MX2013015307A - Composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano. - Google Patents

Composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano.

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Raymond Stewart
Torsten Pohl
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Abstract

Se describen composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano en la presente memoria descriptiva. Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano contienen un componente de resina de policarbonato-poliuretano, un componente de resina de aminoplasto y un componente de poliol poliacrílico.

Description

COMPOSICIONES ACUOSAS DE REVESTIMIENTO DE POLIURETANO CAMPO TÉCNICO La presente divulgación se refiere a composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano y al uso de dichas composiciones para revestir sustratos.
ANTECEDENTES Se pueden revestir sustratos de vidrio, por ejemplo, para proporcionar un efecto decorativo o para mejorar las propiedades del sustrato. Por ejemplo, se pueden revestir sustratos de vidrio para proporcionar propiedades anti-rotura, resistencia frente a la abrasión, mayor elasticidad y resistencia frente a disolventes. Los recipientes de vidrio, por ejemplo, se pueden aprovechar de los revestimientos claros que proporcionan protección mecánica a las superficies externas para contribuir a minimizar el daño mecánico, tal como desgaste o arañado superficial, sobre los recipientes durante las operaciones de transporte, almacenamiento, llenado y distribución.
SUMARIO Las realizaciones divulgadas en la presente memoria descriptiva van destinadas a composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano. Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano comprenden una resina de poliol, una resina de aminoplasto y una resina de policarbonato-poliuretano.
En varias realizaciones, una composición acuosa de revestimiento de poliuretano comprende: (a) una resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua; (b) una resina de aminoplasto que se puede diluir con agua; y (c) una resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua. La resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua comprende un producto de reacción de: (A1) un monómero con funcionalidad hidroxi olefínicamente insaturado; (A2) un monómero olefínicamente insaturado que comprende un grupo iónico o un grupo potencialmente iónico; y (A3) un monómero etilénicamente insaturado que no comprende un grupo iónico, potencialmente iónico o un grupo hidroxilo. El componente (a) de resina poliacrílica con funcionalidad de hidroxi y el componente (b) de resina de aminoplasto reaccionan a una temperatura por encima de la temperatura ambiente para formar reticulaciones. La resina de policarbonato-poliuretano es no funcional.
Se entiende que la invención divulgada y descrita en la presente memoria descriptiva no está limitada a las realizaciones que se recogen en el presente sumario.
DESCRIPCIÓN Se describen e ilustran varias realizaciones en la presente memoria descriptiva para proporcionar una comprensión global de la estructura, función, operación, fabricación y uso de los productos y procesos divulgados. Se entiende que las realizaciones descritas e ilustradas en la presente memoria descriptiva son no limitantes y no exhaustivas. De este modo, la invención no está limitada por la descripción de las diferentes realizaciones no limitantes y no exhaustivas divulgadas en la presente memoria descriptiva. En lugar de ello, la invención viene definida únicamente por medio de las reivindicaciones. Se pueden combinar las características ilustradas y/o descritas junto con varias realizaciones con las características de otras realizaciones. Se pretende que dichas modificaciones queden incluidas dentro del alcance de la presente memoria descriptiva. Como tal, se pueden corregir las reivindicaciones para enumerar cualesquiera características descritas de forma inherente o expresa, o por el contrario apoyadas de forma inherente o expresa, por la presente memoria descriptiva. Además, el solicitante se reserva el derecho para corregir las reivindicaciones con el fin de desmentir positivamente las características que pueden estar presentes en la técnica anterior. Por tanto, cualquiera de dichas modificaciones cumple con los requisitos de 35 U.S.C. 112, párrafo primero, y 35 U.S.C. 132(a). Las diferentes realizaciones divulgadas y descritas en la presente memoria descriptiva pueden comprender, consistir en, o consistir esencialmente en las características que se describen de diversa forma en la presente memoria.
Cualquiera patente, publicación u otro material de divulgación identificado en la presente memoria se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva en su totalidad, a menos que se indique lo contrario, pero únicamente en el sentido de que el material incorporado no entre en conflicto con las definiciones existentes, afirmaciones u otro material de divulgación explicado de forma expresa en la presente memoria descriptiva. Como tal, y con el alcance necesario, la divulgación expresa como se explica en la presente memoria descriptiva suplanta cualquier material conflictivo incorporado por referencia en la presente memoria. Cualquier material, o una de sus partes, que se dice que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva, pero que entra en conflicto con las definiciones existente, afirmaciones u otro material de la divulgación explicado en la presente memoria, se incorpora únicamente en el sentido de que no se produzca conflicto entre el material incorporado y el material existente de la divulgación. El solicitante se reserva el derecho para modificar la presente memoria descriptiva con el fin de enumerar expresamente cualquier materia objetivo, o una de sus partes, incorporada por referencia en la presente memoria.
A lo largo de la presente memoria descriptiva, la referencia a "varias realizaciones no limitantes" o similar, significa que se puede incluir una característica particular en una realización. De este modo, el uso de la frase "en varias realizaciones no limitantes", o similar, en la presente memoria descriptiva, no necesariamente se refiere a una realización común, y se puede referir a diferentes realizaciones. Además, se pueden combinar las características particulares de cualquier forma en una o más realizaciones. De este modo, se pueden combinar las características particulares ilustradas o descritas junto con varias realizaciones, en su totalidad o en parte, con las características de una o más de otras realizaciones sin limitación. Se pretende que dichas modificaciones y variaciones queden incluidas dentro del alcance de la presente memoria descriptiva. De esta manera, las diferentes realizaciones descritas en la presente memoria descriptiva son no limitantes y no exhaustivas.
En la presente memoria descriptiva, salvo en los casos donde se indique lo contrario, se entiende que todos parámetros numéricos pueden ir precedidos o se pueden modificar en todos los casos por el término "aproximadamente", donde los parámetros numéricos poseen la característica de variabilidad inherente de las técnicas de medición subyacentes usadas para determinar el valor numérico del parámetro. Al menos, y no como intento de limitar la aplicación de la doctrina de equivalentes al alcance de las reivindicaciones, cada parámetro numérico descrito en la presente descripción debería al menos interpretarse a la luz del número de dígitos significativos presentado y mediante aplicación de técnicas comunes de redondeo.
De igual forma, se pretende que cualquier intervalo numérico enumerado en la presente memoria descriptiva incluya todos los sub-intervalos subsumidos en el intervalo enumerado. Por ejemplo, se pretende que un intervalo de "1 a 10" incluya todos los sub-intervalos entre (e incluyendo) el enumerado valor mínimo de 1 y el enumerado valor máximo de 10, es decir, que tenga un valor mínimo igual o mayor que 1 y un valor máximo igual o menor que 10. Se pretende que cualquier limitación numérica máxima enumerada en la presente memoria descriptiva incluya todas las limitaciones numéricas inferiores subsumidas en la misma y se pretende que cualquier limitación numérica mínima enumerada en la presente memoria descriptiva incluya todas las limitaciones numéricas superiores subsumidas en la misma. Por consiguiente, el solicitante se reserva el derecho a modificar la presente memoria descriptiva, incluyendo las reivindicaciones, para enumerar de forma expresa cualquier sub-intervalo subsumido dentro del intervalos enumerados expresamente en la presente memoria. Se pretende que todos los intervalos se describan inherentemente en la presente memoria descriptiva de manera tal que se modifiquen para enumerar expresamente cualesquiera sub-intervalos que cumplirían con los requisitos de 35 U.S.C. 112, párrafo primero y 35 U.S.C. 132(a).
Se pretende que los artículos gramaticales "un", "una", "el" y "la", según se usan en la presente memoria descriptiva, incluyan "al menos uno" o "uno o más", a menos que se especifique lo contrario. De este modo, los artículos se usan en la presente memoria descriptiva para hacer referencia a uno o más de uno (es decir, "al menos uno") de los objetos gramaticales del artículo. A modo de ejemplo, "un componente" significa uno o más componentes, y de este modo, posiblemente, se contempla y se puede emplear o usar más de un componente en una implementación de las realizaciones descritas. Además, el uso de un nombre en singular incluye el plural, y el uso de un nombre en plural incluye el singular, a menos que el contexto del uso requiera lo contrario.
