ES2952540T3

ES2952540T3 - Composiciones de recubrimiento curables a bajas temperaturas y recubrimientos formados a partir de estas

Info

Publication number: ES2952540T3
Application number: ES19739746T
Authority: ES
Inventors: Wei Wang; David R Fenn; Paul H Lamers; Dennis L Faler; Leigh Ann Humbert; Linlin Li
Original assignee: PPG Industries Ohio Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2023-11-02
Anticipated expiration: 2039-06-11
Also published as: KR20210019505A; EP3802715B1; US20210246331A1; CN112534010A; EP3802715A1; WO2019241234A1; RU2764181C1; CA3102956A1; MX2020013507A; CN112534010B

Abstract

Una composición de recubrimiento incluye (a) una resina de melamina que tiene grupos funcionales imino y metilol que juntos comprenden 30 % en moles o más de la funcionalidad total de la resina de melamina; y (b) al menos un polímero reactivo con (a) que se obtiene a partir de componentes que incluyen politetrahidrofurano y un ácido carboxílico o anhídrido del mismo. El politetrahidrofurano incluye más del 20 % en peso de los componentes que forman el polímero (b) y el ácido carboxílico o anhídrido del mismo incluye más del 5 % en peso de los componentes que forman el polímero (b). El polímero (b) tiene un índice de acidez de al menos 15 basado en los sólidos de resina totales del polímero (b). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composiciones de recubrimiento curables a bajas temperaturas y recubrimientos formados a partir de estas Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones de recubrimiento, recubrimientos preparados con las composiciones de recubrimiento y métodos para preparar recubrimientos.

Antecedentes de la invención

Los recubrimientos se aplican a una amplia variedad de sustratos para proporcionar color y otros efectos visuales, resistencia a la corrosión, resistencia a la abrasión, resistencia química, y similares. Además, se pueden formar varios tipos de recubrimientos, tales como recubrimientos aplicados a empaques y sustratos de automóviles, a partir de composiciones que se pueden hornear y formar a bajas temperaturas de curado. Por ejemplo, el documento US 2017/204289 A1 se dirige a alquil poliureas con funcionalidad hidroxi. Su objetivo es reducir la temperatura a la que se curan los revestimientos (ver [0001] y [0002]). El Ejemplo 9 describe una composición que comprende un PUR preparado a partir de más de 20 % en peso de PTHF, HEA, DMPA y un poliisocianato, y que tiene un índice de acidez de 23,5 mg KOH/g. Debido a que estas composiciones pueden hornearse a bajas temperaturas de curado, se ha encontrado que son útiles para formar recubrimientos en tiempos de aplicación más rápidos y con costos reducidos. En consecuencia un objetivo de la presente invención es proporcionar composiciones de recubrimiento que se puedan deshidratar y curar a temperaturas comparativamente bajas para formar recubrimientos que tengan varias propiedades, de esta manera se reducen los costos y aumenta la eficiencia de los procesos de recubrimiento. Resumen de la invención

La presente invención se refiere a una composición de recubrimiento que comprende: (a) una resina de melamina que comprende grupos funcionales imino y metilol que juntos comprenden 30 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina; y (b) al menos un polímero reactivo con (a) que se obtiene a partir de componentes que comprenden politetrahidrofurano y un ácido carboxílico o anhídrido del mismo. El politetrahidrofurano comprende más del 20 % en peso de los componentes que forman el polímero (b) y el ácido carboxílico o anhídrido del mismo comprende más del 5 % en peso de los componentes que forman el polímero (b). El polímero (b) tiene un índice de acidez de al menos 15 basado en los sólidos de resina totales del polímero (b). La funcionalidad ácida del polímero (b) tiene un pKa de menos de 5.

La presente invención también se refiere a un sistema de recubrimiento multicapa que comprende: (1) una primera capa de capa base aplicada sobre al menos una porción de un sustrato; y (2) una segunda capa de capa base aplicada sobre al menos una porción de la primera capa de recubrimiento en la que al menos una de la primera capa de capa base y la segunda capa de capa base está formada a partir de una primera composición de capa base que comprende: (a) una resina de melamina que comprende grupos funcionales imino y metilol que juntos comprenden 30 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina; y (b) al menos un polímero reactivo con (a) que se obtiene a partir de componentes que comprenden politetrahidrofurano y un ácido carboxílico o anhídrido del mismo. El politetrahidrofurano comprende más del 20 % en peso de los componentes que forman el polímero (b) y el ácido carboxílico o anhídrido del mismo comprende más del 5 % en peso de los componentes que forman el polímero (b). El polímero (b) tiene un índice de acidez de al menos 15 basado en los sólidos de resina totales del polímero (b). La funcionalidad ácida del polímero (b) tiene un pKa de menos de 5.

Además, la presente invención se refiere además a un proceso de recubrimiento de un sustrato con un recubrimiento multicapa que comprende: formar una primera capa de capa base sobre al menos una porción de un sustrato al depositar una primera composición de capa base sobre al menos una porción del sustrato; y formar una segunda capa de capa base sobre al menos una porción de la primera capa de capa base al depositar una segunda composición de capa base directamente sobre al menos una porción de (1) la primera capa de capa base después de que se deshidrate la primera composición de capa base o (2) la primera composición de capa base antes de que se deshidrate la primera composición de capa base. La primera composición de capa base y la segunda composición de capa base se deshidratan a una temperatura dentro de un intervalo de temperatura ambiente a 90 °C durante dos minutos o menos, y al menos una de la primera capa de capa base y la segunda capa de capa base se forma a partir de una primera composición de capa base que comprende: (a) una resina de melamina que comprende grupos funcionales imino y metilol que juntos comprenden 30 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina; y (b) al menos un polímero reactivo con (a) que se obtiene a partir de componentes que comprenden politetrahidrofurano y un ácido carboxílico o anhídrido del mismo. El politetrahidrofurano comprende más del 15 % en peso de los componentes que forman el polímero (b) y el ácido carboxílico o anhídrido del mismo comprende más del 5 % en peso de los componentes que forman el polímero (b). El polímero (b) tiene un índice de acidez de al menos 15 basado en los sólidos de resina totales del polímero (b). La funcionalidad ácida del polímero (b) tiene un pKa de menos de 5.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1a es un espectro de 13C-NMR obtenido para la melamina de Resimene® HM 2608; y

La Figura 1b es un espectro de 13C-NMR obtenido para la melamina de Cymel® 202.

Descripción de la invención

Para los propósitos de la siguiente descripción detallada, debe entenderse que la invención puede asumir varias variaciones alternativas y secuencias de etapas, excepto donde se especifique expresamente lo contrario. Además, excepto en cualquiera de los ejemplos operativos, o donde se indique de cualquier otra manera, todos los números que expresan, por ejemplo, cantidades de ingredientes usados en la descripción y reivindicaciones deben entenderse como modificados en todos los casos por el término “aproximadamente”. En consecuencia, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos que se exponen en la siguiente especificación y las reivindicaciones adjuntas son aproximaciones que pueden variar en dependencia de las propiedades que se desean obtener por la presente invención. Por lo menos, y no como un intento de limitar la aplicación de la doctrina de los equivalentes al alcance de las reivindicaciones, cada parámetro numérico se debe al menos interpretar a la luz del número de dígitos significativos informados y mediante la aplicación de técnicas de redondeo habituales.

A pesar de que los intervalos y parámetros numéricos que exponen el amplio alcance de la invención son aproximaciones, los valores numéricos que se exponen en los ejemplos específicos se informan tan precisos como sea posible. Cualquier valor numérico, sin embargo, contiene necesariamente determinados errores inherentes como resultado de la desviación estándar encontrada en sus respectivas mediciones de prueba.

Además, debe entenderse que cualquier intervalo numérico enumerado en la presente descripción pretende incluir todos los sub-intervalos incluidos en la misma. Por ejemplo, un intervalo de “1 a 10” pretende incluir todos los subintervalos entre (y que incluyen) el valor mínimo citado de 1 y el valor máximo enumerado de 10, o sea, tener un valor mínimo igual a o mayor que 1 y un valor máximo de igual a o menor que 10.

En esta solicitud, el uso del singular incluye el plural y el plural abarca el singular, a menos que se indique específicamente de cualquier otra manera. Además, en esta solicitud, el uso de "o" significa "y/o" a menos que se indique específicamente de cualquier otra manera, aunque "y/o" se puede usar explícitamente en ciertos casos. Además, en esta solicitud, el uso de “un” o “una” significa “al menos uno” a menos que se indique específicamente de cualquier otra manera. Por ejemplo, "una" resina de melamina, "un" polímero, "una" composición de recubrimiento y similares se refieren a uno o más de cualquiera de estos elementos.

Como se describió previamente, la presente invención está dirigida a una composición de recubrimiento que comprende una resina de melamina y al menos un polímero reactivo con la resina de melamina. Como se usa en la presente, una "resina de melamina" se refiere a una resina con anillos de melamina terminados con múltiples grupos hidroxilo derivados de formaldehído. Además, el término "resina" se usa indistintamente con "polímero". Como se usa en la presente, el término "polímero" se refiere a oligómeros y homopolímeros (por ejemplo, preparados a partir de una única especie de monómero), copolímeros (por ejemplo, preparados a partir de al menos dos especies de monómeros), terpolímeros (por ejemplo, preparados a partir de al menos tres especies de monómeros) y polímeros de injerto.

La resina de melamina usada para la presente invención puede ser la resina obtenida por adición-condensación de melamina con formaldehído por métodos conocidos en la técnica, o la resina obtenida por adición-condensación adicional de tales resinas con varios alcoholes tales como metanol, butanol o isobutanol. Además, la resina de melamina usada con la presente invención comprende grupos funcionales imino y metilol. Los grupos funcionales imino y metilol juntos comprenden 30 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina, o 35 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina, o 40 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina, o 50 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina, o 55 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina, o 60 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina, o 70 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina, o 80 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina, o 90 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina, o hasta 100 % molar de la funcionalidad total de la resina de melamina. Los grupos funcionales imino y metilol juntos pueden comprender una cantidad dentro de un intervalo tal como, por ejemplo, de 30 % molar a 80 % molar, o de 40 % molar a 80 % molar, o de 50 % molar a 70 % molar, de la funcionalidad total de la resina de melamina.

Se aprecia que la cantidad de grupos funcionales imino en la resina de melamina puede ser mayor que la cantidad de grupos funcionales metilol en la resina de melamina. Alternativamente, la cantidad de grupos funcionales metilol en la resina de melamina puede ser mayor que la cantidad de grupos funcionales imino en la resina de melamina. El % molar de los grupos funcionales en la resina de melamina se determina por un 13C-NMR cuantitativo. Los datos del 13C-NMR cuantitativo se adquirieron en un espectrómetro Bruker Avance II que funcionaba a una frecuencia de carbono de 75,48 MHz NMR. Se usó dimetilsulfóxido-d6 (DMSO-d6) como el solvente de RMN. Se usó Cr(acac)3 como un agente de relajación para la 13C NMR cuantitativa, que se registró con tiempos de relajación de 3 s, un ángulo de pulso de 90 grados, y un tiempo de adquisición de 0,66 s. Más abajo se muestra una posible estructura de una resina de melamina. Cada anillo de triazina está sustituido por seis grupos funcionales. En la estructura que se muestra más abajo, la triazina está sustituida con un grupo imino (-NH), un grupo metilol (-CH₂OH), dos grupos metoxi (-CH₂OMe), un grupo n-butoxi (-CH₂OBu) y un grupo isobutoxi (- CH₂OisoBu). Una fracción de los seis grupos funcionales en cada anillo de triazina pueden ser puentes con otros anillos de triazina (a menudo denominados como reticulaciones). Estos puentes aún deben considerarse como grupos funcionales con el fin de calcular el porcentaje de grupos funcionales en la melamina que son imino o metilol. Específicamente, como se verá más abajo, dado que el nivel de grupos imino no puede ser determinado directamente por 13C-NMR, debe determinarse por diferencia entre los seis grupos funcionales teóricos por anillo de triazina y el nivel de otros grupos funcionales (que se pueden determinar directamente). Los grupos puente, cuyo nivel se puede determinar mediante 13C-NMR, debe incluirse al realizar este cálculo.

Ejemplos de picos característicos de 13C-NMR para sustituyentes típicos son 55 ppm (-OMe), 28 ppm (iso-Bu), 90 ppm (puente o reticulación), 13/31,5/64 ppm (-nBu). El pico de carbono para -NCH₂OH aparece en el intervalo de 66 a 70 ppm y los picos de carbono para -NCH₂OR aparecen en el intervalo de 70-79 ppm (donde R incluye un grupo alcoxi o un grupo puente a otro anillo de triazina). Además, los picos de carbono de -NCH₂OH/-NCH₂OR podrían solaparse con picos de sustituyente o solvente. En las Figuras, 1a y 1b, por ejemplo, el solvente isobutanol se solapa con carbono de -NCH₂OH en el espectro de 13C NMR de Resimene® HM 2608 (resina de melamina formaldehído, disponible comercialmente en INEOS). Por lo tanto, estos picos de sustituyentes o solventes necesitan considerarse para calcular el % molar del grupo imino o grupo metilol.

