MX2012008130A - Composiciones de revestimiento a base de agua, de un componente, curables a temperatura ambiente, metodos relacionados y sustratos revestidos. - Google Patents

Abstract

Se divulgan composiciones de revestimiento que pueden ser de un componente, curables a temperatura ambiente y a base de agua. Las composiciones de revestimiento comprenden partículas de resina copolimérica acrílica que comprende grupos carbonilo-funcionales y un agente de reticulación que comprende grupos funcionales, tales como grupos hidrazida, que son reactivos con los grupos carbonilo.

Description

COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO A BASE DE AGUA, DE UN COMPONENTE, CURABLES A TEMPERATURA AMBIENTE, MÉTODOS RELACIONADOS Y SUSTRATOS REVESTIDOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a composiciones de revestimiento. Más particularmente, la presente invención se refiere a composiciones de revestimiento ¡a base de agua, de un componente, curables a temperatura ambiente. La presente invención ' también se refiere a método? para utilizar tales composiciones y a sustratos al , menos parcialmente revestidos con un revestimiento depositado a partir de tales composiciones. I INFORMACIÓN DE ANTECEDENTES Las composiciones de revestimiento en las jcuales 1 todos los componentes' se almacenan juntos en un solo contenedor, conocidas frecuentemente como composiciones 1-K, son deseables en muchos casos, por ejemplo, desde el! punto de vista de la conveniencia para el usuario final. ¡ Entre las propiedades que deben exhibir tales composiciones de revestimiento se encuentra la estabilidad en almacenamiento . En otras palabras, la viscosidad de la composición no debe incrementarse significativamente al paso del tiempo hasta el punto en que la composición ya no sea adecuada para para su uso conveniente para depositar un revestimiento.

En muchos casos, es deseable utilizar composiciones liquidas [ de revestimiento que sean a base de agua en oposición a solventes orgánicos. Este deseo se deriva principalmente de las preocupaciones ambientales con la emisión de compuestos orgánicos volátiles ("VOC") durante el proceso de pintado. ¡ Frecuentemente también es deseable proporcionar I i composiciones de revestimiento que sean curables: bajo condiciones ambientales de temperatura y presión atmosféricas. Tales composiciones en muchos casos?, son preferibles por ejemplo sobre las composiciones de revestimiento curadas térmicamente o curadas por radiación debido a que (i) se requiere poca o ninguna energía para curar la composición, (ii) los materiales de los cuales se construyen algunos sustratos no pueden soportar condiciones de curado a temperatura elevada, y/o (iii) los artículos grandes o complejos que van a revestirse pueden rio ser convenientes para el procesamiento a través del equipo de curado térmico o por radiación. '< Una solución! para lograr una composición de revestimiento 1-K, a tíase de agua, curable a temperatura ambiente es emplear una¡ emulsión polimérica que contiene un grupo carbonilo que contiene un reticulante del compuesto de polihidrazida . Debido; a que el agua en la emulsión se evapora después de aplicar la emulsión a un sustratp, los grupos hidrazida y los! grupos carbonilo se reticulañ como resultado de la condensación por deshidratación para formar una película curada. Aunque a través de los años se han producido varias mejoras en las composiciones de revestimiento 1-K a base de agua utilizando química de carbonilo-hidrazida, j aún es deseable proporcionar composiciones adicionalmente mejoradas.

Por ejemplo, ; en ciertas aplicaciones, pueble ser necesario que los revestimientos sean adecuados pára su aplicación a varios tipos de sustratos, incluyendo varios plásticos y metales, y : deben exhibir una excelente adhesión a cada uno de ellos. :Además, en ciertas aplicaciones, tal como cuando la composición de revestimiento se aplicó a un equipo médico (entre otras cosas) , el revestimiento dábe ser i . ¡ especialmente resistente tanto al agua como al alcohol.

Como resultado, sería deseable proporcionar composiciones de revestimiento 1-K, a base de agua, curables a temperatura ambiente, a base de química de carbonilo-hidrazicja que exhiban una excelente ; adhesión a sustratos plásticos y metálicos y que exhiban excelente resistencia al agu^ y al alcohol. I SUMARIO DE LA INVENCIÓN En ciertos aspectos, la presente invención se dirige a composiciones! de revestimiento a base de agua, tales como las composiciones de revestimiento 1-K curables a temperatura ambiente. ¡Estas composiciones de revestimiento comprenden: (a) partículas de resina copolimérica adrílica que comprenden funcionalidad carbonilo pendiente; y (b) un agente de reticulación; que comprende al menos dos grupos funcionales reactivos con la funcionalidad carboniio del copolimero acrilico. En estas composiciones, las partjiculas de resina copolimérica, acrilica tienen una temperatura de transición del estado ¡vitreo calculada ("Tg") de al! menos 40°C y comprenden el producto de reacción de reactivos que comprenden: (i) al menos 50 por ciento por peso, en base al peso total de los 'reactivos, de monómeros acríílicos hidrofóbicos, y (ii) un monómero acrilico que comprende un grupo funcional de aldehido y/o cetona. Además, los monómeros acrilicos hidrofóbicos comprenden: (A) al mejnos 60 por ciento por peso, ert base al peso total de los monómeros í acrilicos hidrofóbicos,; de un monómero estirénico; y i(B) un éster de alquil (met ) acrilato de un alcohol en dorjde la porción alquilo del alcohol es lineal o ramificada y contiene al menos 4 átomos de carbono. , La presente invención se refiere también, ínter alia, a métodos paral utilizar tales composiciones de 1 i revestimiento y sustratos al menos parcialmente revestidos I i con un revestimiento' depositado a partir de : tales composiciones. I DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Para propósitos de la siguiente descripción detallada, debe entenderse que la invención puede asumir i diversas variaciones alternativas y secuencias de etapas, excepto cuando expresamente se especifique lo contrario.

Además, excepto en cualquiera de los ejemplos operativos, o cuando se indique de otra manera, debe entenderse qué todos los números que expresan, por ejemplo, cantidades de los ingredientes utilizados en la especificación j las reivindicaciones, se modifican en todos los casos por el término "aproximadamente". Por consiguiente, a menos | que se indique lo contrario, los parámetros numéricos expuestos en la siguiente especificación y en las reivindicaciones ¡anexas son aproximaciones qué pueden variar dependiendo e las propiedades deseadas que van a obtenerse por la presente invención. Al menos, ;y no como un intento de limitar la aplicación de la doctrina de equivalentes al alcance ¡de las reivindicaciones, cada parámetro numérico debe interpretarse al menos a la luz del número de dígitos signifidativos reportados y aplicando técnicas ordinarias de redondeo1.

No obstante que los rangos y parámetros numéricos que exponen el amplio alcance de la invención sean aproximaciones, los valores numéricos expuestos en los ejemplos específicos se reportan tan precisamente cómo es posible. Sin embargo; cualquier valor numérico contiene inherentemente ciertos érrores necesariamente resultantes de la variación estándar encontrada en sus respectivas mediciones de prueba.

También, debe entenderse que cualquier 1 tango numérico citado en ¡presente pretende incluir todos los sub-rangos incluidos la misma. Por ejemplo, un rango de i "1 a 10" pretende incluir todos los sub-rangos entre (e incluyendo) el valor mínimo citado de 1 y el valor máximo citado de 10, es decir, que tiene un valor mínimo igual o mayor que 1 y un valor Imáximo igual o menor que 10.

En esta solicitud, el uso del singular incluye el plural y el plural abarca el singular, a menos que se 'defina específicamente de otra manera. Además, en esta solicitud, el uso de "o" significa "y/o" a menos que se ¡defina específicamente de otra manera, aunque "y/o" i puede utilizarse explícitamente en ciertos casos.

Como se mencionó previamente, ciertas modalidades i de la presente invención se dirigen a composiciones de revestimiento tales como las composiciones de revestimiento ; i 1-K, a base de agua, curables a temperatura ambiente.! Como I se utiliza en la presente, el término "1-K" se refiere a composiciones de revestimiento estables en almacenamiento en las cuales todos los ^componentes de la composición están almacenados juntos en un solo contenedor y la viscosidad de la composición no se incrementa significativamente ajL paso del tiempo hasta el punto en que la composición ya .o sea adecuada para su uso conveniente para depositar un revestimiento. De hecho, en ciertas modalidades, las composiciones de revestimiento de la presente invención exhiben una vida en env,ase de hasta al menos 1 año según se determina por la falta ¡de algún incremento significativo en la viscosidad cuando se' almacena en un contenedor sellado a en la presente, "a base de agua" se refiere a composiciones de revestimiento en las cuáles el fluido solvente o vehículo para la composición de revestimiento comprendé primordial o principalmente; agua.