Las diferentes realizaciones divulgadas y descritas en la presente memoria descriptiva proporcionan composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano (por ejemplo, acuosas) que exhiben propiedades beneficiosas para sustratos tales como, por ejemplo, sustratos de vidrio. Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano divulgadas en la presente memoria proporcionan películas de revestimiento curado que exhiben una dureza menor, mayor flexibilidad, mayor resistencia frente a impactos, buena adhesión al sustrato en entornos difíciles, mayor resistencia frente a la abrasión y mayor resistencia frente a disolventes. Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano proporcionan propiedades beneficiosas a los sustratos tales como, por ejemplo, sustratos de vidrio. Las composiciones acuosas de revestimiento pueden ser composiciones de un componente que se encuentran libres de agentes de formación de bloques. Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano pueden comprender componentes de reticulación de aminoplasto para el curado térmico.
Las composiciones de revestimiento de un componente comprenden composiciones pre-mezcladas que tienen una vida útil aceptable y estabilidad de almacenamiento, y se aplican a sustratos y se curan en condiciones específicas tales como, por ejemplo, a temperaturas elevadas o tras la exposición a luz ultravioleta. Los sistemas de un componente incluyen, por ejemplo, resinas con funcionalidad hidroxi reticuladas con resinas de aminoplasto alcoxiladas o isocianatos sometidos a formación reversible de bloques. Por el contrario, las composiciones de revestimiento de dos componentes comprenden dos componentes separados y mutuamente reactivos que se mezclan inmediatamente antes de la aplicación al sustrato. Los componentes separados contienen respectivamente ingredientes que son reactivos en condiciones ambientales y que inician la formación apreciable de resina curada inmediatamente después de la mezcla. Por tanto, los dos componentes deben permanecer separados hasta inmediatamente antes de la aplicación debido a la vida útil limitada.
La patente de EE.UU. N° 4.280.944, que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva, describe dispersiones acuosas de poliuretano basadas en poliéter que, por medio de los grupos hidroxilo libres y los grupos ¡socianato sometidos a formación de bloques presentes en las mismas, constituyen un sistema de un componente, que se puede curar por vía térmica. No obstante, puede resultar deseable proporcionar una dispersión acuosa de poliuretano de un componente que no contenga agentes de formación de bloques y que sea apta para curado por vía térmica. El uso de melamina como agente de reticulación es una alternativa para reticular las dispersiones de poliuretano poliacrílico que contienen funcionalidad hidroxi.
El documento EP-A 519.074, que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva, divulga una composición acuosa de revestimiento de vidrio que se aplica en dos revestimientos, donde el revestimiento superior contiene tres componentes principales: una dispersión acuosa de poliuretano, una resina acuosa epoxi y un resina acuosa de melamina/formaldehído. La dispersión de poliuretano logra las propiedades finales requeridas únicamente tras la adición de cantidades sustanciales de las otras dos resinas. Por consiguiente, la composición de revestimiento descrita es una composición de multi-componente al contrario que una composición de un componente.
Se pueden añadir componentes de reticulación de aminoplatos, tales como, por ejemplo, agentes de reticulación de melamina, a las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano, para proporcionar composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano, de un componente, que se pueden curar por vía térmica y que se encuentran libres de agentes de formación de bloques. Generalmente, la adición de componentes de reticulación de aminoplasto aumenta la dureza de la película de revestimiento curada. Como tal, el uso de componentes de reticulación de aminoplasto puede dar como resultado propiedades de revestimiento no deseadas tales como, por ejemplo, mayor fragilidad, menor resistencia frente a impactos y menor resistencia frente a la abrasión.
Estos efectos pueden ser particularmente problemáticos para sustancias tales como, por ejemplo, materiales de vidrio, que pueden mostrar fácilmente daño de la superficie mecánica de películas de revestimiento relativamente duras y frágiles sobre el sustrato. Además, las películas de revestimiento duras y frágiles tienden a exhibir una mayor resistencia frente a la abrasión, desgaste y erosión. No obstante, los presentes inventores han descubierto composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente que se encuentran libres de agentes de formación de bloques, que contienen componentes de reticulación de aminoplasto, y que exhiben una baja dureza y elevada flexibilidad, elevada resistencia frente a impactos y tenacidad, y elevada resistencia frente a la abrasión.
Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria pueden comprender: (a) una resina de poliol; (b) una resina de aminoplasto, y (c) una resina de policarbonato-poliuretano. Según se usa en la presente memoria, el término "poliuretano" se refiere a materiales poliméricos u oligoméricos que comprenden grupos uretano, grupos urea o ambos. El término "poliuretano" también se refiere a resinas poliméricas u oligoméricas o redes poliméricas reticuladas que comprenden grupos uretano, grupos urea o ambos. Según se usa en la presente memoria, el término "poliol" se refiere a compuestos que comprenden al menos dos grupos hidroxilo que no han reaccionado. Los polioles pueden incluir monómeros, polímeros y/o oligómeros que comprenden al menos dos grupos hidroxilo colgantes y/o terminales.
En varias realizaciones no limitantes, el componente de resina de poliol (a) de las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano divulgadas en la presente memoria pueden comprender una resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua. Como se usa en la presente memoria, la expresión "resina poliacrílica" se refiere a macromoléculas oligoméricas o poliméricas que comprenden restos de monómeros olefínicamente insaturados. Las resinas poliacrílicas con funcionalidad hidroxi que se pueden diluir con agua pueden comprender oligómeros o polímeros de monómeros olefínicamente insaturados que comprenden grupos hidroxilo; grupos ácido sulfónico y/o grupos carboxilo; grupos sulfonato y/o grupos carboxilato; u otros grupos iónicos o grupos potencialmente iónicos.
En varias realizaciones no limitantes, el componente (a) de resina de poliol es una resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua. Según se usa en la presente memoria, la expresión "que se puede diluir con agua" se refiere a solubilidad en forma de disolución molecular en agua, o capacidad de dispersión en forma de dispersión, emulsión, suspensión, coloide, sol o similar, en agua, con o sin dispersantes externos, emulsionantes, tensioactivos, co-disolventes o similares. Según se usa en la presente memoria, la expresión "con funcionalidad hidroxi" se refiere a moléculas que comprenden al menos un grupo hidroxilo que no ha reaccionado.
En varios ejemplos no limitantes, el componente (a) de resina de las composiciones de revestimiento de poliuretano divulgado en la presente memoria puede comprender una resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua. Según se usa en la presente memoria, la expresión "resina poliacrílica" se refiere a macromoléculas oligoméricas o poliméricas que comprenden residuos de monomeros olefínicamente insaturados. Las resinas poliacrilicas con funcionalidad hidroxi que se pueden diluir con agua pueden comprender oiigómeros o polímeros de monomeros olefínicamente insaturados que comprenden grupos hidroxilo; grupos de ácido sulfónico y/o grupos carboxilo; grupos sulfonato y/o grupos carboxilato; u otros grupos iónicos o grupos potencialmente iónicos.
Las resinas poliacrilicas con funcionalidad hidroxi que se pueden diluir con agua se pueden producir por medio de copolimerización de: (A1) monomeros con funcionalidad hidroxi olefínicamente insaturados; (A2) monomeros olefínicamente insaturados que comprenden grupos iónicos o grupos potencialmente iónicos; y (A3) otros monomeros olefínicamente insaturados. En varias realizaciones no limitantes, la copolimerización de componentes (A1) hasta (A3) se lleva a cabo con un componente (A2) en forma potencialmente iónica (por ejemplo, que comprenden grupos de ácido sulfónico no iónicos o grupos carboxilo) que se convierten al menos parcialmente en forma iónica tras la copolimerización.
En varias realizaciones no limitantes, los monomeros (A1) con funcionalidad hidroxi olefínicamente insaturados pueden comprender, por ejemplo, ésteres de hidroxialquilo de ácido acrílico o ácido metacrílico (por ejemplo, que comprenden de 2 a 4 átomos de carbono en el radical hidroxialquilo) tal como (met)acrilato de 2-hidroxietilo, los (met)acrilatos de hidroxipropilo isoméricos formados por medio de adición de óxido de propileno sobre ácido (met)acrílico, los (met)acrilatos de hidroxibutilo isoméricos; y cualquiera de sus combinaciones.
En varias realizaciones no limitantes, los monómeros olefínicamente insaturados que comprenden grupos iónicos o grupos potencialmente iónicos (A2) pueden comprender, por ejemplo, un grupo carbonilo o un grupo de ácido sulfónico. Monómeros apropiados (A2) incluyen, por ejemplo, ácidos mono-carboxílicos olefínicamente insaturados o ácidos dicarboxílicos que tienen un peso molecular de 72 a 207, tal como, por ejemplo, ácido acrílico; ácido metacrílico; ácido maleico; ácido itacónico; y sus combinaciones. Monómeros apropiados (A2) también incluyen, por ejemplo, compuestos olefínicamente insaturados que comprenden grupos de ácido sulfónico tales como, por ejemplo, ácido 2-acrilamido-2-metil propanosulfónico. También se pueden usar mezclas de cualesquiera monómeros olefínicamente insaturados que comprendan grupos iónicos o grupos potencialmente iónicos.