Al usar los datos del 13C-NMR para calcular el porcentaje de grupos funcionales de melamina que son imino y/o metilol, los carbonos del anillo de triazina (166 ppm) se normalizan a 3. Para cada anillo de triazina, hay teóricamente 6 sustituyentes. El % molar de NH y metilol se calcula a partir de las intensidades de los picos después de normalizar los carbonos del anillo de triazina a 3.

El procedimiento descrito anteriormente se ilustra para dos melaminas, Resimene® HM 2608 (resina de melamina formaldehído, disponible comercialmente en INEOS) y Cymel® 202 (resina de melamina formaldehído, disponible comercialmente en Allnex), mediante el uso de la 13C-NMR obtenida para estas melaminas y que se muestra en la Figura 1a (Resimene® HM 2608) y la Figura 1b (Cymel® 202).

El % molar de grupos imino se calcula mediante el uso de la siguiente ecuación 1: % molar de imino = 100 x (6 - I. nch2or - I-nch2oh)/6. Además, el % molar de grupos metilol se calcula mediante la ecuación 2: % molar de metilol = 100 X (I-NCH2OH )/6.

Con respecto a las ecuaciones 1 y 2, R es el grupo alquilo e I-^nch2^ores la intensidad del pico de carbonos de -NCH₂OR, que puede obtenerse por I-nch2or = I(70-79 ppm) - I-sustituyente isoBu (28 ppm). Además, I-nch2oh es la intensidad del pico de carbonos de -NCH₂OH, que puede obtenerse por I-NCH2OH = I(66-70 ppm) _ I-sustituyente nBu (31,5 ppm) _ I-isoButanol (30,5 ppm).

Para Resimene® HM 2608, el cálculo del % molar para imino mediante el uso de la ecuación 1 se ilustra a continuación: % amolar de i rm ino 100 x (6 _ I -^nch2^or- I -^nch2^oh

Para Resimene® HM 2608, el cálculo del % molar para metilol mediante el uso de la ecuación 2 se ilustra a continuación: % molar de metilol = 100 x (I-nch2oh )/6 = 100 x (0,64)/6 = 10,7 %.

Para Cymel® 202, el cálculo del % molar para imino mediante el uso de la ecuación 1 se ilustra a continuación: % molar de imino = 100 x (6 - i-nch2or - I-nch2oh %. Para Cymel® 202, el cálculo del % molar para metilol mediante el uso de la ecuación 2 se ilustra a continuación: % molar de metilol = 100 x (I-NCH2OH )/6 = 100 x (0,7)/6 = 11,7 %.

El método descrito anteriormente para determinar el % molar de los grupos funcionales en la resina de melamina se denomina en la presente descripción "método del % molar del grupo funcional de melamina". Se apreciará que la presencia de otros componentes u otros tipos de sustituyentes o solventes podría generar picos adicionales no descritos anteriormente o interferir con las integrales de picos, por ejemplo, carbonos de NCH₂OR (70-79 ppm) en 13C NMR, y su contribución se consideraría para el cálculo de las funcionalidades imino y metilol.

Se aprecia que cuando los grupos funcionales imino y metilol juntos comprenden menos del 100 % molar de la funcionalidad total de la resina de melamina, uno o más de otros grupos funcionales constituyen el % molar restante de la funcionalidad total de la resina de melamina. Ejemplos no limitantes de grupos funcionales adicionales incluyen grupos metoxi (-CH₂OMe), grupos n-butoxi (-CH₂OBu), grupos isobutoxi y sus combinaciones. Alternativamente, la resina de melamina puede estar libre de todos los demás grupos funcionales excepto los grupos funcionales imino y metilol. En tales ejemplos, los grupos funcionales imino y metilol juntos comprenden el 100 % molar de la funcionalidad total de la resina de melamina.

El % molar de grupos funcionales en la melamina que son puentes con otros anillos de triazina (o reticulaciones) también se puede determinar mediante la caracterización de 13C-NMR. El % molar de grupos funcionales en la melamina que son puentes a otros anillos de triazina (o reticulaciones) puede ser menos del 10 % molar de la funcionalidad total de la resina de melamina, o menos del 5 % molar de la funcionalidad total de la resina de melamina, o menos del 3 % molar de la funcionalidad total de la resina de melamina o menos del 2 % molar de la funcionalidad total de la resina de melamina.

La resina de melamina de la presente invención puede comprender al menos 5 % en peso, 10 % en peso o al menos 15 % en peso, basado en los sólidos de resina totales de la composición de recubrimiento. La resina de melamina de la presente invención también puede comprender hasta un 40 % en peso, hasta un 35 % en peso o hasta un 30 % en peso, en base al total de sólidos de resina de la composición de recubrimiento. La resina de melamina de la presente invención puede comprender además una cantidad dentro de un intervalo tal como de 5 % en peso a 40 % en peso, o de 15 % en peso a 30 % en peso, o de 5 % en peso a 40 % en peso, o de 10 % en peso a 35 % en peso, en base al total de sólidos de resina de la composición de recubrimiento.

Como se indica, la composición de recubrimiento comprende además al menos un polímero reactivo con la resina de melamina. El polímero reactivo con la resina de melamina se obtiene a partir de componentes que comprenden politetrahidrofurano y un ácido carboxílico o un anhídrido del mismo. El ácido carboxílico o anhídrido se puede seleccionar de varios tipos de ácidos policarboxílicos o sus anhídridos, tales como un ácido dicarboxílico o su anhídrido, o un ácido policarboxílico que tiene tres o más grupos de ácido carboxílico o sus anhídridos. El ácido carboxílico o su anhídrido también se puede seleccionar entre compuestos que tienen anillos aromáticos o estructuras alifáticas. Como se usa en la presente, un "grupo aromático" se refiere a un hidrocarburo conjugado cíclicamente con una estabilidad (debido a la deslocalización) que es significativamente mayor que la de una estructura localizada hipotética. Además, el término "alifático" se refiere a estructuras de hidrocarburos lineales, ramificados, o cíclicos no aromáticos que contienen enlaces de carbono saturados.

Ejemplos no limitantes de ácidos carboxílicos incluyen ácido glutárico, ácido succínico, ácido malónico, ácido oxálico, ácido trimelítico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido hexahidroftálico, ácido adípico, ácido maleico, y sus combinaciones. Como se indica, puede usarse un anhídrido, tal como un anhídrido de cualquiera de los ácidos carboxílicos descritos anteriormente. Ejemplos no limitantes de tales anhídridos incluyen anhídrido trimelítico, anhídrido ftálico, anhídrido maleico, anhídrido succínico, anhídrido malónico, anhídrido oxálico, anhídrido hexahidroftálico, anhídrido adípico, y sus combinaciones.

Como se indica, el ácido carboxílico o su anhídrido se puede seleccionar entre compuestos que tienen anillos aromáticos o estructuras alifáticas. Por ejemplo, el ácido carboxílico o su anhídrido se puede seleccionar de un compuesto aromático en el que los grupos funcionales de ácido carboxílico o anhídrido están unidos directamente al anillo o anillos aromáticos de manera que no haya átomos de interrupción entre el anillo o los anillos aromáticos y los grupos funcionales ácido carboxílico o anhídrido unidos (un ejemplo no limitante es el anhídrido trimelítico).

El polímero reactivo con la resina de melamina también se puede preparar con otros componentes además del politetrahidrofurano y ácido carboxílico o su anhídrido descritos anteriormente. Ejemplos no limitantes de componentes adicionales que pueden usarse para formar el polímero incluyen polioles además del politetrahidrofurano, compuestos adicionales que contienen uno o más grupos de ácido carboxílico o anhídridos de los mismos, compuestos etilénicamente insaturados, poliisocianatos, y sus combinaciones.

Como se usa en la presente, "etilénicamente insaturado" se refiere a un grupo que tiene al menos un doble enlace carbono-carbono. Ejemplos de grupos etilénicamente insaturados no limitantes incluyen, pero sin limitarse a, grupos (met)acrilato, grupos vinilo, y sus combinaciones. Como se usa en la presente descripción, el término “(met)acrilato” se refiere tanto al metacrilato como al acrilato.

Ejemplos de polioles incluyen glicoles, poliéter polioles, poliéster polioles, copolímeros de los mismos y sus combinaciones. Ejemplos no limitantes de glicoles incluyen etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, 1,2-propilenglicol, 1,3-butilenglicol, tetrametilenglicol, hexametilenglicol, y sus combinaciones, así como también otros compuestos que comprenden dos o más grupos hidroxilo y combinaciones de cualquiera de los anteriores. Ejemplos no limitantes de poliéter polioles adecuados además del politetrahidrofurano incluyen polietilenglicol, polipropilenglicol, polibutilenglicol, y sus combinaciones.

Otros polioles adecuados incluyen, pero no se limitan a, ciclohexanodimetanol, 2-etil-1,6-hexanodiol, 1,3 propanodiol, 1,4-butanodiol, neopentilglicol, trimetilolpropano, 1,2,6-hexantriol, glicerol y sus combinaciones. Se aprecia que el poliol se puede seleccionar entre dioles y/o compuestos que tienen 3 o más grupos hidroxilo.

Los compuestos adicionales que contienen uno o más grupos de ácido carboxílico o anhídridos pueden incluir cualquiera de los ácidos y anhídridos carboxílicos descritos anteriormente, siempre y cuando el compuesto adicional sea diferente del primer ácido o anhídrido carboxílico. Por ejemplo, los componentes que forman el polímero reactivo con la resina de melamina pueden incluir tanto anhídrido trimelítico como anhídrido maleico.

Ejemplos no limitantes de monómeros etilénicamente insaturados incluyen, pero no se limitan a, ésteres de alquilo de ácido (met)acrílico, ésteres de hidroxialquilo de ácido (met)acrílico, grupos de ácido que contienen monómeros etilénicamente insaturados, monómeros vinil aromáticos, y sus combinaciones.

Ejemplos de ésteres de alquilo de ácido (met)acrílico no limitantes incluyen (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de butilo, (met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de etilhexilo, (met)acrilato de laurilo, (met)acrilato de octilo, (met)acrilato de glicidilo, (met)acrilato de isononilo, (met)acrilato de isodecilo, (met)acrilato de vinilo, (met)acrilato de acetoacetoxietilo, (met)acrilato de acetoacetoxipropilo y sus combinaciones. Otros ejemplos no limitantes incluyen diésteres de di(met)acrilato de alquilo formados a partir de la condensación de dos equivalentes de ácido (met)acrílico tal como, por ejemplo, di(met)acrilato de etilenglicol. Además, se pueden usar alquil diésteres de di(met)acrilato formados a partir de dioles C2-24 tales como butanodiol y hexanodiol.

Ejemplos no limitantes de ésteres de hidroxialquilo de ácido (met)acrílico incluyen (met)acrilato de hidroximetilo, (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de hidroxibutilo, y sus combinaciones. Ejemplos no limitantes de grupos ácidos que contienen monómeros etilénicamente insaturados incluyen ácido (met)acrílico, ácido itacónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido aspártico, ácido málico, ácido mercaptosuccínico, y sus combinaciones.

Ejemplos de monómeros de vinilo aromáticos no limitantes incluyen estireno, 2,4-dimetilestireno, etilestireno, isopropilestireno, butilestireno, vinil naftaleno, viniltolueno, monómeros de divinilo aromáticos, tales como divinil benceno y sus combinaciones.

Entre los ejemplos no limitantes de poliisocianatos adecuados se incluyen diisocianato de isoforona (IPDI), 4,4'-diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), diisocianato de ciclohexilo (CHDI), diisocianato de m-tetrametilxilileno (m-TMXDI), diisocianato de p-tetrametilxilileno (p-TMXDI), diisocianato de etileno, 1,2-diisocianatopropano, 1,3-diisocianatopropano, 1,6-diisocianatohexano (diisocianato de hexametileno o HDI), diisocianato de 1,4-butileno, diisocianato de lisina, 1,4-metilen bis-(ciclohexil isocianato), diisocianato de tolueno (TDI), m-xililendiisocianato (MXDI) y p-xililendiisocianato, diisocianato de 4-cloro-1,3-fenileno, diisocianato de 1,5-tetrahidro-naftaleno, diisocianato de 4,4'-dibencilo, y triisocianato de 1,2,4-benceno, diisocianato de xilileno (XDI), y sus mezclas o combinaciones.

Se aprecia que los componentes adicionales opcionales descritos anteriormente pueden usarse para modificar o ajustar las propiedades del polímero y el recubrimiento final formado con él. Por ejemplo, el polímero se puede formar con componentes adicionales, como un poliol adicional, que puede proporcionar un curado más rápido a temperaturas de horneado más bajas, tales como temperaturas de 80 °C o menos.

El politetrahidrofurano usado para formar el polímero puede comprender más del 20 % en peso de los componentes que forman el polímero, o más del 30 % en peso de los componentes que forman el polímero, o más del 40 % en peso de los componentes que forman el polímero. El politetrahidrofurano también puede comprender hasta un 50 % en peso de los componentes que forman el polímero, o hasta un 60 % en peso de los componentes que forman el polímero, o hasta un 70 % en peso de los componentes que forman el polímero, o hasta un 80 % en peso de los componentes que forman el polímero, o hasta 90 % en peso de los componentes que forman el polímero. El politetrahidrofurano puede comprender además una cantidad dentro de un intervalo tal como del 20 % en peso al 90 % en peso de los componentes que forman el polímero, o del 40 % en peso al 80 % en peso de los componentes que forman el polímero, o del 50 % en peso al 70 % en peso de los componentes que forman el polímero, o del 30 % en peso al 40 % en peso de los componentes que forman el polímero.