Por ejemplo, en ciertas modalidades, el fluido vehículo es al menos 80 por ciento; por peso agua, en base al peso total del fluido vehículo. 1 Además, ciertas composiciones de revestimiento de la presente invención son "composiciones de revestimiento bajas en VOC". Como se utiliza 'en la presente, el término "composición baja en VOC" significa que la composición contiene' no más de tres (3) libras de VOC por galón de la composición de revestimiento. Como se utiliza en la presente, el término "VOC" se refiere a compuestjos que ! i tienen al menos un átomo de carbono y que se liberan! de la composición durante su ! secado y/o cura. Ejemplos de; "VOC" incluyen, pero no sé limitan a, alcoholes, bencenos, toluenos, cloroformos y ; ciclohexanos . 1 i Como se utiliza en la presente, el término "curables a temperatura; ambiente" se refiere a composiíciones de revestimiento que,; después de su aplicación a un sustrato, son capaces; de curar en presencia del aire ambiente, teniendo el aüre una humedad relativa de 10; a 100 por ciento, tal comoj de 25 a 80 por ciento, y una temperatura en el tango de -10 a 120 ° C , tal como de 5 a 80°C, en algunos casos ¡de 10 a 60°C y, aún en otros casos, de 15 a 40°C. Como ,'se utiliza en la presente, el "cura" se refiere a un revestimiento en donde cualquiera de los componentes retic.ülables de la composición está 'al menos parcialmente reticulado. En ciertas modalidades, la densidad de reticulación de los componentes reti ulables, i.e., el grado de reticulación, varia de 5% de 35% a 85%, en algunos casos, de 50% a 85 completa. El experto en la técnica entender^ que la presencia y el grado de reticulación, i.e., la densidad de I reticulación, puede determinarse por medio de una variedad ¡ de métodos, tales como el análisis térmico dinámico mecánico de resina copolimerica acrílica que comprenden funcionalidad carbonilo pendiente . Como se utiliza en la presente, el f termino "copolímero" se refiere a polímeros; que son el producto de reacción de dos o más reactivo^ diferentes, tales como dos ó más monómeros diferentes. Cómo se utiliza en la presente, ,·' "polímero" abarca oligómeros y1 prepolímeros, refiriéndose en; la presente el prefijo "poli" ;a "dos o más". Como se utiliza en la presente, el término "copolímero acrílico" se r.éfiere a un copolímero de dos p más reactivos de acrílico, ; tales como dos o más monóirleros acrílieos í diferentes, 'i.e. , dos o más reactivos insaturados etilénicamente polimerizables diferentes. Como se utiliza en la presente, "carbonilo" se refiere a un grupo funcional que comprende un átomo de carbono enlazado de manera doble a un átomo de oxigeno (C=Q) .

En las composiciones de revestimiento ele la presente invención, lá resina copolimérica acrílica se encuentra presente en forma de partículas que están , en la fase dispersada de una; emulsión en la cual el agua ¡es el componente principal, ¦ en algunos casos el componente exclusivo, de la fase continua. En ciertas modalidades, I estas partículas de resina tienen un tamaño uniformemente pequeño, i.e., después de la polimerización menos del -20 por i ciento de las partículas de resina tienen un tamaño de partícula mayor que 5 mieras, en algunos casos mayor que 1 miera. En ciertas modalidades, las partículas de jresina tienen un diámetro medio de no más de 500 nanómetroS, tal como de no más de 400 hanómetros, no más de 300 nanometros o, en algunos casos, de no más de 200 nanometros. Además, en ciertas modalidades jestas partículas de resina tienen un ! j tamaño medio de partícula de al menos 1 nanómetro, ta:l como de al menos 5 nanometros, al menos 10 nanometros, al' menos 50 nanometros o, en ! algunos casos, de al menos 100 nanometros. El tamaño; de partícula puede medirse mediante espectroscopia de correlación de fotón como se describe en el Estándar Internacional ISO 13321. Los valores promedio del tamaño de partícula reportados en la presente se; miden ! i mediante espectroscopia de correlación de fotón utilizando un Malvern Zetasizer 3000HSa de acuerdo con el siguiente procedimiento. Aproximadamente 10 mi de agua desionizada ultra filtrada y 1 gota de una muestra de prueba homogénea se agregan a un vial limpio de 20 mi y después se mezclan. Se limpia una cubeta y se llena aproximadamente a la! mitad con agua desionizada ultra filtrada, a la cual se a.gregan aproximadamente de 3 a' 6 gotas de la muestra diluida1. Una vez retirada toda burbuja de aire, la cubeta se coloca en el Zetasizer 3000HSa para, determinar si la muestra es j de la concentración correcta utilizando la ventana de control de correlación en el software Zetasizer (de 100 a 200 KCts/seg) . Después se efectúan las mediciones del tamaño de í partícula con el Zetasizer 3000HSa. ; En ciertas modalidades, las partículas de ¡resina copolimérica acrílica ¡ son la fuente predominante o, en algunos casos, esencialmente única de los sólidos de | resina en las composiciones · de revestimiento de la presente ; i invención. Como resultado, en ciertas modalidades,' tales partículas de resinaj se encuentran presentes en las composiciones de revestimiento de la presente invención en una cantidad de al menos 50 por ciento por peso, tal como de al menos 70 por ciento ¡ por peso, al menos 80 por ciento por peso, al menos 90 por ,ciento por peso o, en algunos Acasos, de al menos 92 por cienito por peso, en base al peso total de los sólidos de resina n la composición de revestimiento.

En ciertas modalidades, las composiciones de revestimiento de la presente invención se encuentran sustancialmente o, en aIgunos casos, completamente libres de cualquier otra partícula de resina, tales comL las partículas poliméricas que tienen un diámetros mediO| en el rango de desde 1 hasta 50 nanómetros. En este contexto, "esencialmente libre" : significa que otras partículas de resina se encuentran presentes en la composición en una cantidad menor que 1 por ciento por peso, tal como de 'no más de 0.5 por ciento por p|eso o de no más de 0.1 por cier.to por peso, en base al peso total de los sólidos de resina en la composición de revestimiento. "Completamente ' libre" significa que no se encuentran presentes otras partjículas poliméricas en la composición. i Las partículas copoliméricas acrílicas incluidas en las composiciones : de revestimiento de la presente 1 i I invención son el producto de reacción de reactivós que comprenden: (i) al menos 50 por ciento por peso, en base al i ? i peso total de los 'reactivos, de monómeros acullicos hidrofóbicos, y (ii) un monómero acrílico que comprende un grupo funcional aldehídb y/o cetona.

I Los monómeros acrilicos que comprenden un grupo funcional aldehido y/p cetona, como se utilizan en la presente, se refieren ;a monómeros acrilicos que comprenden al menos un grupo representado por la estructura: ; en donde R es un grupo hidrocarburo monovalente y R' es hidrógeno o un grupo hidrocarburo monovalente. Ejemplos específicos de tales monómeros adecuados incluyen, pero no se limitan a, ajquellos listados en la Patente 'de los Estados Unidos No. 4,786,676 en la columna 3, líneas 39 a 56; en la Patente de los Estados Unidos No, 4,959,428 en la columna 2, líneas 29 a: 56; y en la Patente de los Estados Unidos No. 5,447,970 en la columna 2, línea 59 a la columna 3, línea 15, cuyas porciones citadas se incorporan en la presente mediante la referencia. Tales monómeros pueden utilizarse solos o en mezclas de los mismos. De hech'o, fue un descubrimiento sorpresivo que el uso de un monómero que comprende un grupo funcional aldehido y/o cetona fuera crítico para obtener composiciones de revestimiento ¡ 1-K a l base de agua que exhiben buena adhesión a una varieclad de sustratos plásticos y metálicos. j En ciertas modalidades, el monómero acrílico que i comprende un grupo ¡funcional aldehido y/o ceto a se encuentra presente en una cantidad de 0.1 a 20 por ¡ciento por peso, tal como de! 1 a 20 por ciento por peso j o, en algunos casos, de 1 a ; 10 por ciento por peso, en base al peso total de los reaptivos utilizados para producir las partículas de resina copolimérica acrílica. ! Como se utiliza en la presente, el término "monómero acrílico hidrofóbico" se refiere a moríomeros acrílieos que son insoluoles en agua. Ejemplos de moriómeros acrílicos hidrofóbicos,; ambos de los cuales se utilizan en las composiciones de la presente invención, son (i) ásteres de alquil (met ) acrilato ide un alcohol en donde las porciones alquilo del alcohol son lineales o ramificadas y coritienen al menos 4 átomos de carbono, y (ii) monómeros estirénicos. En algunos casos, los monómeros acrílicos hidrofóbicos utilizados en la presente invención consisten esencialmente o, en algunos casos, exclusivamente de monómeros estirénicos y ésteres de alquil (met ) acrilato de un alcohol en donde la porción alquilo del alcohol es lineal o ramificada y contiene al menos 4 átomos de carbono.

