MX2008000558A - Composicion de resina de poliester. - Google Patents

Abstract

Una composicion endurecedora util en un sistema de resina de dos partes. La composicion endurecedora incluye un portador reactivo y un catalizador de peroxido. La composicion endurecedora tiene una vida en anaquel de mas de seis meses. Tambien se divulga un sistema de resina de poliester de dos partes y un metodo para elaborar una composicion de resina de poliester.

Description

COMPOSICIÓN DE RESINA DE POLIESTER CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con resinas de poliéster y sus usos en tapaporos, masa de relleno, adhesivos y masillas que se utilizan en reparaciones superficiales y acabado de superficie para sustratos de metal y plástico para equipo y vehículos tales como vehículos automotores, marítimos, agrícolas y aéreos, y equipo industrial.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Tradicionalmente, los mercados de reparación con poliéster han utilizado procesos bien definidos en el área de la reparación de daños. Las resinas de poliéster insaturado, tapaporos, masa de recubrimiento, adhesivos o masillas son utilizadas para revestir y volver a dar forma a áreas dañadas. Por facilidad de entendimiento, el término "resina" será utilizado en la descripción siguiente; sin embargo, se debe entender que el término incluye resinas curadas y prepolímeros (resinas no curadas), tapaporos, masa de relleno, adhesivos y masillas. El método para la canalización y aplicación de la resina es tanto un arte como es una ciencia. Este se debe en parte a que se utilizan cantidades muy pequeñas de endurecedor de peróxido (catalizador) para curar cantidades mucho mayores de resina de poliéster insaturada de manera adecuada. El nivel óptimo de peróxido necesitado para curar la resina es generalmente de 1 a 3 partes por 100 de la resina en peso. La resina y el peróxido son envasados en envases separados, típicamente una lata grande para la masa de relleno (236 ml a 208 I), y un tubo pequeño para el catalizador de peróxido (7 a 118 ml). El usuario dispensa una cantidad variable de resina hacia una copa o sobre una tabla de mezclado, y añade el catalizador de peróxido, adivinando esencialmente en la cantidad correcta APRA el catalizado apropiado. Las consecuencias del catalizado inadecuado de la resina incluyen pérdida de adhesión al sustrato, superficie sin curar (pegajosa), agrietamiento de la resina debido a la generación excesiva de calor, migración de la orgánicos no curados de la resina hacia recubrimientos posteriores que resultan en la decoloración de los recubrimientos superiores, desgasificación del material no curado en presencia de energía ultravioleta o térmica derivada de la luz solar o sistemas de horneado de pintura que resulta en la formación de ampollas u otro daño al recubrimiento superior, así como otros problemas que puedan requerir el retiro o reemplazo de la compostura. Ha sido difícil crear un catalizador de peróxido con una proporción de mezcla más razonable para las resinas de poliéster insaturadas. Los peróxidos de benzoilo y cetona estándares utilizan plastificantes tal como ftalatos como portadores. Los ftalatos son no reactivos y representan hasta el 50% del catalizador de peróxido en el uso comercial. La naturaleza no reactiva del portador no afecta de manera adversa el desempeño del curado a niveles de 1.5 a 3 partes por ciento de la resina insaturada, pero niveles por arriba de 5 partes por ciento pueden interrumpir la cura. Ahí permanece una necesidad en la técnica por una composición de resina de poliéster que proporcione una proporción de mezcla más adecuada entre los componentes de resina y catalizador.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención satisface este necesidad proporcionando una composición endurecedora útil en un sistema de resina de dos partes. La composición endurecedora incluye un portador reactivo, y un catalizador de peróxido. Preferentemente, la composición endurecedora tiene una vida en anaquel de más de seis meses. Otro aspecto de la invención es un sistema de dos partes de resina de poliéster. La composición de resina de poliéster de dos partes ¡ncluye: una composición endurecedora que comprende un portador reactivo y un catalizador de peróxido; y una composición de resina que incluye un polímero reactivo, un monómero reactivo, o sus combinaciones. De nuevo, de manera preferente la composición endurecedora tiene una vida en anaquel más allá de seis meses. Otro aspecto de la ¡nvención es un método para elaborar una composición de resina de poliéster. El método ¡ncluye: proporcionar una composición endurecedora que tiene: un portador reactivo y un catalizador de peróxido; proporcionar una composición de resina que ¡ncluye: un polímero reactivo, un monómero reactivo, o sus combinaciones; en donde la proporción de un volumen de la composición endurecedora a un volumen de la composición de resina es de 1 :10 a 1 :1 , y mezclar la composición endurecedora y la composición de resina en la proporción de volumen de 1 :10 a 1 :1 para formar la composición de resina de poliéster.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención comprende un tapaporos, resina, masa de relleno, adhesivo o masilla de poliéster que puede ser aplicado a substratos metálicos, tales como acero rolado en frío, acero galvanizado y aluminio, así como a substratos plásticos, tales como poliésteres, poliuretanos, poliolefinas, compuestos de moldeo de láminas (SMC), y compuestos de moldeo en masa (BMC). La meta fue identificar un portador para el catalizador el cual no reaccionará con el catalizador, y que pueda ser estabilizado en presencia de peróxidos, y que será un componente reactivo en el sistema al reticular de manera efectiva con el poliéster insaturado, manteniendo un curado integral. La solución ideal para el problema del portador sería un material que ya sea parte del sistema de poliéster insaturado. El material sería de una viscosidad razonable para ser práctico para dispensar y mezclar. Además, sería estable en presencia de peróxidos durante periodos prolongados, tales como mayores a seis meses, o más de un año, o más prolongados. La presente invención comprende el uso de un portador reactivo, en vez de un portador no reactivo, tal como las plastificantes de ftalato. El uso de un portador reactivo aumenta mucho el reto de estabilización de la mezcla. Este será un componente reactivo en el sistema, pero este puede ser estabilizado en presencia del catalizador solo.