En varias realizaciones no limitantes, otros monómeos olefínicamente insaturados (A3) pueden comprender, por ejemplo, compuestos olefínicamente insaturados que no comprenden grupos iónicos, potencialmente iónicos o grupos hidroxilo. Los monómeros apropiados (A3) incluyen, por ejemplo, ésteres de ácido acrílico o ácido metacrílico que comprenden de 1 a 18, o de 1 a 8, átomos de carbono en el radical de alcohol, tal como, por ejemplo, (met)acrilato de metilo; (met)acrilato de etilo; (met)acrilato de isopropilo; (met)acrilato de n-propilo; (met)acrilato de n-butilo; (met)acrilato de 2-etilhexilo; (met)acrilato de n-estearilo; y cualquiera de sus combinaciones. Monómeros apropiados (A3) también incluyen, por ejemplo, estireno; estírenos sustituidos con alquilo; propenilbenceno; acrilonitrilo; metacrilonitrilo; acetato de vinilo; estearato de vinilo; co-monómeros con funcionalidad epoxi tales como acrílato de glicidilo o metacrilato de glicidilo; N-metoximetacrilamida; metacrilamida y cualquiera de sus combinaciones.
Se pueden producir las resinas poliacrílicas con funcionalidad hidroxi que se pueden diluir con agua que comprenden productos de polimerización de componentes (A1) a (A3) usando métodos de polimerización tales como, por ejemplo, técnicas de polimerización en bloque, en disolución, en emulsión y en suspensión que usan iniciadores de radicales libres. Procesos apropiados se describen, por ejemplo, en la patente de EE.UU. N° 5.331.039, que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva.
Se pueden usar monómeros (A1) con funcionalidad hidroxi olefínicamente insaturados en cantidades suficientes para obtener los números de hidroxilo deseados tales como, por ejemplo, contenidos de grupo hidroxilo de un 0,5 % a un 8 % en peso, o de un 1 % a un 5 % en peso, de resinas poliacrílicas con funcionalidad hidroxi que se pueden diluir con agua. Por ejemplo, los monómeros (A1) con funcionalidad hidroxi se pueden usar en cantidades de un 3 % a un 75 % en peso, o de un 6 % a un 47 % en peso, basado en el peso total de los monómeros (A1) a (A3). En varias realizaciones no limitantes, se pueden seleccionar las cantidades de monómeros con funcionalidad hidroxi (A1) de forma que, según una media estadística, los copolímeros poliacrílicos formados comprendan al menos dos grupos hidroxilo por macromolécula.
En varias realizaciones no limitantes, los monómeros (A2) olefínicamente insaturados que comprenden grupos iónicos o grupos potencialmente iónicos pueden, al menos parcialmente, conferir capacidad de dilución con agua (por ejemplo, solubilidad acuosa o capacidad de dispersión acuosa) a las resinas poliacrílicas con funcionalidad hidroxi que se pueden diluir con agua por medio de incorporación covalente en las macromoléculas, aumentando la naturaleza hidrófila de las macromoléculas. La cantidad de monómeros (A2) usada, y el grado de desprotonación de los grupos carboxilo o sulfónico que no han reaccionado, debería ser suficiente para producir una dispersión acuosa estable o disolución acuosa, con o sin emulsionantes externos, dispersantes, co-d ¡solventes y similares, según sea apropiado. Por ejemplo, en varias realizaciones no limitantes, se pueden usar monómeros (A2) en cantidades de un 0,3 % a un 30 % en peso, o de un 1 % a un 20 % en peso, basado en el peso total de los monómeros (A1) a (A3).
Dependiendo del peso molecular de las resinas poliacrílicas, su contenido de grupos iónicos o grupos potencialmente iónicos y/o la presencia de emulsionantes, co-d ¡solventes y similares, los sistemas acuosos que comprenden las resinas poliacrílicas pueden ser bien dispersiones coloidales, disoluciones moleculares o mezclas de ambos. En realizaciones que usan cantidades relativamente pequeñas de monómeros (A2), las dispersiones acuosas (coloidales) generalmente forma, pero pueden comprender, una cantidad pequeña de polímero en disolución acuosa. Con contenidos más elevados de monómeros (A2), cantidades crecientes de resina forman una disolución acuosa (y cantidades decrecientes de resina están en forma de dispersión coloidal). A medida que aumenta la cantidad relativa de los monómeros (A2), más resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua es capaz de disolverse en la disolución acuosa.
Las resinas poliacrílicas con funcionalidad hidroxi que se pueden diluir con agua pueden tener un peso molecular (promedio en peso, según viene determinado por medio de cromatografía de permeabilidad de gel usando poliestireno como patrón) de 500 a 100000, o de 1000 a 50000; un número de hidroxilo de 16,5 a 264 mg de KOH/g, o de 33 a 165 mg de KOH/g; y un número ácido de 5 a 125 mg de KOH/g (basado en cualesquiera grupos iónicos basados en ácido o grupos potencialmente iónicos, donde un 25 % a un 100 % están presentes en forma de sal iónica). Las resinas poliacrílicas con funcionalidad hidroxi que se pueden diluir con agua pueden estar en forma de disoluciones acuosas y/o dispersiones que tienen un contenido de sólidos de un 5 % a un 90 % en peso, de un 10 % a un 60 % en peso, de un 10 % a un 50 % en peso, de un 20 % a un 45 % en peso, o de un 20 % a un 40 % en peso; pueden tener una viscosidad a 23 °C de 10 a 100000 mPa-s, o de 100 a 10000 mPa-s; y pueden tener un valor de pH de 5 a 10, o de 6 a 9. Dependiendo del peso molecular de las resinas poliacrílicas, su contenido de grupos iónicos o grupos potencialmente iónicos, y/o cualquiera presencia de emulsionantes, co-disolventes, y similar, los sistemas acuosos que comprenden las resinas poliacrílicas pueden ser dispersiones coloidales, disoluciones moleculares o mezclas de ambas.
En varias realizaciones no limitantes, el componente (a) de resina de poliol de las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano divulgadas en la presente memoria puede comprender una resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que se pueden diluir con agua tal como se describe en las patentes de EE.UU. N° 4.151.143; 4.888.383; 5.308.912; 5.331.039; 5.552.477; o 6.962.953, que se incorporan por referencia en esta memoria descriptiva.
En varias realizaciones no limitantes, el componente de resina de poliol (a) de las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano divulgadas en la presente memoria puede comprender una resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que puede diluirse con agua. Las resinas poliacrílicas con funcionalidad hidroxi que pueden diluirse con agua adecuadas se encuentran comercialmente disponibles en Bayer Material Science LLC, Pittsburgh, PA, EE.UU., con el nombre comercial de Bayhydrol®.
En varias realizaciones no limitantes, el componente (b) de resina de aminoplasto de las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano divulgadas en la presente memoria puede estar seleccionado entre el grupo que consiste en resinas basadas en urea y resinas basadas en melamina que se pueden diluir con agua. Según se usa en la presente memoria, la expresión "resina de aminoplasto" se refiere a resinas basadas en productos de condensación de urea-formaldehído o melamina-formaldehído. Las resinas de aminoplasto apropiadas se encuentran disponibles comercialmente en Cytec Surface Specialties Inc., Smyrna, GA, EE.UU., con el nombre comercial de Cymel®. Las resinas de aminoplasto que comprenden grupos funcionales, tales como, por ejemplo, grupos alcoximetilo, que son reactivos con grupos hidroxilo a temperaturas por encima de temperatura ambiente. Por ejemplo, se pueden añadir las resinas de aminoplasto que comprenden grupos alcoximetilo para reticular y curar resinas de poliol principalmente por medio de reacción de trans-esterificación entre los grupos hidroxilo de las resinas de poliol y los grupos de alcoximetilo sobre la resina de aminoplasto.
Según se usa en la presente memoria, el término "curado" se refiere a la condición de una composición líquida donde una película aplicada de la composición se encuentra al menos fija al tacto como se define en ASTM D 5895-Standard Test Methods for Evaluating Drying or Curíng During Film Formation of Organic Coatings Using Mechanical Recorder, que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva. Según se usa en la presente memoria, los términos "curado" y "curar" se refieren al avance de una composición líquida aplicada desde el estado líquido hasta un estado curado. Los términos "curada", "curado" y "curar" engloban el secado de composiciones por medio de evaporación del disolvente y reticulación química de los componentes de las composiciones.