En las composiciones de revestimiento de la presente invención, los monómeros acrílicos hidrofóbijeos se encuentran presentes en una cantidad de al menos 50 por ciento por peso, tal como de al menos 60 por ciento por peso, al menos 70 por ciento por peso, al menos 80 por ciento por peso, al menos 85 por ciento por peso i o, en algunos casos, de al menos 90 por ciento por peso, en base al peso total de los réactivos utilizados para producir las partículas de resina :copolimérica acrílica. En ciertas modalidades, los monómeros acrílicos hidrofóbicos se encuentran presentes en una cantidad de no más del '99 por ciento por peso, tal como de no más del 95 por ciento por peso, en base al peso total de los reactivos utilizados para producir las particulas.de resina copolimérica acrílic .

Como se utiliza en la presente, el término i "monómero estirénico" se refiere generalmente a compuestos areno (incluyendo los ejemplos no limitantes benceno, tolueno y naftaleno) ; que contienen un grupo jvinilo sustituyente . Ejemplos no limitantes de monómeros estirénicos incluyen aquellos que tienen de 8 a 18 áto'mos de carbono por molécula, tales como aquellos que tienen jde 8 a 12 átomos de carbono pero no se limitan a, estireno, butil esti ' i metilestireno, 2-etilestireno, 3-etilestireno, 4-etilestireno, 4-n-propilestireno, 4-ciclohexilestirero, 4-decilestireno, 2-etil-4-bencilestireno, 4- (4-felnil-n-butil) estireno, 1-vinilnaftaleno, 2-vinilnaftialeno, derivados nucleares bromados o clorados de los miámos y combinaciones de los mismos. ¡ jj En las composiciones de revestimiento de la presente invención, el monómero estirénico se encíuentra presente en una cantidad de al menos 60 por ciento por peso, tal como de al menos 70: por ciento por peso, en base al peso total de los monómeros acrílicos hidrofóbicos utilizados para producir las partículas de resina copolimérica acrílica. En ciertas mpdalidades, el monómero estirénico se encuentra presente en ; una cantidad de no más de $0 por ciento por peso, tal como de no más de 80 por ciento por peso, en base al peso total de los monómeros acrjílicos resina copolimérica ac¾ílica presentes en las composiciones de revestimiento de l presente invención, comprenden un éster de alquil (met) acrilato de un alcohol en donde la porción alquilo del alcohol es lineal o ramificada y contiene al menos 4 átomos de carbono, tal como de 4 a 14 átomos de carbono, de 4; a 10 átomos de carbono o, en a!lgunos casos, de 4 a 8 o de :6 a 8 átomos de carbono. Ej emplos específicos de tales monómeros, que son adecuados para su uso en la presente invención incluyen, pero no se limitan a, isooctil acrilato, 4-metil-2-pentil acrilato, 2-metiU-butil acrilato, isoamil acrilato, sec-butil acrilato, ?-butil acrilato, 2-etilhexil, acrilato, isodecil metacrjilato, isononil acrilato, isodecil acrilato, y lo similar, incluyendo mezclas de los mismos. i En ciertas modalidades de las composiciorjies de revestimiento de la presente invención, el éstjer de alquil (met ) acrilato se encuentra presente en una cantidad de al menos 10 por ¡ciento por peso, tal como de ial menos 20 por ciento por peso, en base al peso total de líos monómeros acrilicos hidrofóbicos utilizados para producir las partículas de resina copolimérica acrilica. | En ciertas modalidades, el ésjter de alquil (met ) acrilato hidrofóbico descrito anteriormente se encuentra presente en una cantidad de no más de jlO por ciento por peso, tal como de no más de 30 por ciento por peso, en base al pesó total de los monómeros acijílicos í hidrofóbicos utilizados para producir las partículas de resina copolimérica acrilica. ; En ciertas modalidades, las partículas de !resina I copolimérica acrilica : incluidas en las composiciones de i revestimiento de la presente invención son el produj to de reacción de los reactivos además de los descritos anteriormente. Por ejemplo, en ciertas modalidades, los i reactivos comprenden además un monómero fosfato-funcional, i.e., el monómero acrílico con funcionalidad fosfato. Ejemplos de tales monómeros incluyen fosfoetil (met ) aQrilato y los compuestos de éster de fosfato polimerizables que tienen la fórmula: ¡ que se describen en la Patente de los Estados Unidos No. 6,534,597 eh la columna 2, líneas 30 a 46, cuya porción citada se incorpora en la presente mediante la referencia. '< Los monómeros fosfato-funcionales adecuados también se encuentran aquellos comercializados por Rhodia como SIPOMER PAM-lpO.

En ciertas modalidades de las composiciones de revestimiento de la presente invención, un monómero fqsfato-funcional se encuentra -presente en una cantidad de alj menos 0.1 por ciento por peso, tal como de al menos 0.5 por ciento por peso, en base al peso total de los monómeros acrjílicos utilizados para producir las partículas de ¡resina i copolimérica acrílica. ! En ciertas modalidades, un mc|nómero fosfato-funcional se encuentra presente en una cantijdad de no más de 5 por ciento por peso, tal como de no más de 2 por ciento por peso, en base al peso total de los monómeros acrílicos utilizados para producir las partículas de ¡resina copolimérica acrílica. : ¡ ; j Otros monómeros adecuados para su uso !en la preparación de las -partículas de resina copolimérica acrílica incluyen monómeros hidrófilos, i.e., monómeros que son solubles en aguaj, así como monómeros parcialmente hidrófilos. Ejemplos; específicos incluyen, pero | no se limitan a, ácido acrílico, ácido metacrílico, i ácido fumárico, ácido maleicp, ácido itacónico, ácido crotíónico, ácido acrílico oligomético, 2-hidroxietil acrilato, esteres : I de alquil (met ) acrilato ; de un alcohol en donde la porción alquilo del alcohol tiene de 1 a 2 átomos de carbono,¡ tales como metil (met ) acrilaito, etil (met ) acrilato, N-vinil-2-pirrolidona, y mezclas ;de los mismos.

Cuando se utiliza, la cantidad del mclnómero hidrófilo y/o parcialmente hidrófilo anterior utilizada para producir las partículas de resina copolimérica acrílica, es frecuentemente de no más de 2 por ciento por peso, tajl como de no más de 1 por ciento por peso o, en algunos casos, de no más de 0.5 por ciento por peso, en base al peso total de los monómeros acrílicos utilizados para producir las partículas de resina copolimérica acrílica.

En ciertas modalidades, el peso molecular prjomedio en peso (Mw) de las partículas copolíméricas acrílicas varía, por ejemplo, de 10,000 a 1,000,000 gramos por mol, tal como de 50,000 a 500,000 o, en algunos casos, de 50, 000 a 200,000 gramos por mol, según se determina por medio de cromatografía de penetración de gel utilizando un estándar de poliestireno.

En ciertas modalidades, la Tg calculada de las partículas copolíméricas acrílicas es de al menos 40°C o, en algunos casos, de al menos 45°C. En ciertas modalidades, la Tg de las partículas copolíméricas acrílicas es de no más de 70°C, tal como de no mas de 60°C o, en algunos casos, de no más de 55°C. En ciertas modalidades, el valor ácido de las partículas copolíméricas acrílicas es menor gue 5, tal como menor gue 4. Como se utiliza en la presente, la "Tg calculada" de un polímero se refiere a la Tg de un polímero teórico formado a partir de los monómeros seleccionados, en sus cantidades seleccionadas, calculada como se describe en "The Chemistry of Organic Film Formers" (La química de formadores de película · orgánica) , D.H. Solomon, J. Wíley & Sons, New York, 1967, p|. 29.

