divididas, discretas y distintas en el medio no acuoso y esencialmente no sedimentan, coagulan y/o floculan durante la fabricación o en reposo.

Como se usa en la presente descripción, el término “sustancialmente libre” cuando se usa en referencia a la dispersión no acuosa significa que el agua no se añade intencionalmente a la dispersión no acuosa, y solo está presente como una impureza en una cantidad traza de menos del 5 % en peso, basado en el peso total de la dispersión no acuosa. Como se usa en la presente descripción, a menos que se indique de cualquier otra manera, el término “completamente libre” significa que la dispersión no acuosa no comprende un material particular, es decir, la dispersión no acuosa comprende el 0 % en peso total de dicho material (por ejemplo, el agua).

El polímero de la presente invención puede estar en la forma de una dispersión de partículas, una dispersión no acuosa o un microgel como se describe en la publicación de los Estados Unidos núm. 20120149820, párrs. [0004] a [0023], la publicación de los Estados Unidos núm. 20140128508, párrs. [0006] a [0027], y la publicación de los Estados Unidos núm. 20120282475, párrs. [0006] a [0021]. El polímero, que es la composición combinada del núcleo y la envoltura, y el diluyente reactivo pueden estar presentes como una mezcla.

De acuerdo con la presente invención, el polímero y el diluyente reactivo pueden estar presentes en la mezcla en una cantidad combinada de al menos el 20 % en peso, basado en el peso total de la mezcla que comprende el polímero y el diluyente reactivo, tal como de al menos el 30 %, tal como de al menos el 40 %, como de al menos el 50 %. De acuerdo con la presente invención, el polímero y el diluyente reactivo pueden estar presentes en la mezcla en una cantidad combinada de no más del 100 % en peso, basado en el peso total de la mezcla que comprende el polímero y el diluyente reactivo, tal como de no más del 80 % en peso, tal como de no más del 70 % en peso, tal como de no más del 40 % en peso.

De acuerdo con la presente invención, el polímero y el diluyente reactivo pueden estar presentes en la mezcla en una cantidad combinada de 20-100 % en peso, basado en el peso total de la mezcla que comprende el polímero y el diluyente reactivo, tal como, por ejemplo, 30-80 % en peso, 40-70 % en peso, o 50-60 % en peso.

De acuerdo con la presente invención, el polímero puede estar presente en la mezcla en una cantidad de al menos 30 % en peso, basado en el peso total de la mezcla que comprende el polímero y el diluyente reactivo, tal como de al menos el 40 % en peso, tal como de al menos el 50 % en peso, tal como de al menos el 70 % en peso. De acuerdo con la presente invención, el polímero puede estar presente en la mezcla en una cantidad de no más del 95 % en peso, basado en el peso total de la mezcla que comprende el polímero y el diluyente reactivo, tal como de no más del 80 % en peso, tal como de no más del 60 % en peso.

De acuerdo con la presente invención, el polímero puede estar presente en la mezcla en una cantidad de 30-95 % en peso, basado en el peso total de la mezcla del polímero y el diluyente reactivo, tal como, por ejemplo, 40-80 % en peso, tal como 50-60 % en peso, tal como 70-80 % en peso.

De acuerdo con la presente invención, el diluyente reactivo puede estar presente en la mezcla en una cantidad de al menos el 5 % en peso, basado en el peso total de la mezcla que comprende el polímero y el diluyente reactivo, tal como de al menos el 10 % en peso, tal como de al menos el 30 % en peso. De acuerdo con la presente invención, el diluyente reactivo puede estar presente en la mezcla en una cantidad de no más del 70 % en peso, basado en el peso total de la mezcla que comprende el polímero y el diluyente reactivo, tal como de no más del 50 % en peso, tal como de no más del 40 % en peso, tal como de no más del 20 % en peso.

De acuerdo con la presente invención, el diluyente reactivo puede estar presente en la mezcla en una cantidad de 5­ 70 % en peso, basado en el peso total de la mezcla del polímero y el diluyente reactivo, tal como, por ejemplo, 10-50 % en peso, tal como 30-40 % en peso, tal como 10-20 % en peso.

De acuerdo con la presente invención, la mezcla que comprende el polímero y el diluyente reactivo, en ausencia del relleno o cualquier otro componente, puede tener una viscosidad de Brookfield de 1000 mPas (centipoise) a 25000 mPas (centipoise) medida a 100 rpm con un husillo #6 a temperatura ambiente (25 °C), que incluye, por ejemplo, una viscosidad de Brookfield de 1000 mPas (centipoise) a 20000 mPas (centipoise), de 2000 mPas (centipoise) a 8000 mPas (centipoise), de 3000 mPas (centipoise) a 6000 mPas (centipoise), de 4000 mPas (centipoise) a 5000 mPas (centipoise).

De acuerdo con la presente invención, la mezcla que comprende el polímero y el diluyente reactivo puede comprender además un segundo polímero preparado a partir de un monómero que comprende un material de acrilato funcional epoxi. El segundo polímero puede dispersarse en el diluyente reactivo como parte de la dispersión no acuosa.

De acuerdo con la presente invención, la mezcla y/o la composición de recubrimiento puede comprender además uno o más materiales formadores de películas poliméricas químicamente diferentes de las partículas poliméricas discutidas anteriormente. Los ejemplos no limitantes de los materiales formadores de películas poliméricas útiles incluyen los poliepóxidos, los poliuretanos, las poliamidas, los poliésteres, los poliacrilatos, los cloruros de polivinilo y las mezclas y los copolímeros de estos.