El ácido carboxílico o anhídrido usado para formar el polímero puede comprender más del 5 % en peso de los componentes que forman el polímero, o más del 8 % en peso de los componentes que forman el polímero. El ácido carboxílico o anhídrido también puede comprender hasta el 20 % en peso de los componentes que forman el polímero, o hasta el 15 % en peso de los componentes que forman el polímero, o hasta el 12 % en peso de los componentes que forman el polímero. El ácido carboxílico o anhídrido puede comprender además una cantidad dentro de un intervalo tal como del 5 % en peso al 20 % en peso de los componentes que forman el polímero, o del 8 % en peso al 15 % en peso de los componentes que forman el polímero, o de del 8 % en peso al 12 % en peso de los componentes que forman el polímero, o del 7 % en peso al 10 % en peso de los componentes que forman el polímero.

Se aprecia que uno o más de los componentes adicionales descritos anteriormente pueden constituir la cantidad restante de componentes usados para formar el polímero reactivo con la resina de melamina. Por ejemplo, el polímero se puede preparar con politetrahidrofurano, un ácido carboxílico o anhídrido, un poliol que es diferente del politetrahidrofurano, y otro ácido carboxílico o anhídrido que es diferente del primer ácido carboxílico o anhídrido. El polímero resultante preparado a partir de los componentes descritos anteriormente comprende al menos enlaces éter y grupos funcionales ácido carboxílico. El polímero resultante también puede comprender enlaces éster y/o enlaces uretano así como también grupos funcionales adicionales tales como grupos funcionales hidroxilo. Por ejemplo, el polímero resultante puede comprender enlaces éter, enlaces éster, grupos funcionales ácido carboxílico, y grupos funcionales hidroxilo. El polímero resultante puede comprender además enlaces y grupos funcionales adicionales que incluyen, pero no se limitan a, los grupos funcionales adicionales descritos anteriormente.

El polímero que es reactivo con la resina de melamina puede tener un índice de acidez de al menos 15, o al menos 20, basado en los sólidos de resina totales del polímero. El polímero que es reactivo con la resina de melamina puede tener un índice de acidez de hasta 35 o hasta 30, basado en los sólidos de resina totales del polímero. El polímero que es reactivo con la resina de melamina puede tener un índice de acidez dentro de un intervalo como, por ejemplo, de 20 a 30, basado en los sólidos de resina totales del polímero. El índice de acidez se mide al valorar con una solución estandarizada de una base fuerte como hidróxido de potasio.

La funcionalidad ácida del polímero que es reactivo con la resina de melamina puede tener un pKa de menos de 5, y puede tener un pKa de menos de 4, o menos de 3,5, o menos de 3, o menos de 2,5 o menos de 2. La funcionalidad ácida del polímero que es reactivo con la resina de melamina puede estar dentro de un intervalo de pKa tal como, por ejemplo, de 1,5 a 4,5. El valor de pKa es el logaritmo negativo (decádico) de la constante de disociación ácida y se determina de acuerdo con el método de valoración descrito en Lange's Handbook of Chemistry, 15a edición, sección 8.2.1.

La funcionalidad de ácido carboxílico que se encuentra en el polímero puede ser proporcionada por el primer ácido carboxílico o anhídrido únicamente. Alternativamente, cuando compuestos y/o anhídridos con funcionalidad de ácido carboxílico adicionales se usan para formar el polímero, la funcionalidad de ácido carboxílico que se encuentra en el polímero se proporciona por el primer ácido carboxílico o anhídrido y los compuestos y/o anhídridos con funcionalidad de ácido carboxílico adicionales.

El polímero también puede comprender un peso equivalente de hidroxilo de 1500 a 5000, o de 2000 a 3000, medido al hacer reaccionar el polímero seco con una cantidad en exceso de anhídrido acético y valorar con hidróxido de potasio.

El polímero reactivo con la resina de melamina puede comprender al menos 50 % en peso, 60 % en peso o al menos 70 % en peso, basado en los sólidos de resina totales de la composición de recubrimiento. El polímero reactivo con la resina de melamina también puede comprender hasta un 90 % en peso o hasta un 80 % en peso, en base al total de sólidos de resina de la composición de recubrimiento. El polímero reactivo con la resina de melamina puede comprender además una cantidad dentro de un intervalo tal como de 50 % en peso a 90 % en peso, o de 60 % en peso a 80 % en peso, o de 70 % en peso a 80 % en peso, o de 70 % en peso a 90 % en peso, en base al total de sólidos de resina de la composición de recubrimiento. El polímero reactivo con la resina de melamina puede comprender partículas poliméricas de núcleo-envoltura en las que el núcleo polimérico está al menos parcialmente encapsulado por la envoltura polimérica, un polímero en dispersión autoemulsionante, o una combinación de los mismos.

Como se usa en la presente, una partícula núcleo-envoltura en la que el núcleo está al menos parcialmente encapsulado por la cubierta se refiere a una partícula que comprende (i) al menos un primer material o materiales que forman el centro de la partícula (es decir, el núcleo) y (ii) al menos un segundo material o materiales (es decir, la cubierta) que forman una capa sobre al menos una porción de la superficie del primer material (es decir, el núcleo). Se aprecia que el primer o los primeros materiales que forman el núcleo son diferentes del segundo o los segundos materiales que forman la envoltura. Además, las partículas de núcleo-envoltura pueden tener varias formas (o morfologías) y tamaños. Por ejemplo, las partículas de núcleo-envoltura pueden tener morfologías generalmente esféricas, cúbicas, laminares, poliédricas, o aciculares (alargadas o fibrosas). Las partículas de núcleo-envoltura también pueden tener un tamaño de partícula promedio de 30 a 300 nanómetros, o de 40 a 200 nanómetros, o de 50 a 150 nanómetros. Como se usa en la presente descripción, “tamaño de partícula promedio” se refiere al tamaño de la partícula promedio en volumen. El tamaño de partícula promedio se puede determinar, por ejemplo, con un Zetasize 3000HS siguiendo las instrucciones del manual Zetasize 3000HS.

Como se indicó, las partículas de núcleo-envoltura comprenden un núcleo polimérico así como también una envoltura polimérica. Un "núcleo polimérico" significa que el núcleo de la partícula núcleo-envoltura comprende uno o más polímeros y una "envoltura polimérica" significa que la cubierta de la partícula núcleo-envoltura comprende uno o más polímeros.

La envoltura polimérica de las partículas de núcleo-envoltura se obtiene a partir de los componentes descritos previamente que comprenden el politetrahidrofurano, un ácido carboxílico o anhídrido del mismo, compuesto(s) etilénicamente insaturado(s) con funcionalidad hidroxilo y, opcionalmente, otros componentes adicionales (por ejemplo, polioles adicionales, ácido carboxílico adicional y/o anhídridos, poliisocianatos y/o sus combinaciones). Se aprecia que el polímero que forma la envoltura polimérica puede tener las características descritas previamente, tales como los índices de acidez descritos previamente. Por ejemplo, la envoltura polimérica puede tener un índice de acidez como se describió anteriormente, tal como un índice de ácido de al menos 15, basado en los sólidos de resina totales del polímero que forma la envoltura polimérica. Además, el núcleo polimérico comprende típicamente un polímero de adición derivado de monómeros etilénicamente insaturados.

El politetrahidrofurano puede comprender una cantidad dentro de un intervalo tal como del 20 % en peso al 90 % en peso de los componentes que forman la envoltura polimérica, o del 40 % en peso al 80 % en peso de los componentes que forman la envoltura polimérica, o del 50 % en peso al 70 % en peso de los componentes que forman la envoltura polimérica, o de 55 a 65 % en peso de la envoltura polimérica.

El ácido carboxílico o anhídrido puede comprender una cantidad dentro de un intervalo tal como del 5 % en peso al 20 % en peso de los componentes que forman la envoltura polimérica, o del 8 % en peso al 18 % en peso de los componentes que forman la envoltura polimérica, o del 10 % en peso al 16 % en peso de los componentes que forman la envoltura polimérica, o del 12 al 15 % en peso de la envoltura polimérica.

La envoltura polimérica también está unida covalentemente a al menos una porción del núcleo polimérico. Por ejemplo, la envoltura polimérica se puede unir covalentemente al núcleo polimérico al hacer reaccionar al menos un grupo funcional en los monómeros y/o prepolímeros que se usan para formar la envoltura polimérica con al menos un grupo funcional en los monómeros y/o prepolímeros que se usan para formar el núcleo polimérico. Los grupos funcionales pueden incluir cualquiera de los grupos funcionales descritos previamente siempre y cuando al menos un grupo funcional de los monómeros y/o prepolímeros que se usan para formar la envoltura polimérica sea reactivo con al menos un grupo funcional de los monómeros y/o prepolímeros que se usan para formar el núcleo polimérico. Por ejemplo, los monómeros y/o prepolímeros que se usan para formar la envoltura polimérica y el núcleo polimérico pueden comprender ambos al menos un grupo etilénicamente insaturado que reaccionan entre sí para formar un enlace químico. Como se usa en la presente descripción, un “prepolímero” se refiere a un precursor de polímero capaz de reacciones adicionales o polimerización por uno o más grupos reactivos para formar una masa molecular más alta o un estado reticulado.

El núcleo polimérico y la envoltura polimérica de las partículas de núcleo-envoltura también se preparan para proporcionar una envoltura polimérica hidrófila con dispersabilidad/estabilidad en agua mejorada y un núcleo polimérico hidrófobo. Como se usa en la presente descripción, el término “hidrófilo” se refiere a polímeros, monómeros y otros materiales que tienen afinidad por el agua y que se dispersarán o disolverán en agua u otros medios de base acuosa. Los materiales hidrófilos, tales como los polímeros hidrófilos, típicamente tienen grupos dispersables en agua. Un “grupo dispersable en agua” se refiere a un grupo que tiene o se forma a partir de uno o más grupos funcionales hidrófilos que tienen afinidad por el agua y que ayudan a dispersar un compuesto, tal como un polímero, en agua u otros medios de base acuosa. Además, como se usa en la presente descripción, el término “hidrófobo” se refiere a polímeros, monómeros y otros materiales que carecen de afinidad por el agua u otros medios de base acuosa y tienden a repeler, no disolverse o dispersarse en, y/o no humedecerse con agua u otros medios de base acuosa. Los materiales hidrófobos, tales como polímeros hidrófobos, a menudo están libres de grupos dispersables en agua.

Como se indica, el núcleo polimérico y la envoltura polimérica de las partículas de núcleo-envoltura se pueden preparar para proporcionar una envoltura polimérica hidrófila con dispersabilidad/estabilidad en agua mejorada y un núcleo polimérico hidrófobo. Por tanto, la envoltura polimérica puede comprender grupos hidrófilos dispersables en agua mientras que el núcleo polimérico puede estar libre de grupos hidrófilos dispersables en agua. Los grupos hidrófilos dispersables en agua pueden aumentar la dispersabilidad/estabilidad en agua de la envoltura polimérica en un medio acuoso de manera que la envoltura polimérica encapsula al menos parcialmente el núcleo hidrófobo.

Como se describió anteriormente, los grupos dispersables en agua comprenden uno o más grupos funcionales hidrófilos. Por ejemplo, el(los) polímero(s) que forma(n) la envoltura polimérica hidrófila puede(n) comprender grupos iónicos o ionizables tales como los grupos funcionales de ácido carboxílico o sus sales. Los grupos funcionales de ácido carboxílico se puede neutralizar al menos parcialmente (es decir, al menos 30 % del equivalente de neutralización total) con una base, tal como una amina volátil, para formar un grupo salino. Una amina volátil se refiere a un compuesto de amina que tiene un punto de ebullición inicial menor o igual a 250 °C que se mide a una presión atmosférica estándar de 101,3 kPa. Ejemplos de aminas volátiles adecuadas son amoniaco, dimetilamina, trimetilamina, monoetanolamina, y dimetiletanolamina. Se aprecia que las aminas se evaporarán durante la formación del recubrimiento para exponer los grupos funcionales de ácido carboxílico y permitir que los grupos funcionales de ácido carboxílico experimenten reacciones adicionales. Otros ejemplos no limitantes de grupos dispersables en agua incluyen grupos polioxialquileno tales como mediante el uso de materiales de éter de polietileno/propilenglicol, por ejemplo.

Como se indica, el polímero reactivo con la resina de melamina puede comprender un polímero en dispersión autoemulsionante. Como se usa en la presente, un polímero en dispersión autoemulsionante se refiere a un polímero que contiene funcionalidad hidrófila y no se sintetiza inicialmente como una dispersión acuosa y luego se mezcla con agua para formar una dispersión acuosa.

El polímero en dispersión autoemulsionante de la presente invención se obtiene a partir de los componentes descritos anteriormente que comprenden el politetrahidrofurano, el ácido carboxílico o anhídrido, y, opcionalmente, otros componentes adicionales (por ejemplo, polioles adicionales, ácidos carboxílicos o anhídridos adicionales, poliisocianatos, compuestos etilénicamente insaturados y/o sus combinaciones). Por ejemplo, el polímero en dispersión autoemulsionante se prepara típicamente con politetrahidrofurano, un ácido carboxílico o anhídrido, un poliol que es diferente del politetrahidrofurano y otro ácido carboxílico o anhídrido que es diferente del primer ácido carboxílico o anhídrido.