Si se encuentran presentes grupos funcionales ácidos en las partículas copoliméricas acrílicas, | éstos pueden neutralizarse utilizando, por ejemplo, aminas, | tales como dimetiletanolamina, amoniaco, trietanoliamina, dimetiletil etanolaminá o N' , N' -dimetil aminopropilamina o I ¡ sales de metal álcali 'tales como hidróxido de sodio o de puede agregarse un agente activo de superficie a la fase acuosa continua para estabilizar o prevenir la coagulación o la aglomeración de lais gotas de monómero, especialmente durante la polimerización. j El agente activo de superficie puede j estar presente en la emulsión de látex en cualqluier nivel que ¡ ! estabilice la emulsión'. El agente activo de superficie : I puede estar presente ali menos en 0.001 por ciento por peso, frecuentemente al menos en 0.005 por ciento por peso, al menos en 0.01 por ciento por peso o al menos en 0.05 por ciento por peso, en base al peso total de la emulsión de látex. El agente activo de superficie puede estar presente en hasta el 10 por ciento por peso, frecuentemente en hasta el 7.5 por ciento por ;peso, en hasta el 5 por ciento por peso o, en algunos casps en hasta el 3 por ciento por peso, en base al peso total de la emulsión de látex. El nivel del agente activo de superficie utilizado se determina por la cantidad requerida para estabilizar la emulsión de látex.

El agente activo de superficie puede sler un surfactante o agente dispersante aniónico, catiónicó o no iónico o mezclas compatibles de los mismos, tales como una mezcla de un surfactante aniónico y uno no iónico.; Los agentes de dispersión catiónicos adecuados que pueden utilizarse incluyen, pero no se limitan a, cloruro de lauril piridinio, acetato de cetildimetil amina y cloruro de alquildimetilbencilamonio9o, en los cuales el grupo ajlquilo tiene de 8 a 18 átomos de carbono.

Los agentes de dispersión aniónicos ad cuados incluyen, pero no se limitan a, sulfatos de alcohol: graso álcali, tales como lauril sulfato de sodio, y lo similar; sulfonatos de arilalquilo, tales como isopropilbenceno sulfonato de potasio, y lo similar; alquil sulfosucainatos álcali, tales como odtil sul osuccinato de sodio, y lo similar; y arilalquilpolietoxietanol sulfatos o sulfjonatos álcali, tales como octilfenoxipolietoxietil sulfato de sodio, que tienen de 1 a 5 unidades de oxietileno, y lo similar. : Ejemplos específicos de surfactantes aniónicos adecuados incluyen lauril sulfato de sodio (Duponol o QC ES), lauril sulfato de magnesio (Sipón LM) , la sal de amonio de lauril sulfato '(Sipón L-22), lauril sulfato de dietanolamino (Sipón LD) , dodecilbenceno sulfonato de sodio (SIPONATE® DS), la mezcla de laureth sulfato de sodio, laureth sulfato de magnesio, laureth-8 sulfato de sodio, laureth-8 sulfato de magnesio comercializada bajo el nombre de Texapon ASV por Coghis; el lauril éter sulfato de sodio (C12-14 70/30) (2.2 EO) comercializado bajo los nombres Sipón AOS 225 o Texapon N70'2 Paste por Cognis; el lauril éter sulfato de amonio (C12-14 70/30) (3 EO) comercializado bajo el nombre Sipón Lea 370 por Cognis; y el alquil (Ci2-i<3¡) éter ; I sulfato (9 EO) de amjonio comercializado bajo el jnombre Rhodapex AB/20 por RhodiLa Chimie. ; Los surfactanltes reactivos son adecuados p½ra su ? ! uso, frecuentemente enj combinación con uno o más de los surfactantes aniónicos antes mencionados. Ejemplos de tales ' ¡ emulsificadores reactivos incluyen, pero no se limitan a, surfactantes aniónicos; reactivos, surfactantes aniónicos reactivos de sulfosuccinato, surfactantes aniónicos reactivos de alquenil succinato, tales como los surfacjtantes ! i aniónicos reactivos · de sulfosuccinato comercialmente disponibles LATEMUL S-120, S-120A, S-180 y S-180A (prdductos de Kao Corp.) y ELEMINOL JS-2 (producto de Sanyo C emical Industries, Ltd.) y el surfactante aniónico reacti.vo de alquenil succinato comercialmente disponible LATEMÜL ASK (producto de Kao Corp.). ! : i Otros surfactantes reactivos adecuados son los alquil éster de amonio ;de ácido sulfopropilmaleico y !sal de : 1 polioxietileno alquil; éster de amonio de i ácido sulfoetilfumárico; sulfatos de dipolietileno glicol ! éster alquilfenoléter de ácido maleico; sulfatos de dihidrdxietil éster (met) acrilato de acido ftálico; sulfatos de l-aliloxi- 3-alquil fenoxi-2-poli:oxoetileno (ADEKA REASOAP S|E-10N, i I producto de ADEKA Corp.), sulfatos de polioxieitileno ! ! alquilalquenilfenol (A¿UALON, producto de DAI-ICHI ! KOGYO SEIYAKU CO. LTD.) y ADEKA-REASOAP SR-10 (?? número dei moles = 10, producto de ADEKA Corp.), SR-20 (EO número de moles = 20, producto de ADEKA Corp.) y SR-30 (EO número de mjoles = i i 30, producto de ADEKA Córp.). j e iniciadores de oxidación-reducción, todos los ¡cuales pueden categorizarse de otra manera como iniciadores solubles en agua o iniciadores no solubles en agua.

Ejemplos de iniciadores térmicos incluyen, pero no se limitan a, compuestos azo, peróxidos y persulfatos. Los persulfatos adecuados incluyen, pero no se limitan a, persulfato de sodio y pfersulfato de amonio. Los iniciadores de oxidación-reducción! pueden incluir, como ejemplos no limitantes, sistemas de: persulfato-sulfito asi como sistemas que utilizan iniciadores térmicos en combinación conj iones de metal apropiados tales como hierro o cobre. | Los compuestos azo adecuados incluyen, pero! no se ! i limitan a, compuestos a no solubles en agua, tales c|omo 1- 1' -azobisciclohexanocarbonitrilo, 2-2' -azobisbutironitrilo, 2-2' -azobis (2-metilbutitonitrilo) , j 2-2'-azobis (propionitrilo) , j 2-2' -azobijs (2, 4-dimetilvaleronitrilo) , ' 2-2 ' -azobis ( aleronitrilo) , ! 2- (carbamoilazo) -isobutirónitrilo y mezclas de los y compuestos azo solubles en agua, tales como los compuestos azobis alquilo terciario, incluyendo 4-4' -azobis (ácido 4-cianovalérico) , dihidrocloruro de 2-2' -azobis (2-metilpropionamidina) , 2, 2' -azobis [2-metil-N- (2-hidroxietil ) propionamidá] , 4 , 4 ' -azobis (ácido 4-cianopentanoico) , : 2, 2' -azobisi (N, N' -dimetilenoisobutiramidina), dihidrocloruro de 2, 2' -azobis (2-amidinopropano) , dihidrocloruro de 2 , 2' -azobisj (N, N' -dimetilenoisobutiramidina) y mezclas de los mismos. i Los peróxidos adecuados incluyen, pero no se i limitan a, peróxido dei hidrógeno, peróxidos de metil etil cetona, peróxidos de benzoilo, peróxidos de di-t-b¡utilo, peróxidos de di-t-amilo, peróxidos de dicumilo, peróxidos de diacilo, peróxido de, decanol, peróxido de lauroilo, peroxidicarbonatos, peroxiésteres, peróxidos de dialquilo, hidroperóxidos, peroxicétales y mezclas de los mismos.

Los Ejemplos 'en la presente también ilustran las condiciones adecuadas ! para producir la emulsióiji que comprende las partículas de resina copolimérica ad!rílica descritas en la presente. ¡ Como se indicó, las composiciones de revestimiento de la presente invención incluyen además un agente de reticulación que comprende al menos dos grupos funcionales reactivos con la funcionalidad carbonilo del copolímero acrílico. En ciertas modalidades, el agente de reticulación se agrega a la emulsión! durante o después de la formación de las partículas de resina copolimérica acrílica anteriores.