Además del polímero descrito previamente preparado a partir de un monómero que comprende un material de acrilato funcional epoxi, la mezcla y/o la composición de recubrimiento de la presente invención puede comprender además un poliepóxido que tiene al menos dos grupos epóxido u oxirano por molécula e incluir un polímero, copolímero y/u oligómero funcional epoxi. Generalmente, el peso equivalente del epóxido de tal polímero funcional epoxi puede variar de 70 a 4000, medido por la valoración con ácido perclórico y bromuro de amonio cuaternario mediante el uso de violeta de metilo como indicador. Los polímeros epoxi funcionales adecuados pueden ser saturados o insaturados, cíclicos o acíclicos, alifáticos, alicíclicos, aromáticos o heterocíclicos. Los polímeros epoxi funcionales pueden tener grupos hidroxilo colgantes o terminales, si se desea. Los polímeros funcionales epoxi pueden contener uno o más grupos funcionales y/o sustituyentes, ejemplos no limitantes de los cuales incluyen un átomo de halógeno, un grupo hidroxilo y un grupo éter. Una clase útil de estos materiales incluye los poliepóxidos que comprenden los poliéteres epoxi obtenidos al hacer reaccionar una epihalohidrina (tal como la epiclorhidrina o la epibromhidrina) con un alcohol di o polihídrico en presencia de un álcali, tal como los éteres de diglicidilo de bisfenol A, por ejemplo la resina epoxi EPON® 828 que está disponible comercialmente en Momentive.

Los ejemplos no limitantes de los materiales formadores de películas poliméricas termoplásticas útiles incluyen el acetato de polivinilo; los polímeros de vinilo aromáticos; los copolímeros de vinilo que tienen hidrocarburos aromáticos de vinilo como componentes monoméricos, tales como el poliestireno, los copolímeros de estirenobutadieno, los copolímeros de estireno-divinilbenceno y los copolímeros de estireno-acrilonitrilo; los poliésteres saturados que incluyen los poliésteres alifáticos saturados, tales como el adipato de polineopentilo, el adipato de polipropileno y la poli épsilon caprolactona; los poliacrilatos tales como los (met)acrilatos de polialquilo que tienen grupos alquilo con 1-8 átomos de carbono, los polimetacrilatos o los (met)acrilatos de polialquilo obtenidos por la polimerización del metacrilato de metilo, el metacrilato de isobutilo y el acrilato de 2-etilhexilo; los uretanos de poliéster saturados; los polibutadienos; los cloruros de polivinilo y los cloruros/acetatos de polivinilo. Pueden prepararse poliésteres sustancialmente saturados útiles a partir de ácidos polifuncionales y alcoholes polihíd ricos mediante varios métodos, que incluye los descritos en la patente de los Estados Unidos núm. 4,739,019 en la columna 3, línea 22 a la columna 5, línea 15.

Si está presente, el material formador de película puede incorporarse a la mezcla que comprende el polímero y el diluyente reactivo y/o la composición de recubrimiento en una cantidad del 1 % al 40 % en peso basado en los sólidos totales de la resina de la mezcla y/o la composición de recubrimiento, según sea el caso, que incluye, por ejemplo, del 5 % al 30 % en peso.

Como se mencionó anteriormente, la composición de recubrimiento de la presente invención también comprende un material de relleno. El material de relleno puede elegirse entre los materiales de rellenos orgánicos, los materiales de rellenos inorgánicos o las combinaciones de estos. El material de relleno puede ser capaz de mejorar las propiedades de amortiguación del sonido y las vibraciones de un recubrimiento obtenido de curar al menos parcial, sustancial y/o completamente la composición de recubrimiento.

Los materiales de rellenos orgánicos pueden incluir diversas formas (por ejemplo, polvos, partículas, granos, gránulos, escamas, fibras, esferas expandibles, agentes espumantes, etc.) de materiales naturales y/o sintéticos. Los ejemplos no limitantes de tales materiales de relleno orgánicos incluyen varias formas de materiales vegetales (por ejemplo, celulosa, lignano, almidón, rayón, etc.), materiales animales (por ejemplo, quitina, quitosano, etc.) y/o materiales sintéticos (por ejemplo, cera, polipropileno, polietileno de alto peso molecular, etc.).

Los ejemplos no limitantes de los materiales de relleno inorgánicos incluyen la mica, la pizarra en polvo, las escamas de montmorillonita, las escamas de vidrio, las escamas de metal, el tallo, los óxidos de metal, el óxido de calcio, el óxido de hierro, los minerales de arcilla, las fibras minerales, las fibras de vidrio, las perlas de vidrio, las burbujas de vidrio o las esferas huecas, la ferrita, el silicato de calcio, el carbonato de calcio, la barita, la sílice, el hidróxido de aluminio, la alúmina y las mezclas de estos.

El material de relleno de la presente invención puede estar presente en la composición de recubrimiento en una cantidad de al menos el 20 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento, tal como de al menos el 30 % en peso, tal como de al menos el 40 % por peso. El material de relleno de la presente invención puede estar presente en la composición de recubrimiento en una cantidad de no más del 80 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento, tal como de no más del 70 % en peso, tal como de no más del 60 % en peso.