En varias realizaciones no limitantes, el componente (b) de resina de aminoplasto de las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano divulgadas en la presente memoria pueden comprender una resina basada en urea que comprende un producto de condensación de urea-formaldehído. Productos apropiados de condensación de urea-formaldehído incluyen, por ejemplo, condensados de urea-formaldehído, que no están eterificados, que están parcialmente eterificados o completamente eterificados con alcoholes monohídricos que comprenden de 1 a 20 átomos de carbono.
En varias realizaciones no limitantes, el componente (b) de resina de aminoplasto de las composciones acuosas de revestimiento de poliuretano puede comprender una resina basada en melamina que comprende un producto de condensación de melamina-formaldehído. Productos apropiados de condensación de melamina-formaldehído incluyen, por ejemplo, condensados de melamina-formaldehído que no están eterificados, que están parcialmente eterificados o completamente eterificados con alcoholes monohídricos que comprenden de 1 a 20 átomos de carbono. En varias realizaciones no limitantes, el componente (b) de resina de aminoplasto puede comprender resinas de melamina-formaldehído monoméricas, oligoméricas o poliméricas tales como, por ejemplo, melaminas metiladas, melaminas etiladas, melaminas propiladas, melaminas butiladas y melaminas alquiladas mixtas (por ejemplo, melaminas metiladas/butiladas).
En varias realizaciones no limitantes, el componente (b) de resina de aminoplasto puede comprender grupos metilol, grupos alcoximetilo, o ambos. Un grupo de alcoximetilo puede ser de fórmula general -CH2OR1 , donde R1 es una cadena alquílica lineal, cíclica o ramificada que tiene de 1 a 20 átomos de carbono. En varias realizaciones no limitantes, el componente (b) de resina de aminoplasto puede comprender un condensado de melamina-formaldehído que contienen un grupo imino superior y metilado oligomérico, que comprende un bajo contenido de metilol. Por ejemplo, el componente (b) de resina de aminoplasto puede comprender un producto de condensación de melamina-formaldehído metilado oligomérico, que comprende grupos imino, grupos metoximetilo y grupos metilol.
En varias realizaciones no limitantes, el componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano de las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano divulgadas en la presente memoria puede comprender una resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua. Según se usa en la presente memoria, la expresión "resina de policarbonato-poliuretano" se refiere a macromoléculas oligoméricas o poliméricas que comprenden grupos carbonato y al menos uno de grupos de uretano o grupos de urea. Las resinas apropiadas de policarbonato-poliuretano incluyen dispersiones apropiadas de resina de policarbonato-poliuretano alifática en agua que están disponibles comercialmente en Bayer Material Science, LLC, Pittsburgh, PA, EE.UU., con el nombre comercial de Bayhydrol®.
Una resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua puede comprender un producto de reacción de. (B1) un componente de poliisocianato; (B2) un componente de poliol de policarbonato; y (B3) un componente reactivo con isocianato que comprende un grupo iónico o un grupo potencialmente iónico.
En varias realizaciones no limitantes, el componente de poliisocianato (B1) puede comprender un diisocianato orgánico monomérico representado por medio de la fórmula, R(NCO)2, donde R representa un grupo orgánico. En varias realizaciones no limitantes, R representa un grupo de hidrocarburo alifático divalente que tiene de 4 a 18 átomos de carbono, un grupo de hidrocarburo cicloalifático divalente que tiene de 5 a 15 átomos de carbono, un grupo de hidrocarburo aralifático divalente que tiene de 7 a 15 átomos de carbono, o un grupo de hidrocarburo aromático divalente que tiene de 6 a 15 átomos de carbono.
Los ejemplos de diisocianatos monoméricos apropiados incluyen, por ejemplo: diisocianato 1 ,4-tetra-metileno; diisocianato de 1 ,6-hexametileno; 1-metil-2,4(2,6)-diisocianatociclohexano; diisocianato de 2,2,4-trimetil-1 ,6-hexametileno; diisocianato de 2,4,4-trimetil-1 ,6-hexametileno; diisocianato de 1,12-dodecametileno; ciclohexano-1,3-diisocianato; ciclohexano-1,4-diisocianato; 1-isocianato-2-isocianatometil ciclopentano; 1-¡socianato-3-isocianato-metil-3,5,5-trimetil ciclohexano (diisocianato de isoforona), bis-(4-isocianato-ciclohexil)-metano; 1,3- y 1,4-bis(isocianatometil)-ciclohexano; bis-(4-isocianatociclo-hexil)-metano; 2,4'-diisocianato-diciclohexil metano; bis-(4-isocianato-3-metil-ciclohexil)-metano; diisocianato de a,a,a',a'-tetrametil-l ,3- y/o -1 ,4-xilileno; 1-isocianato-1-metil-4(3)-isocianatomet¡l ciclohexano; diisocianato de 2,4- y/o 2,6-hexahidro-toluileno; diisocianato de 1,3- y/o ,4-fenileno; diisocianato de 2,4- y/o 2,6-tolueno; diisocianato de 2,2'-, 2,4'- y/o 4,4 -difenimetano; naftalen-1,5-diisocianato; cualquiera de sus isómeros; y cualquiera de sus combinaciones.
En varias realizaciones no limitantes, el componente de poliisocianato puede comprender un isocianato monomérico que comprende tres o más grupos isocianato tales como, por ejemplo, diisocianato de 4-isoc¡anatometil-1 ,8-octametileno. El componente de poliisocianato puede comprender poliisocianatos de polifenilo y polimetileno obtenidos por medio de fosgenación de condensados de anilina/formaldehído. El componente de poliisocianato también puede comprender isocianatos aromáticos que tienen tres o más grupos isocianato, tales como, por ejemplo, triisocianato de 4,4',4"-trifenilmetano.
El componente de poliisocianato (B1) también puede comprender aductos de diisocianato y/u oligómeros que comprenden grupos uretano, grupos urea, grupos uretdiona, grupos uretonimina, grupos isocianurato, grupos iminooxadiazin diona, grupos oxadiazin triona, grupos carbodiimida, grupos acil urea, grupos biuret y/o grupos alofanato. Por ejemplo, el componente de poliisocianato puede incluir: (1) Poliisocianatos que contienen grupos isocianurato que se pueden preparar como se explica en los documentos DE-PS 2.616.416; EP-OS 3.765; EP- OS 10.589; EP-OS 47.452; patente de EE.UU. N° 4.288.586; y la patente de EE.UU. N° 4.324.879, que se incorporan por referencia en la presente memoria descriptiva; (2) Diisocianatos de uretdiona que se pueden preparar por medio de oligomerización de una parte de los grupos isocianato de un diisocianato en presencia de un catalizador apropiado, por ejemplo, un catalizador de trialquil fosfina, y que, opcionalmente, se puede usar mezclado con otros isocianatos, en particular los poliisocianatos que contienen un grupo isocianurato explicados anteriormente en (1); (3) Polisocianatos que contienen un grupo biuret que se pueden preparar de acuerdo con los procesos divulgados en las patentes de EE.UU. N° 4.124.605; 3.358.010; 3.644.490; 3.862.973; 3.906.126; 3.903.127; 4.051.165; 4.147.714 y 4.220.749, que se incorporan por referencia en la presente memoria descriptiva, por medio del uso de co-reaccionantes tales como agua, alcoholes terciarios, monoaminas primarias y secundarias y diaminas primarias y/o secundarias; (4) Iminooxadiazin diona y, opcionalmente, poliisocianatos que contienen un grupo isocianurato, que se pueden preparar en presencia de catalizadores que contienen flúor como se describe en el documento DE-A 19611849, que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva; (5) Poliisocianatos que contienen un grupo carbodiimida que se pueden preparar por medio de oligomerización de diisocianatos en presencia de catalizadores de carbodiimidación como se describe en el documento DE-PS 1.092.007; la patente de EE.UU. N° 3.152.162 y los documentos DE-OS 2.504.400, DE-OS 2.537.685 y DE-OS 2.552.350 que se incorporan por referencia en la presente memoria descriptiva; y (6) Poliisocianatos que contienen grupos oxadiazintriona, por ejemplo, el producto de reacción de dos moles de un diisocianato y un mol de dióxido de carbono.
Los componentes de poliisocianato (B1) que comprenden aductos de diisocianato y/u oligómeros pueden tener una funcionalidad media de grupos isocianato de 2 a 6 o de 2 a 4, por ejemplo. Los componentes de poliisocianato (B1) que comprenden aductos de diisocianato y oligómeros pueden tener un contenido medio de isocianato (NCO) de un 5 % a un 30 %, de un 10 % a un 25 %, o de un 15 % a un 25 %, en peso del componente.