Puede utilizarse como el agente de reticulación cualquier compuesto que contenga nitrógeno que tenga al : i menos dos nitrógenos !de amina reactivos con los jgrupos carbonilo. Tales agentes de reticulación puedejn ser alifáticos o aromático's, poliméricos o no poliméricos, y pueden utilizarse solos en una combinación de dos ó más. Ejemplos no limitantes ¡de agentes de reticulación adecuados incluyen compuestos que comprenden al menos dos grupos hidrazida, i.e., NH2. '< Ejemplos específicos de tales compuestos se exponen en la Patente de los Estados Unidos No. 7, 115, 682 en la cojlumna 10, línea 12 a la columna 11, línea 26, cuya porción: citada se incorpora en la presente mediante la referencia.; En ciertas modalidades, el agente de reticulación se encuentra presente en la composición en una cantidad tal que la cantidad de los; grupos funcionales reactivos pon la funcionalidad carbonilo; del polímero acrílico, por ejjemplo los grupos hidrazida, áe encuentra en el rango de 0. 2 a 5 equivalentes, tal como ¡de 0.1 a 3 equivalentes o, en algunos casos, de 0.5 a 2 equivalentes, por un equivalente del grupo carbonilo contenido en ;las partículas de resina copolimérica acrílica. i ¡ i En ciertas módalidades, las emulsiones antériores que comprenden las partículas de resina copolijmérica : I acrílica y el agente · de reticulación son materiales de viscosidad relativamente baja. Las emulsiones jpueden prepararse directamente con un contenido total de sólidos de desde 20 por ciento hasta 70 por ciento, tal como de 30 a 50 por ciento. En ciertas! modalidades, tales emulsiones tienen una viscosidad de burbuja Gardner-Holdt de "A" a "H".

Las composiciones de revestimiento de la prjesente invención, después de aplicar la composición a un sustrato y a medida que se evapora el agua en la emulsión, los !grupos hidrazida y los grupos carbonilo, se reticulan! como resultado de la condensación por deshidratación para jformar una película curada.

En ciertas modalidades, las composiciones de revestimiento de la presente invención también comprenden un colorante. Como se utiliza en la presente, el término "colorante" significa cualquier sustancia que imparte; color y/u otra opacidad y/u otro efecto visual a la composición. El colorante puede agregarse al revestimiento en cuajlquier forma adecuada, tal. como partículas diferenciadas, dispersiones, soluciones y/u hojuelas. Puede utilizarse un solo colorante o una mezcla de dos o más colorantes en las composiciones de revestimiento de la presente invención.

Los colorantes ejemplares incluyen pigmentos, tintes y tintas, tales i como los utilizados en la industria de las pinturas y/o como los listados en la Dry ! Color Manufacturers Associatipn (DCMA) , así como composiciones de efecto especial. Un colorante puede incluir, por ejemplo, un polvo sólido finamente dividido que sea insolublé pero que pueda humedecerse bajo condiciones de uso. Un colorante puede ser orgánico o inorgánico y puede ser aglomerado o no aglomerado. Los colorantes pueden incorporarse en los titanio, negro de carbono y mezclas de los mismos.! Los términos "pigmento" !y "rellenador coloreado" 'pueden ! i i ; utilizarse de manera intercambiable. ¡ i i Los tintes ejémplares incluyen, pero no se limitan a, aquellos que son ai base de solvente y/o acuosos! tales como verde o azul ft;alo, óxido de hierro, vanadáto de I bismuto, antraquinona, perileno, aluminio y quinacridona .

Las tintas ejemplares incluyen, pero no se limitan a, pigmentos dispersados en vehículos a base de gua o i I mezclables en agua talps como AQUA-CHEM 896 comerci^lmente de Degussa, Inc., CHARISMA COLORANTS y MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTES comercialmente disponibles de Ac cúrate Dispersions división de! Eastman Chemical, Inc. ¡ Como se anoto anteriormente, el colorante ¡ puede encontrarse en forma dé una dispersión que incluye, p¡ero no se limita a, una dispersión en nanoparticulas. Las dispersiones en nanoparticulas pueden incluir uno o más colorantes en nanoparticulas y/o partículas de colorante altamente dispersados que producen un color y/u opacidad y/o efecto visual visible deseado. Las dispersiones en nanoparticulas pueden: incluir colorantes tales como í I pigmentos o tintes que > tienen un tamaño de partícula! menor que 150 nm, tal como menor que 70 nm, o menor que bo nm.

Las nanoparticulas pue;den producirse triturando pigmentos i j orgánicos o inorgánicos de reserva con un med.0 de trituración teniendo un; tamaño de partícula de menos ¡de 0.5 nm. Las dispersiones ; en nanoparticulas ejemplares y los métodos para produciríais se identifican en la Patente jde los Estados Unidos No. 6,875,800 B2, que se incorpora jen la presente mediante la ¡ referencia. Las dispersiones en nanoparticulas también pueden producirse por cristalización, precipitación, condensación en fase gaseosa y atrición química (i.e., disolución parcial). A fin de minimizar la re-aglomeracion de ; las nanoparticulas dentroj del revestimiento, puede : utilizarse una dispersión de nanoparticulas revestidas con resina. Como se utiliza] en la presente, una "dispersión de nanoparticulas revestidas con resina" se refiere a · una fase continua en la cijal se dispersan "microparticjulas compuestas" diferenciadajs que comprenden una nanoparticula y un revestimiento de ¡resina sobre la nanoparticula.\ Las dispersiones de nanoparticulas revestidas con resina y los métodos ejemplares para producirlas se identifican en la Publicación de Solicitud de Patente de los Estados Unidos 2005-0287348 Al, presentada el 24 de junio de 2004, en! la Solicitud Provisional de E.U. No. 60/482, 167 presentada ¡el 24 de Junio de 2003 y ¡en la Solicitud de Patente j de los Estados Unidos Seraje No. 11/337, 062, presentada ¡el 20 de enero de 2006, que tjambién se incorpora en la presente mediante la referencia.

Las composiciones de efecto especial ejemplares i i que pueden utilizarse en las composiciones de revestimiento ? de la presente invención incluyen pigmentos y/o composiciones que producen uno o más efectos de apariencia tales como reflexión, nacarado, brillo metjálico, pueden proporcionar ot;ras propiedades perceptibles, ! tales como opacidad o textura. En ciertas modalidades, las composiciones de efecto especial pueden producir un ¡cambio de color, de tal manera que el color del revestimiento cambia cuando el revestimiento se observa en ángulos diferentes. Las composiciones de efecto de color ejemplares se identifican en la ! Patente de los Estados Unidas No. 6,894,086, que se incorpora en la presente mediarite la referencia. Las composiciones de efecto de j color adicionales pueden incluir mica transparente revestida y/o mica sintética, sílice revestido, alúmina revestic.a, un pigmento transparente de cristal líquido, un revestimiento de cristal líquido y/p cualquier composición en 1$ cual , I I resulte una interferencia del diferencial del ¡índice refractivo dentro del material y no debido al diferencial del índice refractivo entre la superficie del material y el aire. I En ciertas modalidades, puede utilizarse en las composiciones de revestimiento de la presente invención una composición fotosensible y/o una composición fotocromática que altere de manera reversible su color al exponerse a una i o más fuentes luminosas. Las composiciones fotocromaticas ; i y/o fotosensibles pueddn activarse mediante la exposición a ! i radiación de una longitud de onda especificada. Cuando la composición se excita, i la estructura molecular cambié y la estructura alterada exhibe un nuevo color diferente al color original de la composición. Cuando se retira la exposición a la radiación, lia composición fotocromática y/o fotosensible puede regresar a un estado de reposo, ' en el cual regresa el color original de la composición; En ciertas modalidades, '¦ la composición fotocromátic^ y/o fotosensible puede ser incolora en un estado no excitado y exhibir un color en un estado excitado. El cambio de color total puede aparecer dentro de milisegundos hasta jvarios minutos, tal como de 20 segundos a 60 segundos, i Las composiciones fotocrorriáticas y/o fotosensibles incluyen tintes fotocromáticos . , En ciertas modalidades, la composición fotosensible y/o la ¦ composición fotócromática ¡pueden asociarse con y/o enlazarse al menos parcialmente a, tal como mediante enlace cóvalente, un polímero y/o materiales poliméricos de un componente polimerizable . En conltraste con algunos revestimientos en los cuales la composición fotosensible puede m'igrar fuera del revestimiento y cristalizarse en el sustrato, la composición fotosénsible y/o la composición fotócromática asociadas con y/o al¡ menos parcialmente enlazadas a un polímero y/o a un componente polimerizable de acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención, tienen mínima migración fuera del revestimiento. Las composiciones fotosensibles y/o las composiciones fotocromáiticas ejemplares y los métodos para fabricarlas se identifican en la Solicitud de patente Publicada de los Estados Unidos No. 2006-0014099 Al, 'que se incorpora en la presente mediante la referencia. ' : i En general, el colorante puede estar presente en la composición de revestimiento en cualquier cantidad suficiente para impartir el efecto visual y/o de color deseado. El colorante puede comprender de 1 a 65 por ¡ciento por peso de las presentes composiciones, tal como de ;3 a 40 por ciento por peso o dé 5 a 35 por ciento por peso, basando el porcentaje por peso en el peso total dé las composiciones. ' : Las composiciones de revestimiento de la presente invención pueden contener además otros ingredientes opcionales tales como solventes orgánicos, ajgentes modalidades, las composiciones de revestimiento de la presente invención se¡ encuentran sustancialmente !o, en algunos casos, completamente libres de monocetonas y monoaldehídos como se ;describe en la Patente de E.U. No. 4, 786, 676. En ciertas modalidades, las composicioijies de I revestimiento de la · presente invención se encdentran i sustancialmente o, en algunos casos, completamente liares de iones de metal pesado en la Patente de E.U. No. 4,259, 070. En ciertas modalidadejs, las composiciones de revestimiento de la presente invención se encuentran sustanciaímente o, en algunos ¡casos, completamente libres de' cualquier resina de poliuretanó.