De acuerdo con la presente invención, el material de relleno puede estar presente en la composición de recubrimiento en una cantidad del 20 al 80 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento, tal como, por ejemplo, del 30 al 70 % en peso, o del 40 al 60 % en peso.

La composición de recubrimiento de la presente invención tiene un contenido de sólidos medido de al menos el 96 %, al menos el 97 %, al menos el 98 %, al menos el 99 %, al menos el 99,5 %, al menos el 99,6 % o al menos el 99,7 %, basado en el peso total de la composición, medido de acuerdo con el método de prueba ASTM D2369. La composición de la presente invención puede estar sustancialmente libre de disolvente. Alternativamente, la composición puede estar completamente libre de disolvente. Como se usa en la presente descripción, el término “sustancialmente libre”, cuando se usa en referencia a la ausencia del disolvente en la composición, significa que cualquier disolvente está presente en la composición en una cantidad traza de menos del 5 % basado en el peso total de la composición. El término “completamente libre”, cuando se usa en referencia a la ausencia del disolvente en la composición, significa que no hay ningún disolvente en la composición.

La composición de recubrimiento de la presente invención puede comprender además uno o más ingredientes, aditivos y/o agentes auxiliares opcionales que pueden seleccionarse basándose en la aplicación particular de la composición de recubrimiento. Los ejemplos no limitantes de tales ingredientes opcionales, aditivos y/o agentes auxiliares incluyen las ceras, los plastificantes, los tensioactivos (por ejemplo, los tensioactivos migratorios), los detergentes, los tixótropos, los catalizadores, los iniciadores, los aceleradores, las fibras poliméricas, las perlas poliméricas, las burbujas poliméricas o las esferas huecas, el caucho natural o sintético molido, los colorantes, los pigmentos, los materiales de relleno orgánicos, el negro de carbón, el grafito, el grafeno, los refuerzos, las fibras de celulosa, las fibras de carbón, el carbonato de calcio, el carbonato de calcio y magnesio, los estabilizadores, los inhibidores de corrosión, los agentes espumantes, los antioxidantes y los diluyentes no reactivos. La composición de recubrimiento puede comprender además un extensor de cadena polimérica. Alternativamente, la composición de recubrimiento puede estar sustancialmente libre o, en algunos casos, completamente libre de extensores de cadenas poliméricas.

Los tixótropos adecuados incluyen la sílice pirógena, la bentonita, el carbonato de calcio recubierto con ácido esteárico, los derivados de ácidos grasos y los espesantes de uretano asociativos, tales como ACRYSOL RM-8 que está disponible comercialmente de Rohm and Haas. Los tixótropos pueden estar presentes generalmente en una cantidad de hasta el 20 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento.

Los ejemplos no limitantes de tales catalizadores incluyen la diciandiamida, el azufre y las combinaciones de estos. El catalizador de la presente invención puede ser capaz de catalizar una reacción entre el polímero y el diluyente reactivo, una reacción entre el grupo funcional reactivo del polímero y el grupo funcional reactivo del diluyente reactivo a una temperatura que es inferior al punto de ebullición del diluyente reactivo, o las combinaciones de estos. La composición de recubrimiento de la presente invención pueden comprender además un plastificante. El plastificante puede dispersarse en el diluyente reactivo con el polímero. Los ejemplos no limitantes de los plastificantes adecuados incluyen los adipatos, los benzoatos, los glutaratos, los isoftalatos, los fosfatos, los poliésteres, los sebacatos, las sulfonamidas, los tereftalatos y las combinaciones de estos.

Uno o más ingredientes, aditivos y/o agentes auxiliares opcionales pueden estar presentes generalmente en la composición de recubrimiento en una cantidad de 0,1-50 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento, tal como por ejemplo de 0,5 a 40, tal como de 1 a 30, tal como de 1 a 10.

Una vez que se completa la polimerización, el producto resultante de la presente invención puede ser una dispersión no acuosa estable de partículas poliméricas que son insolubles en el medio no acuoso (por ejemplo, el disolvente orgánico y/o el diluyente reactivo). Por consiguiente, el medio no acuoso está sustancialmente libre del polímero soluble. Como se usa en la presente descripción, “sustancialmente libre” significa que el medio no acuoso contiene no más del 30 % en peso del polímero disuelto, que incluye por ejemplo, no más del 25 % en peso, no más del 20 % en peso, no más del 15 % en peso, no más del 10 % en peso, o no más del 5 % en peso del polímero disuelto. Si aún no está presente, el diluyente reactivo puede añadirse a la dispersión no acuosa estable de partículas poliméricas que son al menos parcial, sustancial y/o completamente insolubles en el medio no acuoso (por ejemplo, el disolvente) antes, durante y/o después de que el medio no acuoso se elimine (por ejemplo, se elimine al vacío) y se reemplace con el diluyente reactivo para producir una dispersión no acuosa estable que comprende partículas poliméricas que se distribuyen como partículas finamente divididas, discretas y distintas en el diluyente reactivo y esencialmente no se asientan, coagulan y/o floculan durante la fabricación o en reposo.