En varias realizaciones no limitantes, el componente de poliisocianato (B1) puede ser un diisocianato (ciclo)alifático monomérico tal como, por ejemplo, un diisocianato seleccionado entre el grupo que consiste en diisocianato de 1 ,6-hexametileno (HDI); 1 -isocianato-3-isocianatometil-3,5,5-trimetil-ciclohexano (diisocianato de isoforona o IPDI); 4,4'-diisocianato-diciclohexilmetano (H12MDI); 1-metil-2,4(2,6)-düsocianatociclohexano; cualquiera de sus isómeros y cualquiera de sus combinaciones. Por ejemplo, en varias realizaciones no limitantes, se puede usar H12MDI para producir un componente (a) de resina de poliol que comprende una resina de poliéter-poliuretano con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua. En varias realizaciones no limitantes, el componente de poliisocianato (B1) puede comprender de 50 a 100 por ciento en peso de diisocianato alifático y de 0 a 50 por ciento en peso de otro poliisocianato alifático que tiene un peso molecular de 140 a 1500, tal como, por ejemplo, un aducto de diisocianato y/u oligómero.
En varias realizaciones no limitantes, un componente de poliisocianato (B1) puede comprender al menos uno de HDI, IPDI, H12MDI, 1-metil-2,4(2,6)-diisocianatociclohexano y/o aductos de estos diisocianatos que comprenden isocianurato, uretdiona, biuret y/o grupos iminooxadiazin diona, como se ha descrito anteirormente.
En varias realizaciones no limitantes, un componente (B2) de poliol de policarbonato puede comprender un producto de reacción de alcoholes polihídricos y fosgeno o un producto de reacción de policondensación de alcoholes polihídricos y diésteres de ácido carbónico. Alcoholes polihídricos apropiados incluyen, por ejemplo, dioles tales como 1 ,3-propanodiol; etilenglicol; propilenglicol, 1 ,4-propanodiol; dietilenglicol; trietilenglicol; tetraetilenglicol; 1 ,4-butanodiol; 1 ,6-hexanodiol; trimetilenpentanodiol, 1 ,4-ciclohexanodiol; 1 ,4- ciclohexanodimetanol; neopentilglicol; 1 ,8-octanodiol; y cualquiera de sus combinaciones. Los alcoholes polihídricos apropiados también incluyen, por ejemplo, compuestos hidroxilo tri-funcionales y multi-funcionales tales como glicerol; trimetilolpropano; trimetiloletano; isómeros de hexanotriol; pentaeritritol y cualquiera de sus combinaciones. Se pueden usar los compuestos de hidroxilo tri-funcionales y multi-funcionales para producir un poliol de policarbonato que tiene una estructura ramificada.
Un poliol de policarbonato puede tener una funcionalidad media de hidroxilo de 1 a 5, o cualquiera de sus sub-intervalos, tal como, por ejemplo, de 1 a 2, de 1 ,5 a 2,5, de 1 ,2 a 2,2, o de 1 ,8 a 2,2. Un poliol de policarbonato puede tener un peso molecular medio de 300 a 10000 o cualquiera de sus sub-intervalos, tal como, por ejemplo, de 300 a 5000, de 1000 a 8000, de 1000 a 6000, de 2000 a 6000, de 500 a 6000, de 500 a 3000 o de 1000 a 3000. Un poliol de policarbonato puede tener un número de OH de 25 a 350 mg de KOH/g de sólidos.
En varias realizaciones no limitantes, el componente (B3) reactivo con isocianato que comprende un grupo iónico o un grupo potencialmente iónico puede comprender un grupo iónico o un grupo potencialmente iónico que puede, al menos parcialmente, conferir capacidad de dilución en agua (por ejemplo, solubilidad acuosa o capacidad de dispersión en agua) a las resinas de policarbonato-poliuretano que se pueden diluir con agua por medio de incorporación covalente en las macromoléculas, aumentando la naturaleza hidrófila de las macromoléculas. El componente (B3) reactivo con isocianato puede comprender al menos un grupo iónico o un grupo potencialmente iónico, que puede ser de naturaleza catiónica o aniónica. El componente (B3) reactivo con isocianato puede también comprender al menos un grupo reactivo con isocianato tal como, por ejemplo, un grupo hidroxilo y/o un grupo amina. La funcionalidad reactiva con isocianato del componente (B3) reactivo con isocianato y la funcionalidad hidroxilo del componente de poliol (A2) pueden reaccionar con la funcionalidad isocianato del componente de poliisocianato (B1) para, al menos en parte, producir una resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua.
Los componentes (B3) reactivos con isocianato amónicos y catiónicos incluyen compuestos que comprenden, por ejemplo, grupos sulfonio, grupos amonio, grupos fosfonio, grupos carboxilato, grupos sulfonato, grupos fosfonato, o los correspondientes grupos ácidos no iónicos (es decir, grupos potencialmente iónicos) que se pueden convertir por medio de desprotonación (es decir, formación de sal) en estos grupos.
Los componentes (B3) reactivos con isocianato apropiados incluyen, por ejemplo, ácidos monohidrocarboxílicos; ácidos di-hidrocarboxílicos; ácidos mon-aminocarboxílicos; ácidos di-aminocarboxílicos; ácidos mono-hidroxisulfónicos; ácidos di-hidroxisulfónicos; ácidos mono-aminosulfónicos; ácidos di-aminosulfónicos; ácidos mono-hidroxifosfónicos; ácidos di-hidroxifosfónicos; ácidos mono-aminofosfónicos; ácidos di-aminofosfónicos; sus sales iónicas; y cualquiera de sus combinaciones.
Los componentes (B3) reactivos con isocianato apropiados incluyen, por ejemplo, ácido dimetilolpropiónico; ácido dimetilolbutírico, ácido hidroxipiválico; N- (2-aminoet¡l)- -alanina; ácido etilendiame-propil o butil-sulfónico; ácido 1 ,2- o 1 ,3-propilendiamino- -etilsulfónico; ácido cítrico; ácido glicólico; ácido láctico; ácido 2-aminoetilaminoetanosulfónico; glicina; alanina; taurina; lisina; ácido 3,5-diaminobenzoico; un aducto de diisocianato de isoforona (IPDI) y ácido acrílico (véase, por ejemplo, la patente europea N° 916.647) y sus sales de metal alcalino y/o de amonio; un aducto de bisulfito de sodio con but-2-en-1,4-diol; poliétersulfonato; y el aducto propoxilado de 2-butanodiol y NaHSCh (véase, por ejemplo, la patente alemana N° 2.446.440).
De igual forma, los componentes (B3) reactivos con isocianato apropiados incluyen, por ejemplo, otros ácidos 2,2-bis(hidroximetil)alcano-carboxílicos tales como ácido dimetilolacético y ácido 2,2-dimetilolpentanoico. Además, los componentes (B3) reactivos con isocianato apropiados incluyen ácido dihidroxisuccínico, aductos de Michael de ácido acrílico con aminas tales como isoforonad ¡amina o hexametilendiamina, o mezclas de dichos ácidos y/o ácido dimetilolpropiónico y/o ácido hidroxipiválico. Otros componentes (B3) reactivos con isocianato apropiados incluyen dioles de ácido sulfónico que opcionalmente comprenden grupos éter, por ejemplo, los compuestos descritos en la patente de EE.UU. N° 4.108.814 que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva.
En varias realizaciones no limitantes, la resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua comprende un producto de reacción de los componentes (B1), (B2) y un componente (B3) reactivo con isocianato que poseen grupos carboxilo o carboxilato, ácidos sulfónico o grupos sulfonato, y/o grupos amonio. El componente (B3) reactivos con isocianato se puede incorporar a las macromoléculas de resina de poliéter-poliuretano con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua por medio de reacciones de formación de uretano y/o formación de urea entre los grupos reactivos con isocianato y los grupos isocianato del componente de poliisocianato (B1).
En varías realizaciones no limitantes, un componente (B4) reactivo con isocianato opcional puede comprender, por ejemplo, expansores de cadena y/o terminadores de cadena. Un componente expansor de cadena y/o de terminación de cadena puede comprender un grupo iónico o un grupo potencialmente iónico y al menos un grupo que es reactivo con grupos isocianato en una reacción de adición. Ejemplos de componentes expansores de cadena incluyen, por ejemplo, metilendiamina; etilendiamina; propilendiamina; 1 ,4-butilendiamina; 1 ,6-hexametilendiamina; 2-metil-1,5-pentanodiamina (Dytek-A de DuPont); 1-amino-3,3,5-trimetil-5-aminometil ciclohexano (isoforona diamina); piperazina; 1,4-diaminociclohexano; bis(4-aminociclohexil)metano; dihidrazida de ácido adípico; diaminas de óxido de alquileno; dietilenglicol de dipropilamina; ácido N-(2-aminoetil)-2-aminoetano sulfónico (o una de sus sales); ácido N-(2-aminoetil)-2-aminopropiónico (o una de sus sales); y cualquiera de sus combinaciones.