El politetrahidrofurano puede comprender una cantidad dentro de un intervalo tal como del 20 % en peso al 90 % en peso de los componentes que forman el polímero en dispersión autoemulsionante, o del 40 % en peso al 80 % en peso de los componentes que forman el polímero en dispersión autoemulsionante, o del 50 % en peso al 70 % en peso de los componentes que forman el polímero en dispersión autoemulsionante, o del 80 al 90 % en peso del polímero en dispersión autoemulsionante.

El ácido carboxílico o anhídrido puede comprender una cantidad dentro de un intervalo tal como del 5 % en peso al 20 % en peso de los componentes que forman el polímero en dispersión autoemulsionante, o del 8 % en peso al 18 % en peso de los componentes que forman el polímero en dispersión autoemulsionante, o del 10 % en peso al 16 % en peso de los componentes que forman el polímero en dispersión autoemulsionante, o del 14 al 16 % en peso del polímero en dispersión autoemulsionante.

Como se indicó, el polímero reactivo con la resina de melamina puede comprender tanto las partículas de núcleoenvoltura poliméricas descritas anteriormente como el polímero en dispersión autoemulsionante. Cuando la composición de recubrimiento de la presente invención comprende tanto las partículas de núcleo-envoltura poliméricas como el polímero en dispersión autoemulsionante, la composición de recubrimiento puede comprender una mayor cantidad de partículas de núcleo-envoltura poliméricas que el polímero en dispersión autoemulsionante o una mayor cantidad del polímero en dispersión autoemulsionante que las partículas de núcleo-envoltura poliméricas. Se aprecia que la resina de melamina, el polímero reactivo con la resina de melamina, y otros componentes opcionales descritos en la presente descripción se dispersan en un medio acuoso. Como se usa en la presente, un "medio acuoso" se refiere a un medio líquido que comprende más del 50 % en peso de agua, en base al peso total del medio líquido. Dichos medios líquidos acuosos pueden comprender, por ejemplo, al menos 60 % en peso de agua, o al menos 70 % en peso de agua, o al menos 80 % en peso de agua, o al menos 90 % en peso de agua, o al menos 95 % en peso de agua, o 100 % en peso de agua, en base al peso total del medio líquido. Los solventes que, si están presentes, constituyen menos del 50 % en peso del medio líquido incluyen solventes orgánicos. Ejemplos de solventes orgánicos adecuados no limitantes incluyen solventes orgánicos polares, por ejemplo, solventes orgánicos próticos tales como glicoles, glicol éter alcoholes, alcoholes, cetonas volátiles, glicol diéteres, ésteres, y diésteres. Otros ejemplos de solventes orgánicos no limitantes incluyen hidrocarburos aromáticos y alifáticos. La composición de recubrimiento puede comprender materiales adicionales que incluyen, pero sin limitarse a, resinas adicionales, tales como resinas formadoras de película adicionales y reticulantes adicionales. Como se usa en la presente, una "resina formadora de película" se refiere a una resina que cuando se usa en una composición de recubrimiento puede formar una película continua de autosoporte sobre al menos una superficie horizontal mediante deshidratación y/o curado. El término “deshidratación” se refiere a la eliminación de agua y/u otros solventes. Se aprecia que la deshidratación también puede provocar un curado al menos parcial de un material resinoso. Además, los términos "curable", "curado", y similares, significan que al menos una porción de los materiales resinosos en una composición está reticulada o reticulable.

La resina adicional puede incluir cualquiera de una variedad de resinas formadoras de películas termoplásticas y/o termoendurecibles conocidas en la técnica. El término “termoendurecible” se refiere a resinas que “endurecen” de forma irreversible al curar o reticular, en donde las cadenas poliméricas de las resinas se unen mediante enlaces covalentes. Una vez curada o reticulada, una resina termoendurecible no se fundirá con la aplicación de calor y es insoluble en solventes. Como se indicó, la resina formadora de película también puede incluir una resina formadora de película termoplástica. El término “termoplástico” se refiere a resinas que no están unidas por enlaces covalentes y, de esta manera, pueden experimentar flujo de líquido al calentarse y pueden ser solubles en ciertos solventes. Ejemplos no limitantes de resinas adicionales adecuadas incluyen poliuretanos, poliésteres tales como polioles de poliéster, poliamidas, poliéteres, polisiloxanos, fluoropolímeros, polisulfuros, politioéteres, poliureas, resinas (met)acrílicas, resinas epoxi, resinas vinílicas, y sus combinaciones. Las resinas adicionales también pueden incluir resinas en partículas y no en partículas.

La resina adicional puede tener cualquiera de una variedad de grupos funcionales reactivos que incluyen, pero sin limitarse a, grupos de ácido carboxílico, grupos amina, grupos epóxido, grupos hidroxilo, grupos tiol, grupos carbamato, grupos amida, grupos urea, grupos isocianato (incluidos los grupos isocianato bloqueados), grupos (met)acrilato y sus combinaciones. Las composiciones de recubrimiento termoendurecibles comprenden típicamente un reticulante que se puede seleccionar de cualquiera de los reticulantes conocidos en la técnica para reaccionar con la funcionalidad de las resinas usadas en las composiciones de recubrimiento. Alternativamente, puede usarse una resina formadora de película termoendurecible que tenga grupos funcionales que sean reactivos entre sí; de esta manera, tales resinas termoendurecibles son autorreticulables.

Como se indica, la composición de recubrimiento también puede comprender reticulantes adicionales. Como se usa en la presente descripción, un “agente de reticulación”, “reticulante” y términos similares se refieren a una molécula que comprende dos o más grupos funcionales que son reactivos con otros grupos funcionales y que es capaz de unir dos o más monómeros o moléculas de polímero a través de enlaces químicos. Ejemplos no limitantes de reticulantes incluyen polihidrazidas, carbodiimidas, polioles, resinas fenólicas, resinas epoxi, resinas de beta-hidroxi (alquil) amida, resinas de hidroxi (alquil) urea, oxazolina, resinas de carbamato alquilado, (met)acrilatos, isocianatos, isocianatos bloqueados, poliácidos, anhídridos, materiales con función ácido organometálico, poliaminas, poliamidas, aminoplastos distintos de la resina de melamina descrita anteriormente, aziridinas y sus combinaciones. Las composiciones de recubrimiento de la presente invención también pueden estar libres de resinas formadoras de película y/o reticulantes adicionales tales como las que están libres de poliisocianatos.

La composición de recubrimiento también puede incluir otros materiales adicionales, tales como un colorante. Como se usa en la presente descripción, “colorante” se refiere a cualquier sustancia que imparte color y/u otra opacidad y/u otro efecto visual a la composición. El colorante se puede adicionar al recubrimiento en cualquier forma adecuada, como partículas discretas, dispersiones, soluciones y/o escamas. Se puede usar un solo colorante o una mezcla de dos o más colorantes en los recubrimientos de la presente invención.

Ejemplos de colorantes incluyen pigmentos (orgánicos o inorgánicos), colorantes, y tintes, como los usados en la industria de la pintura y/o enumerados en la Dry Color Manufacturers Association (DCMA), así como también composiciones de efectos especiales. Un colorante puede incluir, por ejemplo, un polvo sólido finamente dividido que es insoluble, pero humectable, en las condiciones de uso. Un colorante puede ser orgánico o inorgánico y puede ser aglomerado o no aglomerado. Los colorantes se pueden incorporar al recubrimiento mediante el uso de un vehículo de trituración, tal como un vehículo de trituración acrílico, cuyo uso resultará familiar para un experto en la técnica.

Ejemplos de pigmentos y/o composiciones de pigmentos incluyen, pero sin limitarse a, pigmento crudo de carbazol dioxazina, azo, monoazo, diazo, naftol AS, tipo de sal (escamas), bencimidazolona, isoindolinona, isoindolina y ftalocianina policíclica, quinacridona, perileno, perinona, dicetopirrolo pirrol, tiαndigo, antraquinona, indantrona, antrapirimidina, flavantrona, piratrona, antantrona, dioxazina, triarilcarbonio, pigmentos de quinoftalona, diceto pirrolo rojo pirrol ("rojo DPPBO"), dióxido de titanio, hollín y mezclas de los mismos. Los términos “pigmento” y “relleno de color” pueden usarse indistintamente.

Ejemplos de colorantes incluyen, pero sin limitarse a, aquellos que son de base solvente y/o acuosa, tales como ftalo verde o azul, óxido de hierro, y vanadato de bismuto.

Ejemplos de tintes incluyen, pero sin limitarse a, pigmentos dispersos en portadores a base de agua o miscibles en agua tales como AQUA-CHEM 896 disponible comercialmente en Degussa, Inc., CHARISMA COLORANTS y MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS comercialmente disponibles en Accurate Dispersions Division de Eastman Chemical, Inc.

El colorante que puede usarse con la composición de recubrimiento de la presente invención también puede comprender una composición o pigmento de efecto especial. Como se usa en la presente descripción, una “composición o pigmento de efectos especiales” se refiere a una composición o pigmento que interactúa con la luz visible para proporcionar un efecto de apariencia diferente o además de un color continuo que no cambia. Ejemplos de composiciones y pigmentos de efectos especiales incluyen aquellos que producen uno o más efectos de apariencia tales como reflectancia, perlescencia, brillo metálico, textura, fosforescencia, fluorescencia, fotocromismo, fotosensibilidad, termocromismo, goniocromismo, y/o cambio de color. Ejemplos no limitantes de composiciones de efectos especiales pueden incluir mica recubierta transparente y/o mica sintética, sílice recubierta, alúmina recubierta, escamas de aluminio, un pigmento de cristal líquido transparente, un recubrimiento de cristal líquido, y sus combinaciones.

Otros ejemplos no limitantes de materiales adicionales que pueden usarse opcionalmente con la composición de recubrimiento de la presente invención incluyen plastificantes, partículas resistentes a la abrasión, antioxidantes, estabilizadores de luz de amina impedida, absorbentes y estabilizadores de luz UV, tensioactivos, agentes de control de flujo y superficie, agentes tixotrópicos, catalizadores, inhibidores de reacción, y otros auxiliares habituales.

Se aprecia que los componentes que forman la composición de recubrimiento se pueden seleccionar para formar una composición de un componente (“1K”). Como se usa en la presente, una “composición de un componente” se refiere a una composición en donde todos los componentes del recubrimiento se mantienen en el mismo contenedor después de la fabricación, durante el almacenamiento, etc. Por el contrario, una composición de múltiples componentes, como una composición de dos componentes ("2K") o más, tiene al menos dos componentes que se mantienen en un contenedor diferente después de la fabricación, durante el almacenamiento, etc. antes de la aplicación y formación del recubrimiento sobre un sustrato. Por tanto, la composición de recubrimiento puede estar libre de componentes que se usan típicamente para formar una composición de múltiples componentes, como por ejemplo estar libre de poliisocianatos.

La composición de recubrimiento de la presente invención puede depositarse sobre al menos una porción de un sustrato y deshidratarse y/o curarse para formar una capa de recubrimiento. La composición de recubrimiento de la presente invención se puede aplicar a una amplia gama de sustratos conocidos en la industria de los recubrimientos. Por ejemplo, la composición de recubrimiento se puede aplicar a sustratos de automóviles, sustratos industriales, aeronaves y sustratos y componentes de aeronaves, sustratos de empaque, suelos y muebles de madera, prendas de vestir, productos electrónicos, que incluyen carcasas y placas de circuitos, vidrio y transparencias, equipos deportivos, que incluyen pelotas de golf y similares. Estos sustratos pueden ser, por ejemplo, metálicos o no metálicos. Los sustratos metálicos incluyen, pero sin limitarse a, estaño, acero (que incluye acero electrogalvanizado, acero laminado en frío, acero galvanizado por inmersión en caliente, entre otros), aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones de zinc-aluminio, acero recubierto con una aleación de zinc-aluminio, y acero laminado en aluminio. Los sustratos no metálicos incluyen polimérico, plástico, poliéster, poliolefina, poliamida, celulósico, poliestireno, poliacrílico, poli(naftalato de etileno), polipropileno, polietileno, nailon, EVOH, ácido poliláctico, otros sustratos poliméricos “verdes”, poli(etilentereftalato) (PET), policarbonato, policarbonato acrilobutadieno estireno (PC/ABS), poliamida, madera, chapa, compuesto de madera, tablero de partículas, tablero de fibra de densidad media, cemento, piedra, vidrio, papel, cartón, textiles, cuero, tanto sintético como natural, y similares. El sustrato puede ser uno que ya haya sido tratado de alguna manera, como para impartir un efecto visual y/o de color, un pretratamiento protector u otra capa de recubrimiento, y similares.

La composición de recubrimiento de la presente invención es particularmente beneficiosa cuando se aplica a sustratos metálicos usados para fabricar vehículos. Como se usa en la presente, "vehículo" o variaciones del mismo incluye, pero no se limita a, aeronaves civiles, comerciales y militares y/o vehículos terrestres como aeroplanos, helicópteros, automóviles, motocicletas, y/o camiones. Por ejemplo, los recubrimientos de la presente invención son particularmente beneficiosos cuando se aplican a sustratos metálicos que se usan para fabricar automóviles, camiones, y tractores.