La viscosidad de la composición de recubrimiento se basa en la aplicación específica, por ejemplo, en el tipo de equipo usado, el espesor de la película requerido/deseado y/o la resistencia al pandeo requerida/deseada. Por ejemplo, la viscosidad de Brookfield de la composición de recubrimiento puede ser superior a 10 000 mPas (centipoise) medida de 4 rpm a 100 rpm con un husillo #7 a temperatura ambiente (25 °C), que incluye, por ejemplo, de 10 000 mPas (centipoise) a 1 000 000 mPas (centipoise), de 50 000 mPas (centipoise) a 800 000 mPas (centipoise), de 100000 mPas (centipoise) a 700000 mPas (centipoise), o de 200000 mPas (centipoise) a 500000 mPas (centipoise).

De acuerdo con la presente invención, en algunos casos, la composición de recubrimiento puede comprender: una mezcla que consiste en: (a) un polímero preparado a partir de uno o más monómeros funcionales que comprenden un monómero (met)acrílico, un monómero de alilo o las combinaciones de estos, cada uno con un doble enlace etilénicamente insaturado y un grupo funcional reactivo adicional, en donde al menos parte del grupo funcional reactivo adicional del monómero funcional permanece sin reaccionar durante la formación del polímero; y (b) un diluyente reactivo que tiene un punto de ebullición superior a 100 °C, una viscosidad de 1 mPas a 4000 mPas a 25 °C de acuerdo con ASTM D7 y que contiene un grupo funcional reactivo que reacciona con el grupo funcional reactivo en el polímero a una temperatura que es inferior al punto de ebullición del diluyente reactivo; y un material de relleno; en donde la composición de recubrimiento tiene un contenido de sólidos medido de al menos el 96 % de acuerdo con el método de prueba ASTM D2369.

De acuerdo con la presente invención, en algunos casos, la composición de recubrimiento puede comprender: una mezcla que consiste esencialmente en: (a) un polímero preparado a partir de uno o más monómeros funcionales que comprenden un monómero (met)acrílico, un monómero de alilo o las combinaciones de estos, cada uno con un doble enlace etilénicamente insaturado y un grupo funcional reactivo adicional, en donde al menos parte del grupo funcional reactivo adicional del monómero funcional permanece sin reaccionar durante la formación del polímero; y (b) un diluyente reactivo que tiene un punto de ebullición superior a 100 °C, una viscosidad de 1 mPas a 4000 mPas a 25 °C de acuerdo con ASTM D789 y que contiene un grupo funcional reactivo que reacciona con el grupo funcional reactivo en el polímero a una temperatura que es inferior al punto de ebullición del diluyente reactivo; y un material de relleno; en donde la composición de recubrimiento tiene un contenido de sólidos medido de al menos el 96 % de acuerdo con el método de prueba ASTM D2369.

La presente invención también puede ser un método para proporcionar la amortiguación del sonido y las vibraciones a través de un sustrato que comprende: aplicar al sustrato una composición de recubrimiento que comprende: una mezcla que comprende, o en algunos casos que consiste en , o en algunos casos consiste esencialmente en: (a) un polímero preparado a partir de uno o más monómeros funcionales que comprenden un monómero (met)acrílico, un monómero de alilo, o las combinaciones de estos, cada uno con un doble enlace etilénicamente insaturado y un grupo funcional reactivo adicional, en donde al menos parte del grupo funcional reactivo adicional del monómero funcional permanece sin reaccionar durante la formación del polímero; y (b) un diluyente reactivo que tiene un punto de ebullición superior a 100 °C, una viscosidad de 1 mPas a 4000 mPas a 25 °C de acuerdo con ASTM D789 y que contiene un grupo funcional reactivo que reacciona con el grupo funcional reactivo en el polímero a una temperatura que es inferior al punto de ebullición del diluyente reactivo; y un material de relleno; en donde la composición de recubrimiento tiene un contenido de sólidos medido de al menos el 96 % de acuerdo con el método de prueba ASTM D2369.

La presente invención también puede ser un sustrato que tiene un recubrimiento curado, teniendo el recubrimiento curado un espesor de película seca de al menos 1 mm. El recubrimiento curado se forma a partir de una composición de recubrimiento que comprende: una mezcla que comprende, o en algunos casos que consiste en, o en algunos casos que consiste esencialmente en: (a) un polímero preparado a partir de uno o más monómeros funcionales que comprenden un monómero (met)acrílico, un monómero de alilo o las combinaciones de estos, cada uno con un doble enlace etilénicamente insaturado y un grupo funcional reactivo adicional, en donde al menos parte del grupo funcional reactivo adicional del monómero funcional permanece sin reaccionar durante la formación del polímero; y (b) un diluyente reactivo que tiene un punto de ebullición superior a 100 °C, una viscosidad de 1 mPas a 4000 mPas a 25 °C de acuerdo con ASTM D789 y que contiene un grupo funcional reactivo que reacciona con el grupo funcional reactivo en el polímero a una temperatura que es inferior al punto de ebullición del diluyente reactivo; y un material de relleno; en donde la composición de recubrimiento tiene un contenido de sólidos medido de al menos el 96 % de acuerdo con el método de prueba ASTM D2369.

La composición de recubrimiento descrita anteriormente puede aplicarse sola o como parte de un sistema de recubrimiento que puede depositarse de varias maneras diferentes en varios sustratos diferentes. El sistema de recubrimiento puede comprender varias capas de recubrimiento iguales o diferentes. Una capa de recubrimiento se forma típicamente cuando la composición de recubrimiento que se deposita sobre el sustrato se cura al menos parcialmente por métodos conocidos por los expertos en la técnica (por ejemplo, por la exposición al calentamiento térmico). Cabe señalar que la composición de recubrimiento descrita anteriormente puede usarse en una o más de las capas de recubrimiento descritas en los siguientes párrafos.