Los ejemplos de componentes de terminación de cadena incluyen, por ejemplo, compuestos que tienen la fórmula: donde Ri es un átomo de hidrógeno o un radical alquilo, que opcionalmente tiene un extremo hidroxilo y R2 es un radical alquilo, que opcionalmente tiene un extremo hidroxilo. Compuestos apropiados de terminación de cadena incluyen compuestos tales como monoaminas o monoalcoholes. Ejemplos incluyen, pero sin limitarse a, metilamina; etilamina; propilamina; butilamina; octilamina; laurilamina; estearilamina; isononiloxi-propilamina; dimetilamina; dietilamina; dipropilamina; dibutilamina; N-metilaminopropilamina; dietil(metil)aminopropilamina; morfolina; piperidina; dietanolamina; y cualquiera de sus combinaciones. También son apropiados alcoholes de terminación de cadena, tales como, por ejemplo, C1-C10 o alcoholes superiores que incluyen, metanol, butanol, hexanol, alcohol 2-etil-hexílico, alcohol isodecílico y similares y sus mezclas, así como también amino alcoholes, tales como, por ejemplo, aminometilpropanol (AMP).
Se puede preparar una resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua por medio de reacción de los componentes (B1) a (B4) usando un proceso de acetona o una de sus modificaciones. Se puede encontrar una descripción de procesos apropiados, por ejemplo, en Methoden der Organischen Chemie, Houben-Weyl, 4a edición, volumen E20/Parte 2, p. 1682, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1987, que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva.
Un ejemplo no limitante de un proceso de acetona se describe a continuación. En una primera etapa, se sintetiza un aducto que comprende grupos de isocianato sin reaccionar a partir de un componente de poliisocianato (B1), un componente de poliol de poiicarbonato (B2) y un componente reactivo con isocianato (B3) que comprende un grupo iónico o un grupo potencialmente iónico. En una segunda etapa, se disuelve el aducto en un disolvente orgánico, al menos parcialmente miscible con agua, que no comprende grupos reactivos con isocianato. Los disolventes apropiados incluyen acetona; metiletil cetona (MEK); 2-butanona; tetrahidrofurano; dioxina y cualquiera de sus combinaciones. En una tercera etapa, se hace reaccionar la disolución de aducto que contiene isocianato sin reaccionar con mezclas de expansores de cadena con funcionalidad amino y/o terminadores de cadena. Un expansor de cadena con funcionalidad amino puede comprender un grupo de ácido sulfónico o un grupo carboxílico (bien en forma de ácido no iónico o en forma de sal iónica). En una cuarta etapa, el producto de resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir en agua se dispersa en forma de dispersión de partículas finas por medio de adición de agua a la disolución orgánica o por medio de adición de la disolución orgánica al agua. En una quinta etapa, el disolvente orgánico se retira parcial o totalmente por medio de destilación, opcionalmente a presión reducida.
Una resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua puede estar caracterizada por medio de una temperatura de transición vitrea de entre -60 °C y 0 °C, tal como, por ejemplo, entre -40 °C y -20 °C. Una dispersión de resina de policarbonato-poliuretano puede tener una viscosidad a 25 °C de menos de 1000 mPa s o menos de 500 mPa s, por ejemplo, entre 50 y 1000 mPa-s o entre 50 y 500 mPa-s. Una resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua puede tener un intervalo de peso molecular medio expresado en número de 500 a 6000.
En varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria se pueden formular por medio de mezcla de un componente (a) de resina de poliol; un componente (b) de resina de aminoplasto, y un componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano. El componente (a) de resina de poliol y el componente (b) de resina de aminoplasto se pueden utilizar en cantidades tales que una proporción equivalente de los grupos de alcoximetilo del componente (b) de resina de aminoplasto con respecto a los grupos hidroxilo del componente (a) de resina de poliol sea de al menos 0,05:1 , por ejemplo de 0,05:1 a 20:1.
En varias realizaciones no limitantes, el componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano es no funcional. Según se usa en la presente memoria, la expresión "no funcional", con respecto a un componente químico de las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria, se refiere a una carencia sustancial de reactividad química con los componentes (a) de resina de poliol y los componentes (b) de resina de aminoplasto. Por ejemplo, un componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano no funcional no reacciona químicamente con los componentes (a) y/o (b) de la composición de revestimiento durante el curado térmico. De esta manera, un componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano no funcional está sustancialmente libre de grupos isocianato que no han reaccionado, grupos hidroxilo que no han reaccionado, grupos reactivos con isocianato, grupos reactivos con hidroxilo y otros grupos funcionales que pueden ser reactivos con cualesquiera grupos funcionales que comprenden componentes (a) de resina de poliol y componentes (b) de resina de aminoplasto.
Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria se pueden producir por medio de mezcla de un componente (a) de resina de poliol que se puede diluir con agua, un componente (b) de resina de aminoplasto que se puede diluir con agua y un componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua. Estos componentes se pueden mezclar en una dispersión acuosa, disolución acuosa, o una combinación de dispersión acuosa y disolución acuosa, opcionalmente con emulsionantes, dispersantes, tensioactivos, co-disolventes y/o similares. Por ejemplo, el componente (a) de resina de poliol que se puede diluir con agua, el componente (b) de resina de aminoplasto que se puede diluir con agua y el componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua se pueden proporcionar en forma de dispersiones acuosas separadas, disoluciones acuosas y/o dispersiones/disoluciones en disolventes miscibles con agua, que se combinan juntos para crear una mezcla acuosa de componentes (a), (b) y (c). También es posible mezclar cualquier combinación de los componentes (a), (b) y/o (c) en forma anhidra, o en forma de disolución/dispersión en un disolvente no acuoso miscible con agua, y posteriormente dispersar la mezcla de componentes (a), (b) y/o (c) en agua.
Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente que comprenden un componente (a) de resina de poliol; un componente (b) de resina de aminoplasto; y un componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano, se pueden caracterizar por medio de un aglutinante mezclado en el cual los componentes (a) y (b) reaccionan mutuamente durante el curado para reticular las resinas, pero el componente (c) es no funcional (es decir, no reactivo) con los componentes (a) y (b), y por tanto, crea una red polimérica no reticulada interpenetrante con respecto a la red polimérica reticulada que comprende un producto de reacción de los componentes (a) y (b).
En varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente descritas en la presente memoria pueden comprender: de un 1 % a un 99 % en peso, preferentemente de un 40 % a un 90 % en peso, del modo más preferido de un 60 % a un 80 % en peso, en base de sólidos, de una resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua; y una resina de aminoplasto que se puede diluir con agua; y de un 99 % a un 1 % en peso, preferentemente de un 60 % a un 10 % en peso, del modo más preferido de un 40 % a un 20 % en peso, en base de sólidos, de una resina de policarbonato-poliuretano no funcional que se puede diluir con agua.
En varias realizaciones no limitantes, la proporción en peso, en base de sólidos, del componente (a) de resina de poliol con respecto al componente (b) de resina de aminoplasto puede ser de 55:45 a 85:15. En varias realizaciones no limitantes, la proporción en peso, en base de sólidos, del componente (a) de resina de poliol con respecto al componente (b) de resina de aminoplasto puede ser de 60:40 a 70:30.
En varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de poliuretano apto para curado térmico de un componente que comprenden un componente (a) de resina de poliol; un componente (b) de resina de aminoplasto; y un componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano, pueden comprender componentes opcionales tales como, por ejemplo, componentes de resina adicionales que se pueden diluir con agua basados en polioles poliméricos. Los componentes de resina adicionales que se pueden diluir con agua basados en polioles poliméricos pueden incluir, por ejemplo, polioles de poliéter, polioles de poliéster, polioles de polepóxido, polioles de polilactona, polioles de poliacrilato, polioles de policarbonato y cualquiera de sus combinaciones. Los componentes de resina adicionales que se pueden diluir con agua se pueden formular como mezcla en disolución acuosa y/o dispersión acuosa con los componentes de resina (a), (b) y (c).
En varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de poliuretano apto para curado térmico de un componente que comprenden un componente (a) de resina de poliol; un componente (b) de resina de aminoplasto; y un componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano, se pueden secar y/o curar térmicamente mediante cualquier medio apropiado conocido por los expertos en la técnica tal como, por ejemplo, secado al aire, secado acelerado por medio de exposición a calor y curado térmico por medio de exposición a calor. Por ejemplo, en varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de poliuretano apto para curado térmico de un componente que comprenden un componente (a) de resina de poliol; un componente (b) de resina de aminoplasto; y un componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano se pueden curar térmicamente por medio de exposición a temperaturas de 100 °C a 250 °C durante 15 minutos a 60 minutos. La energía necesaria para curar el sistema puede provenir de cualquier fuente conocida por los expertos en la técnica que incluye, pero sin limitarse a hornos de convección convencionales, fuentes térmicas de infrarrojos, microondas, haz de electrones o sus combinaciones.
Las composiciones acuosas de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria pueden producir películas de revestimiento curado que exhiben valores de microdureza no mayores de 90 N/mm2 (Dureza Martens/Universal). En varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria pueden producir películas de revestimiento curado que exhiben valores de microdureza no mayores de 75 N/mm2, 55 N/mm2, 50 N/mm2, 45 N/mm2, 35 N/mm2, 25 N/mm2, 20 N/mm2 o 15 N/mm2.
En varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria pueden producir películas de revestimiento curado que exhiben valores elevados de resistencia frente a impactos de al menos 20 libras-pulgada (3500 N/m) (directa y/o inversa, determinada de acuerdo con ASTM D2794-93 (2010): Standard Test Method for Resistance of Organic Coatings to the Effects of Rapid Deformation (Impact), que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva). En varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de poliuretano apto para curado térmico de un componente descritas en la presente memoria pueden producir películas de revestimiento curado que exhiben valores de elevada resistencia frente a impactos de al menos 120 libras-pulgada (21000 N/m), 140 libras-pulgada (24500 N/m) o 160 libras-pulgada (28000 N/m).
En varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria también pueden comprender promotores de adhesión con funcionalidad de silano tales como, por ejemplo, los promotores de adhesión divulgados en la patente de EE.UU. N°1. 6.403.175, que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva. Los promotores de adhesión apropiados incluyen, por ejemplo, ?-mercaptopropiltrimetoxisilano; 3-aminopropiltrietoxilsilano: hidrolisato de 3-aminopropilsilano; 3-glicidiloxipropiltrietoxisilano; y cualquiera de sus combinaciones.
Las composiciones acuosas de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria se pueden aplicar a sustratos usando cualesquiera métodos apropiados, tales como, por ejemplo, pulverización; revestimiento con cuchilla; revestimiento en cortina; revestimiento a vacío; laminado; colada; inmersión; revestimiento por centrifugación; estampado con rasqueta; cepillado; tratamiento de chorro; serigrafía; huecograbado, impresión flexográfica o impresión offset. Sustratos apropiados incluyen, por ejemplo, vidrio; madera; metal; papel; cuero; materiales textiles; fieltro, hormigón; mampostería; cerámica; piedra; y plásticos tales como, por ejemplo, moldes y películas de ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UNMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM y UP (abreviaturas de acuerdo con DIN 7728T1). Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria se pueden aplicar a sustratos que comprenden combinaciones de los materiales anteriores. Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria también se pueden aplicar en forma de revestimientos de imprimación o revestimientos superiores con otros revestimientos. Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria también se pueden aplicar a un soporte de sustrato temporal, se puede secar y/o curar parcial o totalmente, y se pueden desligar del soporte de sustrato para producir películas libres, por ejemplo.
En varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria pueden ser especialmente apropiadas para sustratos de vidrio tales como, por ejemplo, vidrio plano, paneles de vidrio y recipientes de vidrio tales como jarras de vidrio o botellas de vidrio. Además, las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria proporcionan resistencia al arañado superficial y durabilidad, que pueden resultar ventajosas, por ejemplo, durante las operaciones de llenado del recipiente de vidrio. Los sustratos de vidrio que comprenden las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria, se pueden caracterizar por una buena sensación al tacto. Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria se pueden aplicar a sustratos de vidrio con o si el revestimiento final caliente, con o sin el revestimiento final frío, o ambos; y con o sin el pre-tratamiento de silano de los sustratos de vidrio.
Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria proporcionan libertad de diseño para fabricar apariencias transparente, pigmentada, de alto brillo, mate y congelada sobre sustratos de vidrio. Pigmentos representativos apropiados que se pueden formular para dar lugar a las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria incluyen, por ejemplo, dióxido de titanio de rutilo y anatasa, óxidos de hierro amarillos y rojos, ftalocianina de cobre verde y azul, negros de carbono, aluminio que forma película y aluminio que no forma película, sulfato de bario, carbonato de calcio, silicato de sodio, silicato de magnesio, óxido de cinc, óxido de antimonio, amarillo de di-ariluro, amarillo de monoariluro, amarillo de ariluro de níquel, naranjas de bencimidazolona, rojos de naftol, rojos de quinacridona, pigmentos perlescentes (por ejemplo, plaquetas de mica), plaquetas de bronce, plaquetas de níquel, plaquetas de acero inoxidable, agentes de mateado micronizados (por ejemplo, metilendiamino-metiléter-policondensado) y cualquiera de sus combinaciones.
Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria se pueden aplicar sobre una etiqueta (por ejemplo, etiquetas sensibles a la presión, etiquetas activadas por UV, etiquetas de transferencia de calor, y similares) o sobre un revestimiento orgánico y/o inorgánico decorativo que se ha aplicado previamente a un sustrato de vidrio. Los revestimientos orgánicos decorativos apropiados que se pueden usar con las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria incluyen, por ejemplo, EcoBrite Organic Ink (PPG Industries, Inc., Pittsburgh, PA, EE.UU.) y SpecTruüte (Ferro Corporation, Cleveland, OH, EE.UU.).
Se puede aplicar cualquier tratamiento de imprimación a un sustrato de vidrio antes de la aplicación de una composición acuosa de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente como la que se divulga en la presente memoria. El tratamiento de imprimación puede ser cualquier revestimiento que proporcione lubricación para proteger un sustrato de vidrio entre el tiempo de fabricación y el tiempo de aplicación del revestimiento y/o que mejore la adhesión del revestimiento al sustrato de vidrio. Un tratamiento de imprimación puede comprender tanto un revestimiento final caliente como un revestimiento final frío. Un sustrato de vidrio puede no tener un revestimiento final caliente, de forma que un tratamiento de imprimación comprenda un revestimiento final frío aplicado únicamente después de que el sustrato se haya enfriado de forma sustancial. Un tratamiento de imprimación puede comprender un revestimiento final frío, comprendiendo el revestimiento final frío una composición de silano diluida o una mezcla de una composición de silano y una composición de tratamiento superficial. Se puede usar cualquier composición de silano apropiada para su uso como imprimación sobre un sustrato de vidrio en un revestimiento de imprimación, cuyos ejemplos no limitantes incluyen monoalcoxi-silanos, dialcoxisilanos, trialcoxisilanos y tetralcoxisilanos.
Una composición de tratamiento superficial puede comprender composiciones de polietileno, composiciones de estearato, o sus mezclas, que no requieren retirada antes de la aplicación de revestimientos adicionales a los sustratos de vidrio. Las composiciones de estearato pueden comprender las sales y los ésteres de ácido esteárico (ácido octadecanoico), tal como, por ejemplo, un revestimiento de estearato T5 (Tegoglas, Arkema, Philadelphia, PA, EE.UU.). Un revestimiento de imprimación puede estar en forma de una disolución acuosa, dispersión o emulsión. Por ejemplo, una composición de tratamiento superficial puede comprender una emulsión de polietileno tal como Duracote, Sun Chemical. Un tratamiento de imprimación también puede comprender composiciones adicionales para mejorar los revestimientos aplicados posteriormente, cuyos ejemplos no limitantes incluyen tensioactivos y lubricantes.
En varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria pueden funcionar como revestimiento de imprimación y como revestimiento superior, proporcionando suficiente lubricidad, resistencia al arañado superficial, y tenacidad para el proceso en línea de recipientes de vidrio.
Se pretende que los ejemplos no limitantes y no exhaustivos que siguen describan más las diferentes realizaciones no limitantes y no exhaustivas sin restringir el alcance de las realizaciones descritas en la presente memoria descriptiva. En los siguientes ejemplos, todas las partes y porcentajes están en peso, a menos que se indique lo contrario.