Preferentemente, el portador reactivo es una resina de poliéster insaturado de baja viscosidad y sin diluir. El poliéster insaturado deberá tener un peso molecular suficiente bajo que la viscosidad es útil en ausencia de un diluyente reactivo. Generalmente, la viscosidad es menor de aproximadamente 10,00 cps. La mayoría de poliésteres insaturados son sólidos a temperatura ambiente en un estado sin diluir. Sin embargo, los poliésteres insaturados diseñados para la dispersión de pigmentos tienen un peso molecular muy bajo. Ejemplos incluyen poliésteres insaturados no diluidos y de baja viscosidad a base de maleato o a base de fumarato. Estos pueden ser estabilizados de manera efectiva en presencia de peróxidos de cetona y benzoilo para la vida en anaquel deseada. Cuando se combinan con las resinas que son adelgazadas en forma suficiente con el diluyente reactivo, éstas proporcionan un curado integral con un nivel de dispersión de catalizador de hasta 100 partes por cien de resina o masa de relleno, en peso. La capacidad para medir la proporción de mezcla del catalizador a resina de manera exacta reducirá o eliminará los problemas más comunes asociados el uso de productos para reparación de poliéster insaturado, e incrementará el valor del producto para el usuario. La invención implica el uso del catalizador de peróxido disperso en un portador reactivo, tal como poliésteres insaturados de bajo peso molecular y sin diluir, para ser utilizado como la parte de endurecedor para un sistema de resina de dos partes. Los poliésteres insaturados no diluidos adecuados incluyen, pero no están limitados a, poliésteres a base de ácido dicarboxílico alifático de cadena corta insaturado. Los poliésteres a base de ácido dicarboxílico alifático de cadena corta insaturado incluyen, pero no se limitan a, maleatos y fumaratos con una viscosidad en el rango de 100 a 10,000 cps, generalmente de 100 a 2,000. Los catalizadores de peróxido adecuados incluyen, pero no se limitan a, cetona, peróxidos, hidroperóxidos de cumilo, peróxidos de dibenzoilo, peroxicetales y peroxidicarbonatos. Los peróxidos de cetona incluyen, pero no se limitan a, peróxido de metil etil cetona, peróxido de 2,4-pentadiona, peróxido de metil isobutil cetona, peróxido de acetil cetona. La parte del endurecedor puede también incluir agentes de carga tales como talcos, carbonatos, pigmentos, modificadores reológicos, micro esferas, agentes humectantes y dispersantes de pigmentos, parafinas, y refuerzos de fibra. La parte de resina del sistema puede incluir un polímero reactivo, o un monómero, o una combinación de los dos. Los polímeros reactivos apropiados incluyen, pero no se limitan a, poliésteres insaturados, vinil esteres, y sistemas híbridos de epóxi- poliéster y acrilato-poliéster que polimerizan por medio de un mecanismo de radical libre. Los monómeros apropiados incluyen, pero no se limitan a, estireno, vinil tolueno, otros monómeros de metil estireno, metil metacrilato y otros monómeros de acrilato. La parte de resina puede también incluir agentes de carga tales como talcos, carbonatos, pigmentos, modificadores reológicos, micro esferas, agentes humectantes y dispersantes de pigmentos, parafinas, y refuerzos de fibra. Los agentes de carga pueden ser incluidos en la parte de endurecedor y en la parte de resina de manera tal que el volumen de las dos composiciones sea aproximadamente igual. La proporción del volumen de la parte de endurecedor al volumen de la parte de resina es por general aproximadamente de 1 :10 a 1 :1 ; típicamente de 1 :10 a 1 :2. Con la proporción de volumen en este rango, es mucho más fácil proporcionar la cantidad correcta de endurecedor para la cantidad de resina utilizada, eliminando la estimación de los sistemas de la técnica anterior. Controlando el volumen de cada parte permitirá el uso de un aplicador mezclador en tubo, por ejemplo un tubo mezclador de doble barril. El aplicador de tubo mezclador de doble barril tiene la composición endurecedora en un lado y la composición de resina en el otro lado. Un émbolo dispensa la composición endurecedora y la composición de resina en las cantidades adecuadas de tal manera que pueden ser mezcladas y aplicadas. A fin de que la invención pueda ser entendida de manera más fácil, se hace referencia a los ejemplos siguientes los cuales tienen la intención de ilustrar la invención, pero no limitar su alcance.