La composición de recubrimiento puede aplicarse a la superficie de un sustrato de muchas formas diferentes, los ejemplos no limitantes de las cuales incluyen el recubrimiento por pulverización, el recubrimiento por inmersión, el recubrimiento por extrusión, el recubrimiento por flujo, el recubrimiento con brocha, el recubrimiento con rodillo y/o el recubrimiento con cuchilla.

Los sustratos útiles incluyen los formados a partir de sustratos metálicos, sustratos poliméricos (por ejemplo, los formados a partir de materiales termoendurecibles y/o materiales termoplásticos) y las combinaciones de estos. Los sustratos metálicos adecuados que pueden recubrirse incluyen los metales ferrosos, tales como el hierro, el acero y aleaciones de estos, los metales no ferrosos, tales como el aluminio, el zinc, el magnesio y las aleaciones de estos, y las combinaciones de estos. El sustrato puede estar formado por acero laminado en capas, acero electrogalvanizado, tal como el acero electrogalvanizado por inmersión en caliente o el acero electrogalvanizado de hierro-zinc, aluminio o magnesio. El sustrato metálico a tratar puede estar descubierto, pretratado o prepintado (por ejemplo, por electrorrecubrimiento) antes de la aplicación de la composición de recubrimiento.

Los ejemplos no limitantes de los materiales termoendurecibles útiles incluyen los materiales termoendurecibles de poliéster, epóxido, fenólico, fenol-formaldehído, urea-formaldehído, melamina, poliimida, policianurato, poliuretano y/o caucho vulcanizado (por ejemplo, uretano de moldeo por inyección por reacción) y las combinaciones de estos. Los ejemplos no limitantes de los materiales termoplásticos útiles incluyen el poliéster, el polímero acrílico, la poliolefina (por ejemplo, el polietileno y el polipropileno), la poliamida (por ejemplo, el nailon), el polibencimidazol, el polímero de vinilo (por ejemplo, el cloruro de polivinilo), el poliestireno, el fluoropolímero (por ejemplo, el politetrafluoroetileno), el policarbonato, el copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), el caucho EPD^m y/o los materiales termoplásticos de poliuretano, y las combinaciones de estos.

De acuerdo con la presente invención, la composición de recubrimiento puede aplicarse sobre un sustrato con un espesor de película húmeda de 1 mm a 7 mm, dependiendo de los requisitos o las propiedades de la amortiguación del sonido y las vibraciones deseados del recubrimiento curado. Una película más gruesa generalmente dará como resultado una propiedad más alta de amortiguación del sonido y las vibraciones.

Después de la aplicación al sustrato, la composición de recubrimiento puede someterse a una etapa de horneado y/o curado, tal como de 110 °C a 220 °C, de 140 °C a 210 °C, de 150 °C a 200 °C, de 175 °C a 190 °C, y durante cualquier período de tiempo deseado (por ejemplo, de 5 minutos a 1 hora) suficiente para secar y/o curar al menos parcialmente la composición de recubrimiento sobre el sustrato. Opcionalmente, de acuerdo con la invención, el horneado y/o el curado pueden llevarse a cabo a una temperatura por debajo del punto de ebullición del diluyente reactivo.

Podrían implementarse una o más etapas adicionales de horneado y/o curado para adaptarse a las configuraciones específicas del sistema de pintura.

El espesor de la película seca de la capa de recubrimiento puede aumentar del 0 % al 100 % del espesor de la película húmeda aplicada dependiendo de varios factores que incluyen, entre otros, la velocidad de secado y el calor aplicado a la composición de recubrimiento.

Después de que la composición de recubrimiento se aplica a un sustrato, solo o en combinación con una o más capas de recubrimiento adicionales, y se cura al menos parcialmente, el recubrimiento puede demostrar un factor de pérdida por amortiguación del compuesto (CDLF) de 0,05 a 0,25 medido a una temperatura de 10 °C a 30 °C y a una frecuencia de 198 Hz a 202 Hz de acuerdo con Oberst ASTM E756-05.

Después de que la composición de recubrimiento se aplica a un sustrato y/u otra capa de recubrimiento, y se cura al menos parcialmente, el recubrimiento puede demostrar una absorción del agua de menos del 15 %, por ejemplo, menos del 10 %, menos del 5 %, menos del 4 %, menos del 3 %, menos del 2 % o menos del 1 %, de acuerdo con un método de prueba que mide un cambio (por ejemplo, un aumento) en el peso del recubrimiento basado en un porcentaje de absorción del agua calculado por dividir la diferencia entre el peso del recubrimiento antes de la exposición al agua y el peso del recubrimiento después de la exposición al agua por el peso del recubrimiento antes de la exposición al agua y luego multiplicar por 100, como se describe con mayor detalle en los ejemplos siguientes. Los siguientes ejemplos específicos se proporcionan únicamente con fines ilustrativos y no pretenden ser limitantes a menos que se especifique de cualquier otra manera.

EJEMPLOS

La preparación de los ejemplos de la composición de recubrimiento se describe a continuación. Cada uno de los materiales enumerados a continuación está en gramos (g) o partes en peso, a menos que se indique de cualquier otra manera.