La composición de recubrimiento de la presente invención también es particularmente beneficiosa cuando se aplica a sustratos que forman un empaque, tales como sustratos metálicos que forman un empaque. Los sustratos de empaque de metal adecuados incluyen, pero no se limitan a, empaques de alimentos y/o bebidas, componentes usados para fabricar tales empaques o latas o tubos de aerosol monobloque. Las latas o tubos de aerosol monobloque adecuados incluyen, pero no se limitan a, contenedores de desodorante y laca para el cabello. Los tubos o latas de aerosol monobloque pueden ser tubos o latas de aerosol monobloque de aluminio.

Como se usa en la presente, un "empaque" es cualquier cosa que se usa para contener otro artículo, particularmente para el envío desde un punto de fabricación a un consumidor, y para su posterior almacenamiento por parte del consumidor. Por tanto, un empaque se entenderá como algo que se sella para mantener su contenido libre de deterioro hasta que un consumidor lo abra. El fabricante a menudo identificará el período de tiempo durante el cual el alimento o la bebida estará libre de deterioro, el cual típicamente tiene un intervalo de varios meses a años. Por tanto, el presente "empaque" se distingue de un empaque de almacenamiento o de un recipiente para hornear en el que un consumidor puede preparar y/o almacenar alimentos; un empaque de este tipo solo mantendría la frescura o la integridad del alimento durante un período relativamente corto. "Empaque", como se usa en la presente, significa el empaque completo en sí mismo o cualquier componente del mismo, como un extremo, tapa, tapón, y similares. Por ejemplo, un "empaque" recubierto con las composiciones de recubrimiento descritas en la presente descripción podría incluir una lata metálica en la que sólo se recubre el extremo de la lata o una porción de la misma. Un empaque de acuerdo con la presente invención puede estar fabricado de metal o no metal, por ejemplo, plástico o laminado, y estar cualquier forma. Un ejemplo de empaque adecuado es un tubo laminado. Otro ejemplo de empaque adecuado es la lata de metal. El término "lata de metal" incluye cualquier tipo de lata de metal, empaque o cualquier tipo de receptáculo o porción del mismo que esté sellado por el fabricante de alimentos/bebidas para minimizar o eliminar el deterioro del contenido hasta que el consumidor abra dicho empaque. Un ejemplo de lata de metal es una lata de comida; el término "lata(s) de comida" se usa en la presente descripción para referirse a latas, empaques o cualquier tipo de receptáculo o porción del mismo usado para contener cualquier tipo de comida y/o bebida. "Lata de bebida" también se puede usar para referirse más específicamente a una lata de comida en la que se empaque una bebida. El término "lata(s) de metal" incluye específicamente las latas de alimentos, incluidas las latas de bebidas, y también incluye específicamente los "extremos de lata", incluidos los "extremos abiertos E-Z", que típicamente se sellan a partir de los extremos de las latas y se usan junto con el empaque de alimentos y bebidas. El término "latas de metal" también incluye específicamente los tapones y/o cierres de metal, tales como los tapones de botellas, los tapones superiores de rosca y las tapas de cualquier tamaño, los tapones de orejas y similares. Las latas de metal también pueden usarse para contener otros artículos, que incluyen, pero no se limitan a, los productos para el cuidado personal, los repelentes de insectos, la pintura en aerosol y cualquier otro compuesto adecuado para su empaque en una lata de aerosol. Las latas pueden incluir "latas de dos piezas" y "latas de tres piezas", así como también latas de una pieza estiradas y planchadas; estas latas de una pieza a menudo encuentran aplicación con productos en aerosol. Los empaques recubiertos con la composición de la presente invención también pueden incluir botellas de plástico, tubos de plástico, laminados y empaques flexibles, tales como los hechos de PE, PP, PET y similares. Tal empaque podría contener, por ejemplo, alimentos, pasta de dientes, productos para el cuidado personal y similares.

La composición de recubrimiento de la presente invención se puede aplicar al interior y/o al exterior del empaque. Por ejemplo, el recubrimiento se puede recubrir con rodillo sobre el metal usado para hacer una lata de alimentos de dos piezas, una lata de alimentos de tres piezas, existencias de extremos de latas y/o existencias de tapones/cierres. El recubrimiento se aplica a una bobina o lámina mediante recubrimiento con rodillo; a continuación, el recubrimiento se cura y los extremos de las latas se sellan y fabrican en el producto terminado, es decir, los extremos de las latas. El recubrimiento también se podría aplicar como recubrimiento de borde a la parte inferior de la lata; tal aplicación puede ser mediante recubrimiento con rodillo. El recubrimiento del borde funciona para reducir la fricción para un mejor manejo durante la fabricación y/o procesamiento continuos de la lata. El recubrimiento se puede aplicar a la "franja lateral" de una lata de metal, que se entenderá como la costura formada durante la fabricación de una lata de tres piezas. El recubrimiento también puede aplicarse a las tapas y/o los cierres; tal aplicación puede incluir, por ejemplo, un barniz protector que se aplica antes y/o después de la formación de la tapa/cierre y/o un esmalte pigmentado aplicado posteriormente a la tapa, particularmente aquellas que tienen una costura ranurada en la parte inferior de la tapa. El material de las latas decoradas también puede recubrirse externamente de manera parcial con el recubrimiento descrito en la presente descripción, y el material de las latas recubiertas decoradas es usado para formar varias latas de metal. El recubrimiento se puede aplicar al material de la lata antes de la formación de la lata o parte de lata, o se puede aplicar a la lata o parte de la lata después de la formación. Cualquier material usado para la formación de latas de alimentos puede tratarse de acuerdo con los presentes métodos. Los sustratos particularmente adecuados incluyen acero estañado, acero sin estaño y acero laminado en negro.

La composición de recubrimiento se puede aplicar sobre al menos una porción del sustrato por cualquier medio estándar en la técnica, tal como pulverización, pulverización electrostática, inmersión, laminado, cepillado y similares. Una vez aplicada, la composición se puede deshidratar y/o curar para formar la capa de recubrimiento. Las composiciones de recubrimiento de la presente invención se pueden curar con varios métodos que incluyen, pero no se limitan a, la aplicación de calor.

Se encontró que la composición de recubrimiento de la presente invención puede deshidratarse de temperaturas ambiente (por ejemplo, 20 °C) a 90 °C, o de temperaturas ambiente a 80 °C, o de temperaturas ambiente a 70 °C, o de temperaturas ambiente a 60 °C, o de 40 °C a 80 °C, o de 40 °C a 70 °C. La composición de recubrimiento se puede deshidratar a estas temperaturas durante un período de tiempo de menos de 2 minutos o menos de 1 minuto. El período de tiempo para deshidratar la composición de recubrimiento es el período de tiempo designado para la deshidratación y no incluye el tiempo que se tarda en transferir y someter la composición de recubrimiento a otra etapa, como una etapa de curado.

La composición de recubrimiento también se puede curar a temperaturas comparativamente bajas. Por ejemplo, la composición de recubrimiento se puede curar mediante el uso de calor a temperaturas de 140 °C o menos, o 120 °C o menos, o 100 °C o menos, o 80 °C o menos.

Se encontró que los recubrimientos de la presente invención pueden formarse a temperaturas de deshidratación/curado más bajas que las requeridas típicamente en otros recubrimientos comúnmente aplicados a sustratos tales como, por ejemplo, sustratos que forman un empaque o vehículo. Los recubrimientos también proporcionan el aspecto deseado y las propiedades mecánicas/químicas, como una buena resistencia a los solventes.

La presente invención también se refiere a un recubrimiento multicapa que comprende al menos una primera capa de base y una segunda capa de base. Como se explica con más detalle en la presente descripción, el recubrimiento multicapa puede incluir capas de recubrimiento adicionales que incluyen, pero sin limitarse a, una capa de imprimación, una capa de acabado o una de sus combinaciones. Una “capa de capa base” se refiere a una capa de recubrimiento que se deposita sobre una imprimación y/o directamente sobre un sustrato, que incluye opcionalmente componentes (tales como pigmentos) que impactan el color y/o proporcionan otro impacto visual. Una capa de “acabado” se refiere a un recubrimiento superior que se deposita sobre otra capa de recubrimiento, como una capa base, para proporcionar una capa protectora y/o decorativa. Una "capa de imprimación" se refiere a una capa base que puede depositarse sobre un sustrato para preparar la superficie para la aplicación de un sistema de recubrimiento protector o decorativo.

La primera capa base y/o la segunda capa base del recubrimiento multicapa se forman a partir de la composición de recubrimiento descrita anteriormente que comprende la resina de melamina y el al menos un polímero reactivo con la resina de melamina. La composición de recubrimiento usada para formar la primera y/o la segunda capa de capa base también puede incluir uno o más de los componentes descritos previamente, tales como resinas formadoras de película adicionales, reticulantes, colorantes y/u otros materiales opcionales.

Las composiciones de recubrimiento usadas para formar la primera y segunda capas de capa base pueden ser iguales o diferentes. Por ejemplo, la primera y segunda capas de capa base pueden comprender cada una composición de recubrimiento que comprende la resina de melamina y el mismo o diferentes tipos de polímero(s) reactivos con la resina de melamina (es decir, las partículas de núcleo-envoltura poliméricas y/o polímero en dispersión autoemulsionante descrito previamente) de manera que cada capa forme una composición de un componente. En algunos ejemplos, una de las capas de capa base se puede formar a partir de la composición de recubrimiento descrita anteriormente y que comprende componentes que forman una composición de un componente, mientras que la otra capa de recubrimiento se puede formar a partir de componentes que forman una composición multicapa, tal como un composición de dos componentes que incluye, por ejemplo, una resina de poliisocianato y poliol funcional.

Alternativamente, una de la primera o segunda capa de capa base se puede formar con una composición de recubrimiento diferente. La capa de recubrimiento diferente se puede formar con varios componentes que incluyen las diversas resinas y reticulantes previamente descritos tales como, por ejemplo, con partículas de núcleo-envoltura poliméricas con función ácido carboxílico y que pueden utilizar varios reticulantes tales como, por ejemplo, carbodiimidas.

Las composiciones de capa base primera y segunda también pueden comprender las mismas o diferentes resinas adicionales, reticulantes, colorantes, y otros materiales opcionales descritos anteriormente. Por ejemplo, la segunda composición de capa base puede comprender pigmentos de efectos especiales y la primera composición de capa base puede estar libre de pigmentos de efectos especiales. Como tal, la primera composición de capa base, por ejemplo, solo puede comprender pigmentos que imparten un color continuo que no cambia y la segunda capa de capa base, por ejemplo, solo puede comprender pigmentos de efectos especiales. Alternativamente, la primera composición de capa base puede comprender pigmentos de efectos especiales y la segunda composición de capa base puede estar libre de pigmentos de efectos especiales. Como tal, la segunda composición de capa base, por ejemplo, solo puede comprender pigmentos que imparten un color continuo que no cambia y la primera capa de capa base, por ejemplo, solo puede comprender pigmentos de efectos especiales.

La primera y la segunda capa de capa base pueden formarse ambas a partir de una composición de un componente como se describió anteriormente. Alternativamente, una de las capas de capa base se puede formar a partir de una composición de un componente, mientras que la otra capa de capa base se puede formar a partir de una composición de múltiples componentes, tal como una composición de dos componentes.

La primera composición de capa base se puede aplicar directamente sobre al menos una porción del sustrato por cualquier medio estándar en la técnica, tal como pulverización, pulverización electrostática, inmersión, laminado, cepillado y similares. La segunda composición de capa base se puede aplicar luego directamente sobre al menos una porción de la primera composición de capa base como un proceso húmedo sobre húmedo (es decir, antes de la deshidratación de la primera composición de capa base). La segunda composición de capa base se puede aplicar por cualquier medio estándar en la técnica, tal como pulverización, pulverización electrostática, inmersión, laminado, cepillado y similares. Después de aplicar la segunda composición de capa base, ambas composiciones de capa base se pueden deshidratar simultáneamente. Ambas composiciones de capa base pueden deshidratarse simultáneamente a temperaturas ambiente (por ejemplo, 20 °C) hasta 90 °C, o de temperaturas ambiente a 80 °C, o de temperaturas ambiente a 70 °C, o de temperatura ambiente a 60 °C, o desde 40 °C a 80 °C o de 40 °C a 70 °C. Las composiciones de recubrimiento se pueden deshidratar, por ejemplo, a las temperaturas anteriores durante un período de tiempo de menos de 2 minutos o menos de 1 minuto.

La segunda composición de capa base también se puede aplicar directamente sobre al menos una porción de la primera capa de capa base que se ha deshidratado como se describió anteriormente. Después la segunda composición de capa base se puede deshidratar a temperaturas ambiente (por ejemplo, 20 °C) hasta 90 °C, o de temperaturas ambiente a 80 °C, o de temperaturas ambiente a 70 °C, o de temperaturas ambiente a 60 °C, o de 40 °C a 80 °C o de 40 °C a 70 °C. Las composiciones de recubrimiento se pueden deshidratar, por ejemplo, a las temperaturas anteriores durante un período de tiempo de menos de 2 minutos o menos de 1 minuto. Después de deshidratar la composición de la segunda capa base, las capas base se pueden curar a temperaturas de 140 °C o menos, 120 °C o menos, 100 °C o menos, o 80 °C o menos.