Ejemplo 1 La parte endurecedora (dispersión de peróxido) del sistema se preparo utilizando diferentes portadores reactivos: 1 - dipropilen glicol maleato de cadena corta (DPG) que no está diluido con monómero; 2 - mónomero de dipentaeritritol pentacrilato; y 3- diglicidil éter bisfenol A. Se utilizaron dos soluciones de peróxido de metil etil centona con 9% de oxígeno activo (1 y 2), así como una pasta de peróxido de benzoilo al 50% (3). También se probó un antioxidante, 2,6-di-terciario-butil-n,n-dimetilamino-para cresol (1 ).

Materia Prima A B C D E F Portador Reactivo 1 8537 79Í0 62Ü 6237 Portador Reactivo 2 53.2 53.2 Portador Reactivo 3 18.8 18.8 14.8 14.8 Peróxido 1 14.3 21.0 22.4 22.4 Peróxido 2 28.0 Peróxido 3 28.0 Antioxidante 0.02 Total oo ioo ioo Too ?od Too Estabilidad en Anaquel >1200 días >1200 días 7 días 20 días >1200 días >1200 días Muestras mantenidas a temperatura ambiente. Todos los valores representativos del porcentaje en peso.

El uso de un monómero de un monómero de acplato (Formulaciones C y D) abatió la estabilidad de la mezcla con ambos del peróxido de benzoilo y peróxidos de metil etil cetona. El peróxido de cetona fue estable en el poliéster insaturado de baja viscosidad sin diluir para una vida en anaquel en exceso de 3 años en ausencia de antioxidantes y estabilizadores adicionales.

Ejemplo 2 Un estudio se continuo para determinar la estabilidad del peróxido de benzoilo en maleato de DPG de cadena corta que no está diluido con monómero (portador reactivo 1). También se probó un antioxidante adicional, 2,6-di-ter-butil-para-cresol (BHT) (2).

Materia Prima A B c D Portador Reactivo 1 90.0 90.0 90.0 90.0 Peróxido 3 10.0 10.0 10.0 10.0 Antioxidante 2 1.7*10"3 1.7*10"3 Antioxidante 1 1.5*10"3 1.5*10"3 Total 100 100 100 100 Estabilidad en Anaquel 96 días 69 días >240 días 62 días Muestras mantenidas a temperatura ambiente. Todos los valores representativos del porcentaje en peso.

Como se esperó, el control (Formulación D) tuvo la menor estabilidad, con la estabilidad incrementada ya se añadieron antioxidantes. La combinación de los dos antioxidantes (Formulación C) mostró resultados excelentes. Con base en esta prueba, fue probable que el sistema de peróxido de benzoilo pudiera ser exitosamente estabilizado por periodos que se acercan a 1 año y probablemente más tiempo.