EJEMPLO 1

Se preparó un poliéster intermedio 1 para un estabilizador de la etapa inicial de la siguiente manera:

T l 1

La carga #1 se añadió a un matraz de 4 bocas de 5 litros equipado con una paleta de acero de agitación accionada por motor, un termopar, una entrada de nitrógeno y un condensador enfriado por agua. La mezcla de reacción se calentó a reflujo (la temperatura de reflujo inicial fue de aproximadamente 130 °C y esta se incrementó hasta aproximadamente 155 °C al final del proceso). Se añadió la carga #2 al matraz de reacción después de que se fundiera la mezcla de reacción. Después de que se recogió el 90 % del agua (aproximadamente 100 gramos) de la reacción, se tomó una muestra para medir el valor ácido mediante el uso del método de titulación.

La mezcla de reacción se enfrió hasta 130 °C cuando el valor ácido estaba entre 29 y 30. A continuación, la mezcla de reacción se roció con aire y se añadió la carga #3 al matraz de reacción. La mezcla de reacción se mantuvo a 130 °C hasta que el valor ácido estuvo por debajo de 0,4. La solución intermedia obtenida de este modo tenía un valor ácido de 0,4 mg de KOH por gramo de resina (medido por titulación); un peso molecular promedio en peso (Mw) de 5973 g/mol y un peso molecular medio numérico (Mn) de 3595 g/mol (medido por cromatografía de filtración en gel mediante el uso de patrones de poliestireno); y un contenido de metacrilato de glicidilo de monómero libre de 2,63 % en peso (medido por cromatografía de gases).

EJEMPLO 2

El estabilizador 1 se preparó de la siguiente manera:

1VAZO 64 es 2,2'-azobis (2-metilpropionitrilo), disponible en DuPont.

La carga #1 se añadió a un matraz de 4 bocas de 5 litros y se calentó hasta 99 °C bajo una atmósfera de nitrógeno.

A 99 °C, las cargas #2 y #3 se añadieron al matraz de reacción durante 3 horas. La carga #4 se usó para enjuagar las cargas #2 y #3 después de que terminaron. A continuación, la mezcla de reacción se mantuvo a 99 °C durante 4 horas. Se añadió la carga #5 cuando se completó la retención y luego se calentó la mezcla de reacción hasta 135 °C. La mezcla de reacción se mantuvo a 135 °C durante 4 horas. El estabilizador de la etapa inicial obtenido de este modo tenía un valor ácido de 0,14 mg de KOH por gramo de resina (medido por titulación); un peso molecular promedio en peso (Mw) de 18434 g/mol y un peso molecular medio numérico (Mn) de 2616 g/mol (medido por cromatografía de filtración en gel mediante el uso de patrones de poliestireno); y un contenido de monómero libre de metacrilato de metilo de 1,47 % en peso y metacrilato de glicidilo de 0,13 % en peso (medido por cromatografía de gases).

EJEMPLO 3

La dispersión no acuosa 1 se preparó de la siguiente manera:

T l

1VAZO 67 es l,r-Azobis(ciclohexanocarbonitrilo), disponible en DuPont.

La carga #1 se añadió a un matraz de 4 bocas de 2 litros equipado con una paleta de acero de agitación accionada por motor, un termopar, una entrada de nitrógeno y un condensador enfriado por agua. La mezcla de reacción se calentó a 90 °C mediante un manto controlado por el termopar mediante un dispositivo de control de retroalimentación de la temperatura. Las cargas #2 y #3 se añadieron mediante un embudo de adición durante 10 minutos y luego la mezcla de reacción se mantuvo a 90 °C durante 30 minutos. Después de la retención, se añadieron las cargas #4 y #5 durante 3 horas y luego la mezcla de reacción se mantuvo a 90 °C durante 1 hora. Después de la retención, la carga #6 durante 10 min, y luego la mezcla de reacción se mantuvo a 90 °C durante 1 hora. La dispersión no acuosa obtenida de este modo tenía un tamaño de partícula promedio en volumen de 218 nm (medido por Zetasizer).

EJEMPLO 4

La dispersión no acuosa 2 se preparó de la siguiente manera:

T l 4

1 CARDURA E10 es el éster de glicidilo de VERSATIC™ Acid 10, un ácido monocarboxílico saturado sintético de los isómeros C10 altamente ramificados, disponible de Momentive Specialty Chemicals, Inc.

La carga #1 se añadió a un matraz de 4 bocas de 1 litro equipado con una paleta de acero de agitación accionada por motor, un termopar, una entrada de nitrógeno y un condensador enfriado por agua. La mezcla de reacción se calentó a 50 °C y luego los disolventes en la dispersión no acuosa 1 (Ejemplo 3) se eliminaron al vacío a una presión de 28 pulgadas de Hg. La viscosidad de Brookfield de la dispersión no acuosa 2 resultante fue 376 mPas (centipoise) medida a 50 rpm con un husillo #2 a temperatura ambiente (25 °C).