La multicapa también puede comprender una capa de acabado que se aplica sobre al menos una porción de la segunda capa de base antes o después de curar las capas de base. La capa de acabado se puede formar a partir de una composición de recubrimiento que comprende una resina formadora de película, un reticulante, un medio solvente acuoso u orgánico, y/o cualquiera de los otros materiales tales como los descritos anteriormente. Por ejemplo, la capa de acabado puede comprender una resina formadora de película y uno o más poliisocianatos, tales como al menos un poliisocianato a base de dímero de uretdiona que sea reactivo con la resina formadora de película.

La capa de acabado puede ser una capa de acabado transparente. Como se usa en la presente, una "capa de recubrimiento transparente" se refiere a una capa de recubrimiento que es al menos sustancialmente transparente o completamente transparente. El término “sustancialmente transparente” se refiere a un recubrimiento, en donde una superficie más allá del recubrimiento es al menos parcialmente visible a simple vista cuando se ve a través del recubrimiento. El término “completamente transparente” se refiere a un recubrimiento, en donde una superficie más allá del recubrimiento es completamente visible a simple vista cuando se ve a través del recubrimiento. Se aprecia que la capa de acabado transparente puede comprender colorantes, tales como pigmentos, siempre y cuando los colorantes no interfieran con la transparencia deseada de la capa de acabado transparente. Alternativamente, la capa de acabado transparente está libre de colorantes como pigmentos (es decir, no pigmentada).

Ejemplos de capas de acabado no limitantes que pueden usarse con el recubrimiento de múltiples capas de la presente invención incluyen las descritas en la patente de Estados Unidos núm. 4,650,718 en columna 1 línea 62 a columna 10 línea 16; patente de Estados Unidos núm. 5,814,410 en columna 2 línea 23 a columna 9 línea 54; y la patente de Estados Unidos núm. 5,891,981 en columna 2 línea 22 a columna 12 línea 37.

Las composiciones de capa de acabado adecuadas que pueden usarse para formar la capa de acabado también incluyen las disponibles comercialmente en PPG Industries, Inc. con los nombres comerciales NCT®, DIAMOND COAT®, y CERAMICLEAR®.

Como se indica, la capa de acabado se puede curar simultáneamente con la primera y la segunda capa de capa base. Por ejemplo, la capa de acabado y las capas de capa base se pueden curar simultáneamente a temperaturas de 140 °C o menos, 120 °C o menos, 100 °C o menos, o 80 °C o menos.

El recubrimiento de múltiple capa de acuerdo con la presente invención también puede comprender otras capas opcionales que incluyen, pero sin limitarse a, capas de capa base adicionales así como también una capa de recubrimiento de imprimación como se indicó anteriormente. La capa de recubrimiento de imprimación se puede formar sobre al menos una porción del sustrato y la primera o segunda capa de capa base se puede formar sobre al menos una porción de la capa de recubrimiento de imprimación. Además, las capas de capa base adicionales se pueden preparar a partir de cualquiera de los materiales descritos anteriormente. Las capas de capa base adicionales se pueden aplicar, por ejemplo, sobre la primera o la segunda capa de capa base antes de aplicar la capa de acabado.

La capa de recubrimiento de imprimación usada opcionalmente con el recubrimiento de múltiples capas de la presente invención puede formarse a partir de una composición de recubrimiento que comprende una resina formadora de película, como una resina de base catiónica, una resina de base aniónica y/o cualquiera de las resinas formadoras de películas adicionales descritas anteriormente. La composición de recubrimiento usada para formar la composición de recubrimiento de imprimación también puede incluir los reticulantes, colorantes y otros materiales opcionales descritos anteriormente.

Adicionalmente, la composición de recubrimiento de imprimación puede incluir un inhibidor de la corrosión. Como se usa en la presente descripción, un “inhibidor de la corrosión” se refiere a un componente tal como un material, sustancia, compuesto, o complejo que reduce la velocidad o severidad de la corrosión de una superficie en un sustrato de metal o aleación de metal. El inhibidor de la corrosión puede incluir, pero sin limitarse a, un componente de metal alcalino, un componente de metal alcalinotérreo, un componente de metal de transición, o sus combinaciones. El término “metal alcalino” se refiere a un elemento del Grupo 1 (International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)) de la tabla periódica de elementos químicos e incluye, por ejemplo, cesio (Cs), francio (Fr), litio (Li), potasio (K), rubidio (Rb), y sodio (Na). El término “metal alcalinotérreo” se refiere a un elemento del Grupo 2 (IUPAC) de la tabla periódica de los elementos químicos e incluye, por ejemplo, bario (Ba), berilio (Be), calcio (Ca), magnesio (Mg), y estroncio (Sr). El término “metal de transición” se refiere a un elemento de los Grupos 3 a 12 (IUPAC) de la tabla periódica de los elementos químicos e incluye, por ejemplo, titanio (Ti), cromo (Cr), y zinc (Zn), entre varios otros.

Ejemplos de componentes inorgánicos específicos no limitantes que actúan como inhibidores de la corrosión incluyen óxido de magnesio, hidróxido de magnesio, carbonato de magnesio, fosfato de magnesio, silicato de magnesio, óxido de zinc, hidróxido de zinc, carbonato de zinc, fosfato de zinc, silicato de zinc, polvo de zinc, y sus combinaciones.

Como se indica, la composición de recubrimiento de imprimación se puede depositar directamente sobre al menos una porción de un sustrato antes de la aplicación de la primera o segunda composición de capa base y se puede deshidratar y/o curar para formar la capa de recubrimiento de imprimación. La composición de recubrimiento de imprimación de la presente invención se puede aplicar por cualquier medio estándar en la técnica, tal como electrorrecubrimiento, pulverización, pulverización electrostática, inmersión, laminado, cepillado y similares. Una vez que la composición de recubrimiento de imprimación se aplica a al menos una porción del sustrato, la composición se puede deshidratar y/o curar para formar la capa de recubrimiento de imprimación. La composición de recubrimiento de imprimación se puede deshidratar y/o curar, por ejemplo, a una temperatura de 175 °C a 205 °C para formar la capa de recubrimiento de imprimación.

Se encontró que los recubrimientos multicapa de la presente invención se pueden formar a temperaturas de deshidratación/curado más bajas que las requeridas típicamente en otros recubrimientos comúnmente aplicados a sustratos de automóviles tales como vehículos. Como tales, los recubrimientos de múltiples capas de la presente invención ayudan a reducir costos, eliminan la cantidad de equipo de recubrimiento, y aceleran el proceso de recubrimiento general.

La presente invención también está dirigida a un proceso de preparación de un recubrimiento multicapa. El proceso incluye: formar una primera capa de capa base sobre al menos una porción de un sustrato depositando una primera composición de recubrimiento sobre al menos una porción del sustrato; y formar una segunda capa de capa base sobre al menos una porción de la primera capa de capa base depositando una segunda composición de recubrimiento directamente sobre al menos una porción de: (1) la primera capa de capa base después de que se haya deshidratado la primera composición de recubrimiento; o (2) la primera composición de recubrimiento antes de que se deshidrate la primera composición de capa base. Las composiciones de capa base primera y segunda se pueden deshidratar por separado o simultáneamente y luego curar como se describió anteriormente. Opcionalmente, se forma una capa de acabado sobre al menos una porción de la segunda capa base al depositar una composición de capa de acabado directamente sobre al menos una parte de la segunda capa de capa base. Cuando se usa la capa de acabado, las capas de capa base y la capa de acabado se pueden curar simultáneamente.

El sustrato puede comprender opcionalmente una capa de recubrimiento de imprimación y la primera capa de capa base se aplica sobre al menos una porción de la capa de recubrimiento de imprimación al depositar una primera composición de capa base directamente sobre al menos una porción de la capa de recubrimiento de imprimación. La capa de recubrimiento de imprimación se puede formar al depositar una composición de recubrimiento de imprimación, tal como electrodepositar una composición de recubrimiento electrodepositable, sobre al menos una porción del sustrato antes de depositar la primera composición de capa base.

Los recubrimientos de múltiples capas se pueden aplicar a cualquier tipo de sustrato como se describió anteriormente, tal como por ejemplo a partes de automóviles en una planta de ensamble de automóviles. En algunos ejemplos, durante la aplicación del recubrimiento de múltiples capas en una planta de ensamble de automóviles, un sustrato metálico se pasa, opcionalmente, primero a una estación de electrodeposición donde la composición de recubrimiento de imprimación se electrodeposita sobre el sustrato metálico y se deshidrata y/o cura. La primera composición de capa base se aplica luego directamente sobre la capa de recubrimiento electrodepositada o, alternativamente, se aplica directamente sobre al menos una porción del sustrato en una zona de capa base que comprende una o más estaciones de recubrimiento. La zona del capa base se encuentra ubicada aguas abajo de y adyacente al horno de electrodeposición. La primera estación de capa base tiene uno o más aplicadores convencionales, por ejemplo, aplicadores de campana o pistola, conectados a o en comunicación de flujo con una fuente de la primera composición de capa base. La primera composición de capa base se puede aplicar, por ejemplo, pulverizada, sobre el sustrato mediante uno o más aplicadores en la estación de la primera capa base en uno o más pases de pulverización para formar una primera capa de capa base sobre el sustrato.

La primera capa base se puede deshidratar con un dispositivo de secado convencional, tal como un horno, ubicado aguas abajo y/o adyacente a la segunda estación de recubrimiento y/o la primera estación de recubrimiento. Después de aplicar la segunda composición de capa base, la segunda capa de capa base puede deshidratarse por separado si la primera capa de capa base se ha deshidratado previamente. Alternativamente, cuando la segunda composición de capa base se aplica húmedo sobre húmedo a la primera composición de capa base, ambas composiciones de capa base pueden deshidratarse simultáneamente. A continuación, las capas de base se pueden curar mediante el uso de un horno.

Después de que la primera composición de capa base y la segunda composición de capa base se hayan deshidratado y/o curado, se pueden aplicar una o más capas de acabado convencionales sobre él o las capas base en una estación de acabado. La estación del acabado incluye uno o más aplicadores convencionales, por ejemplo, aplicadores de campana, conectados a y en comunicación de flujo con una fuente de la composición de acabado. Un horno está ubicado aguas abajo y/o adyacente a la estación de la capa de acabado para deshidratar y/o curar la composición de capa de acabado por separado o simultáneamente con las capas base.

Un ejemplo no limitante de una planta de ensamble de automóviles para aplicar un recubrimiento de múltiples capas se describe en la patente de Estados Unidos núm. 8,846,156 en columna 3 línea 1 a columna. 4 línea 43 y figura 1. Los siguientes ejemplos se presentan para demostrar los principios generales de la invención. La invención no se debe considerar como limitada a los ejemplos específicos presentados. Todas las partes y porcentajes en los ejemplos son en peso a menos que se indique de otra forma.

Además, en los siguientes ejemplos, se midieron las viscosidades Brookfield a 25 °C en un viscosímetro Brookfield DV-II+Pro mediante el uso de husillo #2 a 60 RPM. Los índices de acidez y valores de hidroxilo se determinaron mediante el uso de un valorador automático Metrohm 798 MPT Titrino de acuerdo con ASTM D 4662-15 y ASTM E 1899-16. Los contenidos no volátiles se midieron comparando los pesos iniciales de las muestras con los pesos de las muestras después de la exposición a 110 °C durante 1 hora.

El peso y el peso molecular promedio en número de las muestras poliméricas se midieron mediante cromatografía de permeación en gel con relación a patrones de poliestireno lineal de 800 a 900 000 Da. La cromatografía de permeación en gel se realizó mediante el uso de un módulo de separación Waters 2695 con un refractómetro diferencial Waters 2414 (detector RI). Se usó tetrahidrofurano (THF) como el eluyente a un régimen de flujo de 1 ml min-1. Se usaron dos columnas PLgel Mixed-C (300 x 7,5 mm) para la separación.

Ejemplo 1

Preparación de una composición de recubrimiento y evaluación del recubrimiento correspondiente.

Parte A: Primero se preparó un poliol de poliéster de acuerdo con la presente invención de los componentes enumerados en la Tabla 1.

Tabla 1

1 Politetrahidrofurano, disponible comercialmente en BASF Corp.

2 Solvente de éter de glicol, disponible comercialmente en Dow.

A un matraz de reacción de cuatro bocas de 5 litros equipado con un agitador, entrada de gas, termómetro y condensador, se añadió el contenido de la carga 1. La mezcla de reacción se calentó a una temperatura máxima de 175 °C asegurándose de que la temperatura de la cabeza de la columna no excediera de 100 °C. La reacción se mantuvo hasta que el índice de acidez fue de ~ 40. La temperatura se redujo a 165 °C y la condensación continuó hasta un índice de acidez de 30. Luego la mezcla de reacción se enfrió a <135 °C, momento en el que se añadió la carga 2. La solución se enfrió después a 90 °C y se produjo una dispersión acuosa al añadir la carga 3 y la carga 4. La dispersión final tenía un contenido de sólidos del 40 % y un valor de pH de 6,7 y un tamaño de partícula de 35 nm. El poliéster tenía una funcionalidad COOH promedio de ~ 1 / cadena.