Eiemplo 3 Esta prueba fue diseñada para probar el efecto de las microesferas de borosilicato con cal sodada como un agente de carga en las composiciones endurecedores. El uso de micro esferas vitreas permitió mayor incremento volumétrico a la composición endurecedora en relación con la composición resinosa del sistema de dos partes.

Materia Prima A B C D E F Portador Reactivo 1 73.7 66.6 66.6 66.6 66.6 66.6 Micro esferas 15.8 16.7 16.7 16.7 16.7 16.7 Catalizador 3 10.5 16.7 16.7 16.7 16.7 16.7 Sol. de 1 ,4 NQ 1.5*10'3 1.5*10"3 Antioxidante 2 2.5*10"3 2.5*10"3 5.0*10'3 5.0*10'3 Antioxidante 1 1.5*10"3 1.5*10'3 1.5*10'3 1.5*10'3 Total 100 100 100 100 100 100 Estabilidad en >90 días >90 días >90 días >90 días >90 días >90 días Anaquel Muestras mantenidas a temperatura ambiente. Todos los valores representativos del porcentaje en peso.

Los resultados demostraron que el peróxido puede ser estabilizado en la resina de poliéster insaturada de baja viscosidad y sin diluir en presencia de agentes de carga tales como las microesferas.

Ejemplo 4 Se muestran las formulaciones de muestra típicas para diferentes proporciones de mezcla.

Composición Resinosa 1 :10 1 :4 1 :2 1 :1 Resina de Poliéster Insaturada 43.74 35.25 28.28 24.33 con estireno Monómero 8.75 12.92 16.06 17.92 Cera 0.07 0.07 0.07 0.07 Acido Tetrahidroftálico 1.94 1.88 1.81 1.77 T¡02 2.43 2.35 2.26 2.21 Modificador Reológico 0.49 0.47 0.45 0.44 Micro Talco 13.37 12.92 12.44 12.16 Carbonato de Calcio 12.15 11.75 11.34 11.06 Microesferas 8.51 5.87 4.52 1.66 Composición Endurecedora Portador reactivo 4.86 11.74 16.97 19.91 Microesferas 1.22 2.35 3.39 6.08 Peróxido de Benzoilo (50%) 2.43 2.35 2.26 2.21 Antioxidante 2 0.01 0.02 0.03 0.04 Antioxidante 1 0.03 0.08 0.12 0.14 Total 100.00 100.00 100.00 100.00 Todos los valores representativos del porcentaje en peso.

Habiendo descrito la invención en detalle y mediante referencia a sus modalidades específicas, será evidente que son posibles modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de la invención definida en las reivindicaciones anexas. De manera más específica, aunque algunos aspectos de la invención presente están identificados en la misma como preferidas o particularmente ventajosas, se considera que la invención presente no está necesariamente limitada a estos aspectos preferidos de la invención.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Una composición endurecedora útil en un sistema resinoso de dos partes caracterizada porque esencialmente está integrada por: un portador reactivo que comprende un poliéster insaturado no diluido; un catalizador de peróxido; y opcionalmente, al menos un agente de carga.

2. La composición endurecedora de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la composición endurecedora tiene una vida en anaquel de más de seis meses.

3. La composición endurecedora de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el poliéster insaturado no diluido comprende un poliéster a base de ácido dicarboxílico alifático de cadena corta insaturado.

4. La composición endurecedora de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque el poliéster a base de ácido dícarboxílico alifático de cadena corta insaturado comprende un poliéster a base de maleato o un poliéster basado en fumarato.

5. La composición endurecedora de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque el poliéster basado en maleato o el poliéster basado en fumarato tiene una viscosidad en un intervalo de 100 a 10,000 cps.

6. La composición endurecedora de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el catalizador de peróxido se selecciona de peróxidos de cetona, hidroperóxidos de cumilo, peróxidos de díbenzoilo, peroxiésteres, peroxicetales, y peroxidicarbonatos.

7. La composición endurecedora de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el catalizador de peróxido es el peróxido de cetona seleccionado a partir de peróxido de metil etil cetona, peróxido de 2,4-pentadiona, peróxido de metil isobutil cetona, peróxido de acetil acetona, peróxido de ciciohexanona.

8. La composición endurecedora de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque al menos un agente de carga se selecciona a partir de talcos, carbonatos, pigmentos, modificadores reológicos, microesferas, agentes humectantes y dispersantes de pigmentos, parafinas, refuerzos de fibra, o combinaciones de estos.