EJEMPLO 5

La dispersión no acuosa 3 se preparó de la siguiente manera:

T l

La carga #1 se añadió a un matraz de 4 bocas de 1 litro equipado con una paleta de acero de agitación accionada por motor, un termopar, una entrada de nitrógeno y un condensador enfriado por agua. La mezcla de reacción se calentó a 50 °C y luego los disolventes en la dispersión no acuosa 1 (Ejemplo 3) se eliminaron al vacío a una presión de 28 pulgadas de Hg. La viscosidad de Brookfield de la dispersión no acuosa 3 resultante fue de 2527 mPas (centipoise) medida a 100 rpm con un husillo #2 a temperatura ambiente (25 °C).

EJEMPLO 6

Se preparó un copolímero acrílico continuo 1 de la siguiente manera:

T l

La configuración del reactor continuo incluyó un reactor de 300 ml y una unidad de tanque flash de 4 l. El reactor de 300 ml se llenó inicialmente con butil cellosolve y se calentó a 210 °C. A 210 °C, la carga #1 comenzó a bombearse con un tiempo de residencia de 5 minutos en el reactor, y la presión del reactor se mantuvo a 400-600 psi. El tanque flash se calentó a 170 °C y la carga #2 se alimentó a 1,12 ml/minuto en el tanque flash. El copolímero resultante tenía un peso molecular promedio en peso (Mw) de 3494 g/mol (medido por cromatografía de filtración en gel mediante el uso de patrones de poliestireno); y un contenido de monómero libre de acrilato de etilhexilo de 0,32 % en peso, estireno de 0,04 % en peso y metacrilato de metilo de 0,22 % en peso (medido por cromatografía de gases) y metacrilato de glicidilo de 0,40 % en peso (medido por cromatografía líquida de alta resolución).

EJEMPLO 7

La resina A se preparó de la siguiente manera:

Se cargaron 70 partes del copolímero acrílico continuo 1 del Ejemplo 6 y 30 partes de CARDURA E10 en un vaso de precipitados y se colocaron en un horno a 110 °C durante 2 horas, y luego se mezclaron bien con agitación mecánica.

La viscosidad de Brookfield de la resina A fue de 1610 mPas (centipoise) medida a 100 rpm con un husillo #6 a una temperatura de 27 °C.

EJEMPLO 8

La resina B se preparó de la siguiente manera:

Se cargaron 60 partes en peso de la dispersión no acuosa 3 del Ejemplo 5, 100 partes en peso del copolímero acrílico continuo 1 del Ejemplo 6 y 26 partes en peso de CARDURA E10 en un vaso de precipitados y se colocaron en un horno a 110 °C durante 2 h, y luego se mezclaron bien con agitación mecánica.

La viscosidad de Brookfield de la Resina B fue de 2400 mPas (centipoise) medida a 100 rpm con un husillo #6 a temperatura ambiente (25 °C).

COMPOSICIONES DE RECUBRIMIENTO

Preparación

Los ingredientes enumerados en la Tabla 7 a continuación se mezclaron con baja agitación en un recipiente mediante el uso de un motor accionado por aire. Los ingredientes se añadieron a un recipiente en el orden que se muestra en la Tabla 7 y se aumentó la velocidad de mezclado para mantener un vórtice durante toda la adición.

T l 7

''Resina A del Ejemplo 7

2Dispersión no acuosa 3 del Ejemplo 5

3Resina B del Ejemplo 8

4Producto de la reacción del carbonato de propileno y JEFFAMINE 400, preparado como en el Ejemplo A del documento núm. US 7,288,595

5Polvo de negro de carbón disponible en Columbian Chemicals

6Óxido de calcio disponible en Mississippi Lime Company

7Cianoguanidina disponible en Alz Chem

8Dimetil-1,1,3-(3,4-diclorofenilo) disponible en Alz Chem

9Acelerador epoxi disponible en Ajinomoto Fine Techno Company

10Acelerador epoxi disponible en Ajinomoto Fine Techno Company

"Carbonato de calcio y magnesio disponible en Specialty Minerals

RECUBRIMIENTOS

Factor de pérdida por amortiguación del compuesto

La amortiguación de las vibraciones de cada recubrimiento se midió mediante el uso del método de prueba Oberst ASTM E756-05 ("Método de prueba estándar para medir las propiedades de amortiguación de las vibraciones de los materiales"), Secciones 3 y 10. La principal medida de la amortiguación del sonido en esta prueba es el factor de pérdida, la relación entre el módulo de pérdida y el módulo de almacenamiento del material. Los valores de Oberst suelen variar de 0,001 para el acero sin recubrimiento (espesor de 1 milímetro) (si se golpea el panel de acero, se oirá un "ruido metálico") a 0,01 ("bong"), a 0,1 ("bunk"), a 0,5 ("ruido sordo") para los recubrimientos cada vez más eficientes.

La prueba de Oberst se usó para medir el factor de pérdida del sonido del compuesto de recubrimiento y sustrato. Cada muestra de prueba se aplicó a una barra Oberst, que es una barra de metal formada a partir de material de grasa molido especial endurecido con aceite, AISI/SAE GRD 0-1, 1 mm de espesor, 10 mm de ancho y 240 mm de largo de McMaster-Carr, y curado como se describe arriba. El peso de cada recubrimiento curado sobre 210 mm de longitud de recubrimiento fue de 6,72 ± 0,05 gramos. Los valores del factor de pérdida de Oberst se normalizaron a 6,72 gramos (3,2 kg/m2) para la comparación. Los factores de pérdida por amortiguación del compuesto se midieron en un intervalo de temperatura de -10 a 40 °C y a una frecuencia de 200 Hz.