Parte B: El poliol de poliéster de la parte A se formuló luego en una composición de recubrimiento al mezclar 80 % en peso de sólidos de resina del poliéster y 20 % en peso de sólidos de resina de Resimene® HM 2608 (resina de melamina formaldehído, disponible en ineos). La composición de recubrimiento se extendió sobre paneles de 4x12 recubiertos con él y se curó durante 30 min a 80 °C.

Se probó la resistencia a los solventes del recubrimiento curado mediante el uso de frotaciones dobles con MEK. Las frotaciones dobles con MEK se evaluaron mediante el uso de un método modificado basado en ASTM D 5402 06. Para el ensayo se usaron toallitas húmedas Wypall marca 03086 disponibles comercialmente en Kimberly-Clark Professional Inc. Primero, se probó una marca que tenía un área de 8 pulgadas por 1 pulgada en la superficie recubierta. Se dobló una pieza de toallita en un grosor doble y se saturó hasta una condición de goteo húmedo con solvente de metiletilcetona (MEK). Luego se colocó un dedo índice en el centro de la toallita doblada y se frotó contra el área de prueba en un ángulo de 45°. Un movimiento hacia adelante y hacia atrás fue una frotación doble. El dedo se reposicionó en una porción no usada de la toallita doblada y la toallita se saturó de nuevo cada 25 frotaciones dobles, lo que se repitió hasta que hubo rayones/marcas visibles en la película. Cuantas más frotaciones dobles con MEK, mejor respuesta de curado y resistencia a los solventes.

El recubrimiento de la presente invención mostró una resistencia superior a los solventes con frotaciones dobles con MEK de más de 100.

Ejemplo 2

Preparación de un prepolímero de poliéster.

Se preparó un prepolímero de poliéster de acuerdo con la presente invención a partir de los componentes enumerados en la Tabla 2 en un matraz de fondo redondo de cuatro bocas equipado con una sonda de temperatura electrónica, agitador mecánico, condensador, rociador de nitrógeno seco y una manta calefactora.

Tabla 2

Los componentes se cargaron en el matraz y la temperatura se aumentó gradualmente a 170 °C durante un período de dos horas mientras se agitaba, se burbujeaba nitrógeno y se recogía el destilado. La temperatura de reacción se mantuvo a 170 °C durante 2,5 horas hasta que el índice de acidez descendió a 54 y se recogieron 170 ml de destilado. El producto final fue un líquido amarillo claro con una viscosidad de Gardner-Holdt de Z7+, un índice de hidroxilo de 129, un peso molecular promedio en número (Mn) de 1914, un peso molecular promedio en peso (Mw) de 6307 y un contenido de no volátiles de 95,0 %.

Ejemplo 3

Preparación de una dispersión de poliéster-poliuretano

Se preparó una dispersión de poliéster-poliuretano a partir de los componentes enumerados en la Tabla 3 en un matraz de fondo redondo de cuatro bocas equipado con una sonda de temperatura electrónica, agitador mecánico, condensador y una manta calefactora.

Tabla 3

3 steres de fosfato de monometacrilato acrílico de PPG, disponibles comercialmente en Solvay.

4 Un antiespumante, disponible comercialmente en Crucible Chemical Co.

5 Un conservante, disponible comercialmente en Arch Chemicals.

La Carga A se calentó en el matraz a 90 °C. Se añadió la Carga B y la mezcla se volvió a calentar a 90 °C. La Carga C se añadió durante 60 minutos. La Carga D se usó para enjuagar el embudo de adición usado para la Carga C. La mezcla de reacción se mantuvo a 90 °C durante 2 horas. La Carga E se calentó en un matraz de cuatro bocas de 12 litros separado bajo una atmósfera de nitrógeno a 80 °C. Se añadieron 2406 g del producto de reacción de las cargas A, B, C y D a la carga E durante un período de 8 minutos. El producto de reacción tenía un peso molecular promedio en número (Mⁿ) de 3658 y un peso molecular promedio en peso (Mw) de 20 658. Se estableció una atmósfera de nitrógeno y se mantuvo en el matraz durante el resto de la reacción. Se añadieron las cargas F y G al matraz de reacción y la mezcla de reacción se ajustó a 28 °C. Se añadió la carga H seguida de una adición de la carga I durante treinta minutos. La temperatura se elevó exotérmicamente a 60 °C. Se agregó la carga J. La dispersión final de partículas de núcleo-envolturas tenía una viscosidad Brookfield de 174 centipoise (husillo #2, 60 RPM), un índice de acidez de 10,7 (en base a las partículas de núcleo-envoltura finales como un todo), un pH de 7,7, y un contenido no volátil del 39,8 %.

Ejemplo 4

Preparación y evaluación de recubrimientos

Se prepararon varios recubrimientos a partir de los componentes enumerados en la Tabla 4, que incluían la dispersión de poliéster-poliuretano del Ejemplo 3 y una resina de melamina con un cierto porcentaje molar de funcionalidad metilol e imino. La relación de mezcla de la dispersión de poliéster-poliuretano con la muestra de melamina fue 80/20 en peso en base a los sólidos de resina totales. Cada mezcla se extrajo mediante el uso de una barra de extracción y el grosor de la película seca fue de alrededor de 15 micras después del curado a 80 °C durante 30 minutos.

La resistencia a los solventes de los recubrimientos se evaluó después con frotaciones dobles con MEK mediante el uso de un método modificado basado en ASTM D 5402-06. Para el ensayo de resistencia a los solventes, se usaron toallitas húmedas Wypall marca 03086 disponibles comercialmente en Kimberly-Clark Professional Inc. Primero, se probó una marca que tenía un área de 8 pulgadas por 1 pulgada en la superficie recubierta. Se dobló una pieza de toallita en un grosor doble y se saturó hasta una condición de goteo húmedo con solvente de metiletilcetona (MEK). Luego se colocó un dedo índice en el centro de la toallita doblada y se frotó contra el área de prueba en un ángulo de 45°. Un movimiento hacia adelante y hacia atrás fue una frotación doble. El dedo se reposicionó en una porción no usada de la toallita doblada y la toallita se saturó de nuevo cada 25 frotaciones dobles, lo cual se repitió hasta que hubo rayones/marcas visibles en la película.

Cuantas más frotaciones dobles con MEK, mejor respuesta de curado y resistencia a los solventes. Los resultados se muestran en la Tabla 4.

Tabla 4

* Las muestras de resina de melamina A-F contenían diferentes niveles de % molar de grupos funcionales imino y metilol y que se muestran además en la Tabla 4. El % molar de los grupos funcionales imino y metilol se determinó basándose en el método del % molar del grupo funcional de melamina descrito previamente en la presente descripción.

Como se muestra en la Tabla 4, las muestras de recubrimiento 1-4, que se prepararon con una resina de melamina que tiene grupos funcionales imino y metilol que juntos comprenden 30 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina, exhibieron una mejor resistencia a los solventes en comparación con los recubrimientos 5-6, que se prepararon con una resina de melamina que tiene grupos funcionales imino y metilol que juntos comprenden menos del 30 % molar de la funcionalidad total de la resina de melamina.

Ejemplo Comparativo 5

Preparación y evaluación de un recubrimiento comparativo.

Parte A: Primero se preparó un diol de poliéster con los componentes enumerados en la Tabla 5.

Tabla 5

Los componentes se añadieron a un matraz de reacción de cuatro bocas de 5 litros equipado con un agitador, entrada de gas, termómetro y condensador. La mezcla de reacción se calentó a 220 °C en etapas y se mantuvo hasta que el índice de acidez fue < 5. Una corriente lenta de nitrógeno ayudó a eliminar el agua condensada.

Parte B: Los componentes enumerados en la Tabla 6 se usaron después para formar la dispersión polimérica final.

Tabla 6

Los componentes de la Carga 1 se añadieron a un matraz de reacción de cuatro bocas de 5 litros equipado con un agitador, entrada de gas, termómetro y condensador. La mezcla de reacción se calentó a 185 °C y se mantuvo hasta que el índice de acidez fue 28. Una corriente lenta de nitrógeno ayudó a eliminar el agua condensada. Tan pronto como se alcanzó un índice de acidez de 28, la reacción se enfrió a < 100 °C. Cuando la mezcla de reacción se enfrió a < 100 °C, se produjo una dispersión acuosa al añadir la Carga 2 y la Carga 3. La dispersión final tenía un contenido de sólidos del 37 % y un valor de pH de 7,8.

Parte C: A continuación, se preparó una composición de recubrimiento al mezclar 80 % sobre sólidos de resina del poliéster de la Parte B con 20 % sobre sólidos de resina de Resimene® HM 2608. A continuación, se extendió la composición sobre paneles de 4 x 12 recubiertos con él y se curó durante 30 min a 80 °C.

Se probó la resistencia a los solventes del recubrimiento curado mediante el uso de frotaciones dobles con MEK con el método descrito anteriormente. El recubrimiento, que no usó un polímero preparado con politetrahidrofurano, exhibió poca resistencia a los solventes con frotaciones dobles con MEK de aproximadamente 10.

Ejemplo 6

Preparación de una composición de capa base

Se preparó una composición de capa base negra de acuerdo con la presente invención a partir de los componentes enumerados en la Tabla 7.

Tabla 7

6 Surfactante de silicona, disponible comercialmente en Byk Chemie.

7 Surfactante, disponible comercialmente en Air Products and Chemicals, Inc.

8 Solución acuosa de dimetiletanolamina al 50 %.

9 Solvente, disponible comercialmente en Shell Chemical Co.

10 Éter n-butílico de propilenglicol, disponible comercialmente en Dow Chemical Co.

11 Éter monobutílico de etilenglicol, disponible comercialmente en Dow Chemical Co.

12 Resina de melamina butilada, disponible comercialmente en Allnex, y que tiene un % molar total de grupos funcionales imino y metilol de 59 % molar según se determina en base al método de % molar de grupo funcional de melamina descrito anteriormente en la presente descripción.

13 Pasta de tinte negro formada a partir de un 14 % de hollín disperso en 26 % de polímero de poliéster y que tiene un contenido de sólidos de 40 %.

Los componentes enumerados en la Tabla 7 se agregaron lentamente a un recipiente de agitación/mezcla durante la mezcla. La composición de recubrimiento final tenía un pH de 9,1, un contenido de sólidos de recubrimiento de 35 % en peso y una viscosidad de 80 cp medida por el viscosímetro BYK CAP 2000+ con husillo # 4 a una velocidad de cizallamiento de 1000 s-1 y 20 °C.

Ejemplo 7

Preparación de una capa de acabado

Se preparó una composición de capa de acabado a partir de una capa transparente reticulable de poliol (Parte A)-poliisocianato (Parte B) de dos componentes basada en capa transparente de reparación 2K CERAMICLEAR® (disponible comercialmente en PPG Industries, Inc.). La parte A formó el componente de poliol de la 2K CERAMICLEAR®, y la composición de la Parte B se formó a partir de los componentes enumerados en la Tabla 8.

Tabla 8

14 Poliisocianato alifático (trímero de HDI), disponible comercialmente en Convestro.

15 Poliisocianato alifático (uretdiona de HDI), disponible comercialmente en Convestro.

16 Solvente, disponible comercialmente en Shell Chemical Company.

Los componentes en la Tabla 8 se añadieron lentamente en un recipiente de agitación/mezcla hasta que se hizo una solución homogénea a 20 °C.

Ejemplo 8

Preparación y evaluación de recubrimientos multicapa

Los recubrimientos multicapa se prepararon al pulverizar la composición de capa base del Ejemplo 7 como primera y segunda composiciones de capa base sobre paneles de acero de 4 pulgadas por 12 pulgadas que se recubrieron previamente con un electrorrecubrimiento ED 6465 (un electrorrecubrimiento comercialmente disponible en PPG). Las composiciones de capa base se aplicaron en condiciones ambientales controladas de 70-75 °F y 60-65 % de humedad relativa. La primera y la segunda composición de capa base se aplicaron ambas en dos capas, con un secado rápido a temperatura ambiente de 90 segundos entre capas, y luego se evaporaron a temperatura ambiente durante 4 minutos y se deshidrataron durante 7 minutos a 70 °C. El grosor de la película de las dos capas de lacas base fue de 30-35 micras.

Después de formar las capas de la capa base, la composición de la capa de acabado del Ejemplo 8 se preparó al mezclar la Parte A y la Parte B y luego se aplicó sobre los paneles con la capa base en dos capas con un tiempo de evaporación ambiental de 90 segundos entre capas. La relación de mezcla de la Parte A a la Parte B fue 2:1 en peso. Los paneles recubiertos se dejaron evaporar durante 10 minutos en condiciones ambientales y se hornearon durante 30 minutos a 80 °C. El grosor de la película seca de las capas de acabado fue de 50-55 micras. Las capa base y la capa de acabado transparente se pulverizaron mediante el uso de una pistola pulverizadora Binks Modelo 95 con una presión de aire de automatización de 60 psi.