Como se utiliza en la presente, el término "sustanciaímente libre" significa, cuando se utiliza con referencia a la sustancial ausencia de un material en una composición de revestimiento, que tal material se encjuentra presente, en su caso, ' como una impureza incidental!. En otras palabras, el material no afecta las propiedadeSj de la composición de revestimiento. Como se utiliza ¡en la presente, el término "completamente libre" significa ¡que un material no se encuentra presente en la composición.

Las composiciones de revestimiento de la prjesente invención pueden producirse mediante cualquier método muy conocido para el de experiencia ordinaria en la técnica utilizando los componentes anteriores como materiales en bruto. Los métodos adecuados se describen en los Ejemplos en la presente. ¡ La presente invención se refiere también a métodos para utilizar las compo;siciones de revestimiento anteriores.

Estos métodos comprenden aplicar la composición de revestimiento a la superficie de un sustrato o articulo que va a revestirse, dejando que la composición se fusione para formar una película 'sustanciaímente continua y después permitiendo que la película cure.

Las composiciones de revestimiento de la presente invención son adecuadas para su aplicación a cualquiera de una variedad de sustratos, incluyendo sustratos humanos y/o animales, tales como queratina, pelo, piel, dientes, uñas y lo similar, así como plantas, árboles, semillas, tierras agrícolas, tales como los pastizales, tierras de cultivo y lo similar; áreas de · tierra cubiertas de césped, ¡ e.g., ! ! prados, campos de golf; campos de atletismo, etc., yl otras áreas de tierra, tales como bosques y lo similar. De ¡hecho, una ventaja particular de las composiciones de revestimiento de la presente invención es su sorprendente capacidad para adherirse fuertemente ¡ a una variedad de sustratos, incluyendo sustratos 1 tanto metálicos como plásticos, mientras que también exhiben otras propiedades deseables tales como resistencia al alcohol y resistencia ; a la humedad. : Los sustratos adecuados incluyen materiales que contienen celulósicos, ;incluyendo papel, cartón, cartulina, contrachapado y tableros de fibra prensada, madera noble, madera blanda, chapa dé madera, tablas de madera prensada, aglomerado, tablero de vetas orientadas y fibra vulcanizada.

Tales materiales pueden producirse completamente de iriadera, tal como de pino, roble, maple, caoba, cerezo y lo similar. En algunos casos, sin embargo, los materiales 'pueden comprender madera en combinación con otro material, tail como un material resinoso, ' i.e., compuestos de madera/resina, tales como los compuestos fenólicos, compuestos de fibras de madera y polímeros termoplásticos , y compuestos de madera reforzada con revestimiento de cemento, fibras o plástico.

Los sustratos: metálicos adecuados incluyen^ pero no se limitan a, láminas, hojas o piezas construidas de acero laminado en frío,; acero inoxidable y acero tratado en superficie con cualquiera de metal de zinc, compuestos de zinc y aleaciones dé zinc (incluyendo acero electro-galvanizado, acero galvanizado por inmersión en caliente, acero GALVANNEAL y acero chapado con aleación de zinc) , también puede utilizarse cobre, magnesio y aleaciones de los mismos, aleaciones de aluminio, aleaciones de zinc-aluminio tales como GALFAN, GALVALUME, acero chapado con aluminio y sustratos de acero chapados con aleación de aluminio!. Los sustratos de acero (tales como el acero laminado en ¡frío o cualquiera de los sustratos de acero listados anteriormente) revestidos con un revestimiento orgánico soldable, rico en zinc o rico en fosfuro 'de hierro también son adecuados para su uso en el proceso; de la presente invención. [ Tales composiciones de revestimiento soldables se describen, por ejemplo, en las Paténtes de los Estados Unidos; Nos. 4,157,924 y 4,186,036. ; El acero laminado en frío también es adecuado cuando se pre-trata, por ejemplo, con una solución seleccionada del grupo que consiste de una solución de fosfato metálica, una solución acuosa que contiene al menos : i un metal del Grupo: IIIB o IVB, una soluciqn de organofosfato, una ¡solución de organofosfonatb, y combinaciones de las - mismas. Los sustratos metálicos : I adecuados incluyen también plata, oro y aleaciones de los mismos. · Ejemplos de sustratos de silicato adecuados son I vidrio, porcelana y cerámicas. í Ejemplos de 'sustratos poliméricos adecuadas son poliestireno, poliamidas, poliésteres, polietileno, polipropileno, resinas de melanina, poliacrilatos, poliacrilonitrilo, poliuretanos, policarbonatos, cloruro de polivinilo, alcoholes pplivinílicos, acetatos poliviní lieos, polivinilpirrolidonas y los copolimeros y copolímeijos de bloque correspondientes, polímeros biodegradablés y polímeros naturales - tales como gelatina. j Ejemplos de sustratos textiles adecuados son las fibras, hilos, hebras, tejidos de punto, tejidos, no tejidos y prendas compuestas de poliéster, poliéster modificado, telas de mezcla de p liéster, nilón, algodón, te_|as de mezcla de algodón, yute, lino, cáñamo, y ramio, viscosa, lana, seda, poliamida!, telas de mezcla de poliamida, Ejemplos de sustratos de piel adecuados son piel virgen (e.g., napa de qveja, cabra o vaca y piel de caja de ternera o vaca), gamuza1 (e.g., terciopelos de oveja, cabra o ternera y pieles de cáza) , terciopelos abiertos (e.g., de piel de vaca o ternera) , piel de ante y cuero; ¡además también pieles y pelo! de lana (e.g., piel de gamuza que contiene pelo) . El cuero puede haberse curtido mediante cualquier método de curtido convencional, en particular curtido vegetal, mineral, sintético o combinado (e.g., curtido por cromo, curtido por zirconilo, curtido por aluminio, o curtido por semi-cromo) . Si se desea, tjambién puede re-curtirse el : cuero; para el re-curtido j puede utilizarse cualquier agente de curtido convenciona¡lmente empleado para el re-curtido, e.g., agentes de curtido minerales, vegetales o Sintéticos, e.g., derivados de Icromo, zirconilo o aluminio, ¦ extractos de quebracho, castaña, o mimosa, sintanos aromáticos, poliuretanos, (co) polímeros de compuestos de ácido (met ) acrilico o melamina, resiijias de dicianodiamida y/o urea formaldehido . i ; i En ciertas modalidades, las composicion s de revestimiento de la presente invención son particularmente adecuadas para su aplicación a sustratos "flexibles" . Como se utiliza en la presente, el término "sustrato flexible" se refiere a un sustrato que puede experimentar tensiones mecánicas, tales como doblado o estiramiento y lo similar, : ¡ sin un cambio irreversible significativo. En qiertas modalidades, los su'stratos flexibles son sustratos compresibles. "Sustrato compresible" y términos similares se refieren a un sustrato capaz de experimentar una deformación compresiva . y de regresar sustancialmente a la misma forma una vez que! ha cesado la deformación compresiva. El término "deformación compresiva" y términos siniilares significan una tensión mecánica que reduce al j menos temporalmente el volunten de un sustrato al menos én una dirección. Ejemplos! de sustratos flexibles incluyen i sustratos no rígidos, tales como fibra de vidrio tejida y no tejida, vidrio tejido ;y no tejido, poliéster tejido y no tejido, uretano termopiástico (TPU) , piel sintética/ piel natural, piel natural con acabado, piel sintética con acabado, espuma, vejigas poliméricas rellenas con; aire, líquidos y/o plasma, , elastómeros de uretano, textiles sintéticos y textiles naturales. Ejemplos de sustratos compresibles adecuados incluye sustratos de espuma, vjejigas poliméricas rellenas : con líquido, vejigas poliméricas rellenas con aire y/o gas, y/o vejigas poliméricas rejllenas con plasma. Como se : utiliza en la presente el término "sustrato de espuma" ¡significa un material polimérico o natural que comprende una espuma de celda abierta o una espuma de celda cerrada;. Como se utiliza en la presente, el término "espuma de cel!da abierta" significa que la espuma comprende una pluralidad de cámaras de aire interconectadas . Como se utiliza en la presente, el término "espuma de celda cerrada" significa que' la espuma comprende una serie de poros cerrados diferenciados. Los sustratos de espuma ejemplares incluyen, pero no se limitan a, espurias de poliestireno, acetato y!/o copolimeros de polivinilo, ¿loruro y/o copolimeros de polivinilo, espumas de poli (met ) acrilamida, espumas de cloruro de polivinilo, espumas de poliuretano y espumas de poliolefina y mezdlas de poliolefina. Las espumas poliolefinicas incluyen perd no se limitan a, espumas de polipropileno, espumas de poliétileno y espumas de vinil acetato de etileno ("EVA") . La espuma de EVA puede incluir hojas o bloques planos o espumas de EVA moldeadas, tales como suelas de zapato. Diferentes tipos de espuma de EVA pueden tener diferentes tipos de porosidad de superficie. El EVA moldeado puede comprender una superficie o "piel" densa, mientras que las hojas o bloques planos pueden exhibir una superficie porosa. Los "textiles" Jpueden incluir textiles naturales y/o .sintéticos tales comoj tela, telas de vinilo y uretano, malla, alambrado, cuerda, hilo y i lo similar, y pueden comprenderse, por ejemplo, de lienzos, algodón, poliéster, KELVAR, fibras poliméricas, pol¾amidas tales como nilones y 'lo similar, poliésteres tale^ como tereftalato de poliétileno y tereftalato de polibutiieno y lo similar, poliolefinas tales como poliétileno y polipropileno y lo similar, rayón, polímeros polivinílicos tales como poliacriloni;trilo y lo similar, otros materiales • i de fibra, materiales de¡ celulósicos y lo similar.