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Resistencia al agua

El estiramiento del recubrimiento anterior se realizó en un panel de acero electrorrecubierto de 4 pulgadas x 4,5 pulgadas. El panel se pesó y se registró y se usó una plantilla de 3 pulgadas de ancho y 3 mm de espesor para estirar el recubrimiento anterior a 4 pulgadas de longitud en el centro del panel. El panel revestido se horneó en un horno con el siguiente programa: 23 minutos a 155 °C seguidos de 18 minutos a 150 °C y luego 30 minutos a 140 °C. El panel se mantuvo a temperatura ambiente durante 10 minutos entre cada horneado. El panel horneado se almacenó a temperatura ambiente durante 24 horas antes de la prueba.

El panel horneado se pesó y se registró antes de que comenzara la prueba.

Se calculó la diferencia entre el peso del panel sin recubrimiento y el peso del panel con el recubrimiento horneado y se registró como el peso del recubrimiento horneado. A continuación, el panel de prueba se colocó en una cabina de humedad de condensación al 100 % que se mantuvo a 40 °C. El panel se retiró de la cabina después de 7 días. Después de retirar el panel, el agua de la superficie se secó con una toalla de papel y el panel se pesó inmediatamente.

El porcentaje de absorción del agua se calculó mediante la división de la diferencia entre el peso del panel del recubrimiento horneado antes de la exposición al agua y el peso del panel del recubrimiento horneado después de la exposición al agua por el peso del panel del recubrimiento horneado antes de la exposición al agua y luego multiplicando por 100.

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17 días en una cámara de humedad de condensación al 100 % a 40 °C

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   i. Una composición de recubrimiento que comprende:

   una mezcla que comprende:

   (a) un polímero preparado a partir de uno o más monómeros funcionales que comprenden un monómero (met)acrílico, un monómero de alilo o las combinaciones de estos, cada uno con un doble enlace etilénicamente insaturado y un grupo funcional reactivo adicional; en donde al menos parte del grupo funcional reactivo adicional del monómero funcional permanece sin reaccionar durante la formación del polímero; y

   (b) un diluyente reactivo con un punto de ebullición superior a 100 °C, una viscosidad de 1 mPas a 4000 mPas a 25 °C de acuerdo con ASTM D789 y un grupo funcional reactivo que reacciona con el grupo funcional reactivo en el polímero a una temperatura que es inferior al punto de ebullición del diluyente reactivo; y un material de relleno,

   en donde la composición de recubrimiento tiene un contenido de sólidos medido de al menos el 96 % basado en el peso total de la composición de acuerdo con el método de prueba ASTM D2369.
2. 2. La composición de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los monómeros comprenden (met)acrilato de glicidilo.
3. 3. La composición de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el polímero es un copolímero preparado a partir de al menos un monómero funcional y al menos un monómero que comprende la insaturación etilénica pero no un grupo funcional reactivo adicional.
4. 4. La composición de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el polímero comprende de 1 a 70 por ciento en peso del monómero o los monómeros funcionales, basado en el peso total del polímero.
5. 5. La composición de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el polímero tiene un peso molecular promedio en peso de 1000 g/mol a 100000 g/mol o de al menos 150000 g/mol, según se determina por cromatografía de filtración en gel mediante el uso de un patrón de poliestireno en tetrahidrofurano.
6. 6. La composición de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el polímero está sustancialmente libre de grupos funcionales ácidos.
7. 7. La composición de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el grupo funcional reactivo del diluyente reactivo comprende un grupo funcional epoxi.
8. 8. La composición de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el diluyente reactivo es un diluyente reactivo monofuncional o un diluyente reactivo polifuncional.
9. 9. La composición de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el diluyente reactivo está presente en una cantidad del 5 al 70 por ciento en peso, basado en el peso total de la mezcla del polímero y el diluyente reactivo.
10. 10. La composición de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el polímero y el diluyente reactivo están presentes como una sola fase o el polímero está disperso en el diluyente reactivo, la mezcla comprende además opcionalmente un segundo polímero que está disperso en el diluyente reactivo.
11. 11. La composición de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el polímero y el diluyente reactivo tienen una viscosidad de Brookfield de 1000 mPas (centipoise) a 25000 mPas (centipoise) medida a 100 rpm con un husillo #6 a 25 °C.
12. 12. La composición de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un catalizador que es capaz de catalizar una reacción entre el polímero y el diluyente reactivo, un antioxidante, un plastificante o las combinaciones de estos.
13. 13. Un recubrimiento aplicado a un sustrato que comprende un producto de la reacción preparado a partir de la composición de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 12, que, después del curado, tiene un espesor de película seca de al menos 1 mm.
14. 14. El recubrimiento aplicado al sustrato de acuerdo con la reivindicación 13 que tiene un factor de pérdida por la amortiguación del compuesto de 0,05 a 0,25 medido a una temperatura de 10 °C a 30 °C y a una frecuencia de 198 Hz a 202 Hz de acuerdo con Oberst ASTM E756-05 o que, después del curado, demuestra una absorción del agua de menos del 15 % medido de acuerdo con la descripción.
15. 15. Un método para proporcionar la amortiguación del sonido y las vibraciones a través de un sustrato que comprende:

    aplicar al sustrato una composición de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-12; y curar al menos parcialmente la composición de recubrimiento.