A continuación, se midió la distinción de imagen (DOI) de las películas finales con el instrumento BYK Wavescan (fabricado por BYK Gardner USA de Columbia, Maryland). La resistencia a la humedad de las películas horneadas finales se comprobó al poner los paneles horneados finales en un baño de agua a 63 °C durante 2 días. El DOI se midió antes de la prueba de humedad y después de sacarlo del baño de agua y recuperarlo a temperatura ambiente durante 24 horas. El % de pérdida de DOI se define como (DOI a las 24 horas de recuperación - DOI antes de la humedad)/DOI antes de la humedad. Cuanto menor sea el valor de % de pérdida de DOI, mejor será la resistencia a la humedad del recubrimiento multicapa.

Los recubrimientos multicapa, que se curaron a bajas temperaturas de 80 °C, exhibieron una resistencia superior a la humedad con un % de pérdida de DOI de solo el 8 %.

Ejemplo 9

Preparación de una dispersión de poliéster-acrilato

Se preparó una dispersión de poliéster-acrilato a partir de los componentes enumerados en la Tabla 9 en un matraz de fondo redondo de cuatro bocas equipado con una sonda de temperatura electrónica, agitador mecánico, condensador y una manta calefactora.

Tabla 9

La carga A se aplicó primero al matraz. Mientras la reacción se calentaba a 35 °C, se aplicó vacío para eliminar el oxígeno disuelto. Al alcanzar los 35 °C, se rompió el vacío con una corriente de nitrógeno y se continuó la reacción en atmósfera de nitrógeno. Se añadió la Carga B seguido de agitación durante 5 minutos, luego se añadieron las Cargas C y D seguido de agitación durante 5 minutos. A continuación, se añadió la carga E de una vez y dentro de 2 minutos se produjo una exotermia. La temperatura de reacción alcanzó 51 °C en 10 minutos. Después, la reacción se calentó a 65 °C y se mantuvo durante 30 minutos para asegurar la conversión completa del monómero. Después, la reacción se enfrió a 35 °C y se añadió la Carga F. Se obtuvo una dispersión de partículas finas con un contenido de sólidos del 40 % y un pH de 7,6. Una solución al 5 % en peso de la dispersión de poliéster - acrilato resultante en tetrahidrofurano mostró una ligera turbidez que indica la presencia de material reticulado.

Ejemplo 10

Preparación de una composición de recubrimiento blanco.

Primero se preparó una composición de recubrimiento blanco de acuerdo con presente invención a partir de los componentes enumerados en la Tabla 10.

Tabla 10.

17 Solvente de éter de glicol, disponible comercialmente en Dow.

18 Resina de melamina formaldehído, disponible en INEOS.

19 Antiespumante, disponible comercialmente en BYK.

20 Pigmento de dióxido de titanio, disponible comercialmente en Cristal.

Los componentes enumerados en la Tabla 10 se combinaron al mezclar durante 10 minutos con una paleta mezcladora y después se molieron durante 4 horas en Lau Disperser hasta un molido Hegman de 7,5+ según la ASTM D1210-05.

Ejemplos 11 y 12

Evaluación de recubrimientos

La composición del recubrimiento preparada en el Ejemplo 10, así como también varias composiciones de recubrimiento comparativas se aplicaron sobre paneles de aluminio sin tratar mediante el uso de una varilla enrollada de alambre para obtener un grosor de película de recubrimiento seco de aproximadamente 12 micras. Los paneles recubiertos se colocaron inmediatamente en un horno de caja eléctrica durante 5 minutos a diversas temperaturas del horno de 100 °C, 120 °C, 140 °C, y 160 °C.

Los recubrimientos curados se evaluaron en cuanto a frotaciones dobles con MEK, adhesión de trama cruzada, curvatura de cuña, y adhesión con agua caliente.

Las frotaciones dobles con MEK se evaluaron según el método modificado basado en ASTM D 5402-06 descrito anteriormente pero en el que se usó un martillo cubierto de gasa saturado con metiletilcetona. Además, se evaluó el curado de los recubrimientos por el número de frotaciones dobles necesarias para ablandar y romper el recubrimiento o para alcanzar 100 frotaciones dobles.

La adhesión de trama cruzada se realizó de acuerdo con el método de prueba B de ASTM D 3359-17, mediante el uso de una cinta Scotch 610, disponible en 3M Company de Saint Paul, Minnesota. La adhesión se calificó en una escala de 0 a 5 donde una calificación de "5" indica que no hay falla de adhesión.

El ensayo de plegado cuneiforme implica doblar un espécimen de prueba recubierto sobre un mandril de 3 mm para formar una cuña de ensayo. A continuación, la cuña de ensayo se impacta a lo largo del eje de deformación con un peso de 2,4 kg que se deja caer desde una altura de 60 cm. Luego se informaron los milímetros de falla del recubrimiento a lo largo del eje de deformación de la cuña de ensayo.

El ensayo de adhesión con agua caliente está diseñado para medir la resistencia de un recubrimiento al agua caliente a 70 °C. Las tiras recubiertas se sumergieron en agua desionizada a 70 °C durante 15 minutos. A continuación, las tiras se enjuagaron y enfriaron en agua desionizada, se secaron y se clasificaron inmediatamente para la adhesión como se describió anteriormente.

Los resultados del ensayo se describen en la Tabla 11.

Tabla 11

21 El recubrimiento del Ejemplo Comparativo 12 se preparó a partir de la capa base blanca HOBA (PPG 4638-002), disponible comercialmente en PPG.

Como se muestra en la Tabla 11, los recubrimientos del Ejemplo 11 exhibieron excelentes propiedades a temperaturas de horneado de 140 °C y 120 °C y buenas propiedades a 100 °C. Por el contrario, los recubrimientos del Ejemplo Comparativo 12 solo exhibieron excelentes propiedades a una temperatura de horneado más alta de 160 °C. Se aprecia que los recubrimientos se aplicaron sobre paneles de aluminio sin tratar, lo que ilustra el comportamiento de los recubrimientos sobre el material de aluminio que se usa típicamente para latas monobloque, como las latas de aerosol monobloque.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición de recubrimiento que comprende:

a) una resina de melamina que comprende grupos funcionales imino y metilol que juntos comprenden 30 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina; y

b) al menos un polímero reactivo con (a) que se obtiene a partir de componentes que comprenden politetrahidrofurano y un ácido carboxílico o anhídrido del mismo,

en donde el politetrahidrofurano comprende más de 20 % en peso de los componentes que forman el polímero (b) y el ácido carboxílico o anhídrido del mismo comprende más de 5 % en peso de los componentes que forman el polímero (b),

en donde el polímero (b) tiene un índice de acidez de al menos 15 en base a los sólidos de resina totales del polímero (b); y

en donde la funcionalidad ácida del polímero (b) tiene un pKa de menos de 5.

2. La composición de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el ácido carboxílico o anhídrido del mismo comprende al menos un anillo aromático y en donde los grupos funcionales de ácido carboxílico o anhídrido están unidos directamente al anillo aromático.

3. La composición de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el ácido carboxílico o anhídrido del mismo comprende anhídrido trimelítico.

4. La composición de recubrimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el polímero (b) reactivo con la resina de melamina (a) comprende partículas de núcleo-envoltura poliméricas, en donde al menos una porción de una envoltura polimérica de las partículas de núcleo-envoltura está unida covalentemente a al menos una porción de un núcleo polimérico de las partículas de núcleo-envoltura, y

en donde la envoltura polimérica de las partículas de núcleo-envoltura se obtiene a partir de componentes que comprenden el politetrahidrofurano y el ácido carboxílico o anhídrido del mismo y en la que la envoltura polimérica tiene un índice de acidez de al menos 15 en base a los sólidos de resina totales del polímero que forma la envoltura polimérica,

en donde la envoltura polimérica de las partículas de núcleo-envoltura comprende preferentemente enlaces éter y enlaces éster, enlaces uretano, o una de sus combinaciones y/o

grupos funcionales de ácido carboxílico y grupos funcionales hidroxilo, y/o en donde las partículas de núcleoenvoltura poliméricas comprenden un polímero de adición derivado de monómeros etilénicamente insaturados.

5. La composición de recubrimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el polímero (b) reactivo con la resina de melamina (a) comprende un polímero en dispersión autoemulsionante,

en donde el politetrahidrofurano comprende preferentemente más de 40 % en peso de los componentes que forman el polímero en dispersión autoemulsionante y/o

en donde el polímero en dispersión autoemulsionante comprende preferentemente enlaces éter y enlaces éster, enlaces uretano o una de sus combinaciones.

6. La composición de recubrimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde (a) la resina de melamina comprende de 5 % en peso a 40 % en peso de la composición de recubrimiento, en base a los sólidos de resina totales de la composición de recubrimiento; y/o el polímero (b) reactivo con la resina de melamina (a) comprende de 50 % en peso a 90 % en peso de los sólidos de resina totales de la composición de recubrimiento.

7. Un sustrato recubierto al menos parcialmente con un recubrimiento formado a partir de la composición de recubrimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. El sustrato de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el sustrato forma al menos una porción de un vehículo o un empaque, en donde el empaque comprende preferentemente una lata de metal, una lata o tubo de aerosol, o una lata o tubo de aerosol monobloque.

9. Un sistema de recubrimiento multicapa que comprende:

(1) una primera capa de capa base aplicada sobre al menos una porción de un sustrato; y

(2) una segunda capa de capa base aplicada sobre al menos una porción de la primera capa de recubrimiento,

en donde al menos una de la primera capa de capa base y la segunda capa de capa base se forma a partir de una primera composición de capa base que comprende:

(a) una resina de melamina que comprende grupos funcionales imino y metilol que juntos comprenden 30 % molar o más de la funcionalidad total de la resina de melamina; y

(b) al menos un polímero reactivo con (a) que se obtiene a partir de componentes que comprenden politetrahidrofurano y un ácido carboxílico o anhídrido del mismo,

en donde el politetrahidrofurano comprende más de 20 % en peso de los componentes que forman el polímero (b) y el ácido carboxílico o anhídrido del mismo comprende más de 5 % en peso de los componentes que forman el polímero (b), en donde el polímero (b) tiene un índice de acidez de al menos 15 en base a los sólidos de resina totales del polímero (b), y

en donde la funcionalidad ácida del polímero (b) tiene un pKa de menos de 5.

10. El sistema de recubrimiento multicapa de la reivindicación 9, que comprende además

una capa de recubrimiento de imprimación aplicada sobre al menos una porción del sustrato, en donde la primera capa de recubrimiento de imprimación se posiciona entre la primera capa de capa base y el sustrato; y/o

una capa de acabado aplicada sobre al menos una porción de la segunda capa de capa base.

11. El sistema de recubrimiento multicapa de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, en donde el polímero (b) reactivo con (a) comprende partículas de núcleo-envoltura poliméricas, en donde al menos una porción de una envoltura polimérica de las partículas de núcleo-envoltura está unida covalentemente a al menos una porción de un núcleo polimérico de las partículas de núcleo-envoltura, y

en donde la envoltura polimérica de las partículas de núcleo-envoltura se obtiene a partir de componentes que comprenden el politetrahidrofurano y el ácido carboxílico o anhídrido del mismo y en el que la envoltura polimérica tiene un índice de acidez de al menos 15 en base a los sólidos de resina totales del polímero que forma la envoltura polimérica,

en donde el núcleo polimérico de las partículas de núcleo-envoltura comprende preferentemente un polímero de adición derivado de monómeros etilénicamente insaturados.

12. El sistema de recubrimiento multicapa de una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde el polímero (b) reactivo con (a) comprende un polímero en dispersión autoemulsionante.

13. Un proceso de recubrimiento de un sustrato con un recubrimiento multicapa que comprende:

formar una primera capa de capa base sobre al menos una porción de un sustrato al depositar una primera composición de capa base sobre al menos una porción del sustrato; y

formar una segunda capa de capa base sobre al menos una porción de la primera capa de capa base al depositar una segunda composición de capa base directamente sobre al menos una porción de (1) la primera capa de capa base después de que la primera composición de capa base se haya deshidratado o (2) la primera composición de capa base antes de que se deshidrate la composición de la primera capa base, en donde la composición de la primera capa base y la composición de la segunda capa base se deshidratan a una temperatura dentro de un intervalo de temperatura ambiente a 90 °C durante dos minutos o menos, y en donde al menos una de la primera capa de capa base y la segunda capa de capa base se forma a partir de una primera composición de capa base que comprende:

en donde el politetrahidrofurano comprende más de 20 % en peso de los componentes que forman el polímero (b) y

el ácido carboxílico o anhídrido del mismo comprende más de 5 % en peso de los componentes que forman el polímero (b), en donde el polímero (b) tiene un índice de acidez de al menos 15 en base a los sólidos de resina totales del polímero (b), y

en donde la funcionalidad ácida del polímero (b) tiene un pKa de menos de 5.

14. El proceso de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la primera composición de capa base se deshidrata antes de la aplicación de la segunda composición de capa base, o

en donde tanto la primera como la segunda composición de capa base se deshidratan simultáneamente; y/o en donde, después de la deshidratación, la primera y la segunda capa base comprenden juntas un contenido de sólidos de al menos 80 % en peso, en base al peso total de la primera y la segunda capa base.

15. El proceso de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende además curar la primera y la segunda capa base a una temperatura de 120 °C o menos o que comprende además aplicar una composición de capa de acabado sobre al menos una porción de la segunda composición de capa base y curar la primera y la segunda composición de recubrimiento y la composición de capa de acabado simultáneamente a una temperatura de 120 °C o menos.