Las composiciones de revestimiento de la presente invención tienen una amplia variedad de aplicaciones Por ejemplo, dado que los! revestimientos resultantes de las composiciones de revestimiento de la presente invención se adhieren bien a sustratos tanto plásticos como metálicos, y debido a que son resistentes al agua y al alcohol (cómo se describe más adelante) : éstos son particularmente adecuados para su uso en artículos construidos de tales sustratos y que son propensos a exposición al agua y al alcohol en una base significativa. Ejemplos específicos de tales artjiculos son, sin limitación, equipo médico, tal como instrumentos de diagnóstico, monitorep de pacientes y analíticos, incluyendo, de visualización por resonancia magnética, medicina nuclear, tombgrafía computarizada, ultrasonido, rayos X, así como moho-revestimiento universal directo a plásticos o metal (máquinas para comercios o para el mercado del acero estructural) . i invención variedad de métodos g.ue incluyen aspersión, cepillado, inmersión y revestimiento laminado entre otros métodos1. Sin embargo, en ciertas ; modalidades las composiciones de revestimiento de la presente invención se aplican mediante aspersión y, por consiguiente, tales composiciones !tienen frecuentemente una viscosidad adecuada para su aplicación mediante aspersión en condiciones ambiente. i Después de l;a aplicación de la composición de revestimiento de la presente invención al sustrato, la composición se deja ¡fusionar para formar una película sustancialmente continua sobre el sustrato. Típicamente, el grosor de la película será de 0.01 a 20 unidadés (de aproximadamente 0.25 a 508 mieras), tal como de 0.Q1 a 5 milímetros (de 0.25 a 127 mieras) o, en algunos casos, de 0.1 a 2 milímetros (de' 2.54 a 50.8 mieras) de grosor. Las composiciones de revestimiento de la presente invención pueden ser pigmentadas jo transparentes, y pueden utilizarse solas o en combinación como iniciadores, revestimientds base ' j o revestimientos superiores. j Las composiciones de revestimiento de la presente invención son curables en presencia del aire ambiente, teniendo el aire una . humedad relativa de 10 a 100 por i ciento, tal como de 25 a 80 por ciento, y una temperatura en el rango de -10 a 120°C, tal como de 5 a 80°C, en dlgunos casos de 10 a 60°C y, ! aún en otros casos, de 15 a 40°C y pueden curar en un período de tiempo relativamente; corto para proporcionar pelípulas que tienen buenas propiedades I iniciales que permiten , el manejo de los objetos revestidos sin afectar nocivamente la apariencia de la película1 y que curan finalmente en películas que exhiben excelente dureza, resistencia al solvente, y resistencia al impacto.

Las composiciones de revestimiento de la presente invención han demostrado producir revestimientos curados que son resistentes tanto al agua como al alcohol, lo cüal es particularmente importante en ciertas aplicaciones, tal como cuando el revestimiento se aplica a equipo médico (entre otras cosas) que frecuentemente se expone a tales materiales .

Ilustrando la invención se encuentran los siguientes ejemplos que no deben considerarse limitantes de la invención a sus detalles. Todas las partes y porcentajes en los ejemplos, asi como a través de toda la especificación, son por peso a menos que se indique de otra manera .

EJEMPLO 1 Se produjo un látex acrilico de auto-reticulación, a base de agua, utilizando los componentes y cantidades listados en la Tabla 1 de acuerdo con el siguiente procedimiento .

Tabla 1 Rhodapex AB/20 es de Rhodia 2 Diacetona acrilamida es de Sigma-Aldrich 3 Adeka Reasoap SR10 es de Adeka Corporation 4 PAM-100 es de Rhodia 5 Dihidrazida de ácido adipico es de Japan Fine Chemicals 6 Acticide es de Thor Chemicals La Carga #1 se agregó a un matraz de 4 cuellos de 5 litros equipado con una cuchilla agitadora de acero inoxidable accionada por motor, un condensador enfriado por agua, una entrada de nitrógeno y una cubierta de calentamiento con un termómetro conectado a través de un dispositivo de control de temperatura de retroalimentación . El contenido del matraz se calentó a 80 °C y se mantuvo a esa temperatura durante aproximadamente 10 minutos para la estabilización de la temperatura. Durante esta espera, la Carga #3 se pre-mezcló y se agregó al matraz durante 5 minutos. Después se agregó 1/6 de la Carga #2 de monómero pre . -mezclada durante 30 minutos y se mantuvo a 80°C durante 15 minutos. Después se agregó la Carga #5 en la pre-mezcla de la Carga #2 restante y se mezcló durante aproximadamente 15 minutos. Se agregó el resto de la Carga #2 durante 150 minutos y se agregó la Carga #4 pre-mezclada durante 210 minutos. La Carga #6 se utilizó como un enjuague para la Carga #2. Después de completar la Carga #4, la reacción se mantuvo durante 30 minutos a 80°C. El lote se enfrió a 50-60°C y se agregó la Carga #7 pre-mezclada a 50-60°C y después se esperó durante 5 minutos. La pre-mezcla de la Carga #8 se agregó entonces durante 5 minutos y se esperó 30 minutos. Después de 30 minutos, el contenido del matraz se enfrió a temperatura ambiente, las Cargas #9 y #10 se agregaron, y se esperó 30 minutos a temperatura ambiente. Después se agregó la Carga #11 a temperatura ambiente y se esperó durante 15 minutos. El pH del látex se ajustó a 8-9 utilizando dimetiletanolamina . Una muestra del látex acrilico se colocó en una habitación calentada a 120°F durante 4 semanas, y la resina permaneció como emulsión.

La emulsión resultante tuvo un contenido de sólidos de 42% medido durante 1 hora a 110°C, una densidad de 8.72 libras por galón, y un pH de 9.0. El látex acrilico tuvo una Tg calculada de 50 °C, un peso molecular promedio en peso de 116,000 medido en tetrahidrofurano (THF) utilizando cromatografía de penetración de gel (GPC) y un tamaño de partícula de 126 nanómetros medido utilizando el Zetasizer 9000HS como se describió anteriormente a 25°C.

EJEMPLOS 2 a 9 Se produjeron látex acrílicos con Tg y/o relaciones de monómero variables utilizando el mismo proceso e ingredientes descritos en el Ejemplo 1 excepto solamente que variaron las composiciones de monómero. Las composiciones de las resinas (peso % de sólidos) y la caracterización final de la resina se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2 1 Contenido de sólidos medido durante 1 hora a 110 °C 2 El peso molecular promedio en peso se midió en tetrahidrofurano (THF) utilizando cromatografía de penetración de gel (GPC) 3 El tamaño de partícula se midió como se describió anteriormente utilizando el Zetasizer 9000HS a 25°C EJEMPLOS 10 a 17 Las composiciones de revestimiento se prepararon utilizando los ingredientes y cantidades listados en la Tabla 3. Las cantidades son en gramos.

Tabla 3 1 Comercialmente disponible de PPG Industries Inc., Pittsburgh, PA 2 Desespumante comercialmente disponible de Cognis Corporation 3 Aditivo de superficie comercialmente disponible de BYK-Chemie 4 Solvente comercialmente disponible de Dow Chemical 5 Un modificador de reologia comercialmente disponible de Cognis Corporation 6 Un inhibidor de herrumbre instantáneo comercialmente disponible de Halox, una división de Hammond Group, Inc.

Cada una de las composiciones de revestimiento de los Ejemplos 10 a 17 se preparó para prueba de la siguiente manera. Las composiciones se aplicaron por aspersión sobre varios sustratos. Los sustratos incluyeron paneles de acero pre-tratados B1000 P60 y de aluminio PT 1500 adquiridos de ACT Test Panels, Inc. ; paneles compuestos de fibra de vidrio de un compuesto moldeado en hoja (SMC) tipo Meridian SLI 269 adquirido de Standard Placque, Inc. ; paneles de acrilonitrilo butadieno estireno (PC-ABS) tipo GE Cycoloy MC 8002 adquirido de Standard Placque Inc.; paneles compuestos de nilón tipo GE GTX 902 adquiridos de ACT Pest Panels, Inc.; paneles Dow Styron 478 de poliestireno de alto impacto (HIPS) adquiridos de Standard Placque, Inc. Se esperó un tiempo rápido de cinco minutos antes de una cura en horno de 30 minutos a 140°F.

Las películas curadas se evaluaron por adhesión a varios sustratos, por resistencia al alcohol y resistencia a la humedad. Los resultados se exponen en la Tabla 4.

Tabla 4 1 Medido utilizando un método de prueba ASTM D3359 con un equipo de prueba de adhesión de pintura comercialmente disponible de Paul N. Gardner Company, Inc. La película se rotuló con un patrón cuadriculado y se aplicó una cinta adhesiva al área rotulada. Después se retiró la cinta y el área se evaluó en una escala de 0B a 5B en donde 0B representa una deslaminación total de la pintura del sustrato y 5B significa que no se retiró la pintura. 2 Probado sumergiendo un hisopo en la solución de prueba y frotando la superficie de la película hacia adelante y hacia atrás 50 veces. Si el sustrato se hizo visible a menos de 50 frotes dobles, entonces se registró el número de frotes. De otra manera, la superficie se inspeccionó después de 50 frotes y se evaluó por daño. 3 Consistió en exponer los paneles revestidos a una cámara de humedad ajustada a 100 F y a 100% de RH durante 7 días.

Los expertos en la técnica apreciarán que podrían efectuarse cambios a las modalidades descritas anteriormente sin apartarse del amplio concepto inventivo de las mismas. En consecuencia, se entiende que esta invención no se limita a las modalidades particulares descritas, sino que pretende cubrir las modificaciones que se encuentran dentro del espíritu y alcance de la invención, según se define por las reivindicaciones anexas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Una composición de revestimiento a base de agua que comprende: (a) partículas de resina copolimérica acrílica que comprenden funcionalidad carbonilo pendiente; y (b) un agente de reticulación que comprende al menos dos grupos funcionales reactivos con la funcionalidad carbonilo del copolímero acrilico, en donde las partículas de resina copolimérica acrílica tienen una Tg calculada de al menos 40°C y comprenden el producto de reacción de los reactivos que comprenden : (i) al menos 50 por ciento por peso, en base al peso total de los reactivos, de monómeros acrílicos hidrofóbicos que comprenden: (A) al menos 60 por ciento por peso, en base al peso total de los monómeros acrílicos hidrofóbicos, de un monómero estirénico; y (B) un éster de alquil (met ) acrilato de un alcohol en donde la porción alquilo del alcohol es lineal o ramificada y contiene al menos 4 átomos de carbono, y (ii) un monómero acrilico que comprende un grupo funcional aldehido y/o cetona.

2. La composición de revestimiento de la reivindicación 1, en donde el monómero acrilico que comprende un grupo funcional aldehido y/o cetona se encuentra presente en una cantidad de 0.1 a 20 por ciento por peso en base al peso total de los reactivos utilizados para producir las partículas de resina copolimérica acrílica .

3. La composición de revestimiento de la reivindicación 1, en donde los monómeros acrílicos hidrofóbicos se encuentran presentes en una cantidad de al menos 90 por ciento por peso en base al peso total de los reactivos utilizados para producir las partículas de resina copolimérica acrílica.

4. La composición de revestimiento de la reivindicación 1, en donde el monómero estirénico se encuentra presente en una cantidad de 60 a 80 por ciento por peso en base al peso total de los monómeros acrílicos hidrofóbicos utilizados para producir las partículas de resina copolimérica acrílica.

5. La composición de revestimiento de la reivindicación 1, en donde el éster de alquil (met ) acrilato de un alcohol, en donde la porción alquilo del alcohol es lineal o ramificada y contiene al menos 4 átomos de carbono, comprende un éster de alquil (met ) acrilato de un alcohol en donde la porción alquilo del alcohol es lineal o ramificada y contiene de 6 a 8 átomos de carbono.

6. La composición de revestimiento de la reivindicación 1, en donde el éster de alquil (met ) acrilato de un alcohol se encuentra presente en una cantidad de 10 a 30 por ciento por peso en base al peso total de los monómeros acrílicos hidrofóbicos utilizados para producir las partículas de resina copolimérica acrílica.

7. La composición de revestimiento de la reivindicación 1, en donde los reactivos comprenden además un monómero fosfato-funcional.

8. La composición de revestimiento de la reivindicación 7, en donde el monómero fosfato-funcional se encuentra presente en una cantidad de 0.5 a 2 por ciento por peso en base al peso total de los monómeros acrílicos utilizados para producir las partículas de resina copolimérica acrílica.

9. La composición de revestimiento de la reivindicación 1, en donde el peso molecular promedio en peso de las partículas copoliméricas acrílicas varía de 50,000 a 20,000 gramos por mol.

10. La composición de revestimiento de la reivindicación 1, en donde la temperatura de transición del estado vitreo calculada de las partículas copoliméricas acrílicas es de 40°C a 60°C.

11. La composición de revestimiento de la reivindicación 1, en donde el agente de reticulación comprende un compuesto que comprende al menos dos grupos hidrazida .

12. Un método para utilizar la composición de revestimiento de la reivindicación 1, que comprende: (a) aplicar la composición de revestimiento a un sustrato; (b) permitir que la composición de revestimiento se fusione para formar una película sustancialmente continua sobre el sustrato; y (c) permitir que la composición de revestimiento se cure en presencia del aire ambiente, teniendo el aire una humedad relativa de 10 a 100 por ciento y una temperatura de -10 a 120°C.

13. Un sustrato al menos parcialmente revestido de acuerdo con el método de la reivindicación 12.

14. El sustrato de la reivindicación 13, en donde el sustrato comprende metal y/o plástico.

15. Un artículo que comprende el sustrato de la reivindicación 14, en donde el artículo es un dispositivo médico .