EJEMPLOS Se prepararon composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente que comprenden una resina de poliol poliacrílica, una resina de aminoplasto y una resina de policarbonato-poliuretano como se muestra a continuación. Se mezclaron dispersiones acuosas de una resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi (Bayhydrol® A XP 2770, Bayer MateriaIScience LLC, Pittsburgh, PA, EE.UU.) con Cymel® 327 y Bayhydrol® XP 2637. Bayhydrol® XP 2637 es una resina poliacrílica proporcionada como una dispersión acuosa de aproximadamente un 45 % de sólidos que tiene un contenido de hidroxilo del 3,9 % en una base en peso de sólidos.
Se añadieron dipropilenglicol, ?-mercaptopropiltrimetoxisilano (Silquest® A-189, Momentive Performance Materials, Albany, NY, EE.UU.) y 3-aminopropiltrietoxisilano (Dynasylan® AMEO, Evonik Corporation, Parsippany, NJ, EE.UU.) con agitación continua a las mezclas acuosas de la resina policacrílica con funcionalidad hidroxi, la resina de aminoplasto y la resina de poliuretano-policarbonato. Se agitaron las mezclas resultantes usando un mezclador mecánico hasta que se obtuvieron mezclas homogéneas. Se desairearon las mezclas homogéneas y se almacenaron durante la noche antes de uso. Se prepararon mezclas de acuerdo con las formulaciones proporcionadas en la Tabla 1 (partes en peso, peso de disolvente incluido).
Tabla 1 5 Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente se sometieron a ensayo para resistencia frente a impactos, microdureza y adhesión. Se aplicaron revestimientos para someter a ensayo la resistencia frente a impactos sobre paneles de acero laminado en frío de Bonderite B1000 usando una varilla enrollada de alambre número 50. Se aplicaron los revestimientos para someter a ensayo la microdureza sobre discos de vidrio usando una pipeta de Eppendorf (80 microlitros) y se dispersaron sobre los discos usando la punta de la pipeta. Se aplicaron los revestimientos para someter a ensayo la adhesión sobre el lado del aire de paneles de vidrio Taber de 4 pulgadas (10,16 cm) por 4 pulgadas (10,16 cm) usando una varilla enrollada de alambre número 50.
Se curaron los revestimientos aplicados a 170 °C durante 30 minutos en un horno. Se dejaron secar al aire los revestimientos aplicados a los discos de vidrio para someter a ensayo la microdureza en condiciones ambientales durante aproximadamente 120 minutos antes del curado en el horno. Todos los ensayos se llevaron a cabo al menos 24 horas después de retirar los revestimientos aplicados y los sustratos del horno. Se midieron los espesores de película de los revestimientos curados sobre los paneles de acero usando un instrumento Fischerscope MMS de acuerdo con ASTM D1186-93: Standard Test Methods for Nondestructive Measurement of Dry Film Thickness of Nonmagnetic Coatings Applied to a Ferrous Base, que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva. Los espesores de película estaban en el intervalo de 0,75 (19,05 micrómetros) a 2,25 milésimas de pulgada (57,15 micrómetros).
Se llevó a cabo el ensayo de resistencia frente a impactos de acuerdo con ASTM D2794-93 (2010): Standard Test Method for Resistance of Organic Coatings to the Effects of Rapid Deformation (Impact), que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva. Se llevó a cabo el ensayo de microdureza (Dureza de Martens/Universal) en un instrumento Fischerscope H100C. Se llevó a cabo el ensayo de adhesión de acuerdo con ASTM D4060-95: Standard Test Method for Abrasión Resistance of Organic Coatings by the Taber Abraser, que se incorpora por referencia en la presente memoria descriptiva. Se llevó a cabo el ensayo de adhesión de rayado sobre paneles de vidrio Taber. Se cortaron dos rayas de una pulgada (2,54 cm) de largo, diagonales una con respecto a la otra, usando una cuchilla y se inspeccionó visualmente la adhesión de la película al vidrio. Si no se produjo el despegue de la película del sustrato, se consideró el revestimiento como "pasa".
Las Tabla 1 presenta los resultados del ensayo de resistencia frente a impactos, ensayo de microdureza y ensayo de adhesión de rayado. La adición de resina de policarbonato-poliuretano no funcional mejoró la flexibilidad, y la tenacidad de los revestimientos, como se muestra por medio de la disminución de la microdureza y el aumento de la resistencia frente a impactos directa y/o inversa. Además, la adición de resina de policarbonato-poliuretano no funcional no tuvo un efecto negativo sobre la adhesión. Por ejemplo, las formulaciones A, C y H no contenían ninguna resina de policarbonato-poliuretano, pero las formulaciones B, D e I contenían adiciones de aproximadamente un 25 % de la dispersión de resina de policarbonato-poliuretano (10 % sobre una base en sólidos), respecto a las formulaciones A, C y H, respectivamente. Las comparaciones de las formulaciones A y B, las formulaciones C y D y las formulaciones H e I, muestra que la adición de resina de policarbonato-poliuretano no funcional en general disminuyó la dureza y aumentó la resistencia frente a impactos de las películas de revestimiento curadas.
Además, las formulaciones C, D, E, F y G tuvieron todas la misma proporción en peso de resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi con respecto a resina de aminoplasto. La formulación C estaba libre de resina de policarbonato-poliuretano no funcional y las formulaciones D a G tuvieron un contenido creciente de resina de policarbonato-poliuretano no funcional, es decir, una dispersión al 12 % (5 % de sólidos), una dispersión al 25 % (10 % de sólidos), una dispersión al 40 %, (16 % de sólidos), y una dispersión al 60 %, (24 % de sólidos), respectivamente. Una comparación de la formulación C con las formulaciones D a G muestra que al aumentar el contenido de la resina de policarbonato-poliuretano no funcional disminuye la dureza al tiempo que se eleva la resistencia frente a impactos y la tenacidad, y se mantiene una buena adhesión al sustrato.
Como se muestra en los ejemplos anteriores, las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria exhiben baja dureza, elevada resistencia frente a impactos, elevada tenacidad, elevada resistencia frente a la abrasión, buena adhesión a sustratos de vidrio, al tiempo que se encuentran libres de agentes de formación de bloques y que comprenden resinas de aminoplasto. Estos resultados son significativos e inesperados porque, generalmente, las resinas de aminoplasto producen películas de revestimiento curado relativamente duras cuando se usan para reticular las resinas de poliol. Como tales, las composiciones acuosas de poliuretano acuoso apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria facilitan el uso de las resinas de reticulación de aminoplasto sin propiedades de revestimiento no deseadas tales como, por ejemplo, mayor fragilidad, menor resistencia frente a impactos y tenacidad. Por tanto, las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria son particularmente ventajosas para sustratos tales como, por ejemplo, materiales de vidrio, que pueden mostrar de forma sencilla un daño superficial mecánico de películas de revestimiento relativamente duras y frágiles sobre el sustrato.
En varias realizaciones no limitantes, las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria se pueden usar para revestir recipientes de vidrio tales como, por ejemplo, botellas de vidrio y jarras de vidrio. Las propiedades de revestimiento mejoradas exhibidas por las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria (por ejemplo, baja dureza, elevada resistencia frente a impactos, elevada tenacidad y buena adhesión a sustratos de vidrio) son particularmente ventajosas en las operaciones de fabricación de recipientes de vidrio en las cuales los recipientes experimentan desgaste superficial significativo y/o arañado superficial a medida que los recipientes son manipulados por la maquinaria de las operaciones en línea y la presión de la línea de experiencia. Las composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano apto para curado térmico de un componente divulgadas en la presente memoria proporcionan revestimientos superficiales que son capaces de soportar y absorber las presiones de impacto durante las operaciones de la línea con desgaste o arañado superficiales nulos o mínimos.
La presente memoria descriptiva se ha escrito con referencia a varias realizaciones no limitantes y no exhaustivas. No obstante, los expertos en la técnica reconocerán que se pueden llevar a cabo varias sustituciones, modificaciones o combinaciones de cualesquiera de las realizaciones divulgadas (o de sus partes) dentro del alcance de la presente memoria descriptiva. De este modo, se contempla y se comprende que la presente memoria descriptiva respalda realizaciones adicionales no explicadas expresamente en la presente memoria. Dichas realizaciones se pueden obtener, por ejemplo, por medio de combinación, modificación o reorganización de cualesquiera de las etapas divulgadas, componentes, elementos, características, aspectos, limitaciones y similares, de las diferentes realizaciones no limitantes descritas en la presente memoria descriptiva. De esta forma, el solicitante se reserva el derecho a modificar las reivindicaciones durante el procesamiento para añadir características como las que se describen de diferente forma en la presente memoria descriptiva, y dichas modificaciones cumplen con los requisitos de 35 U.S.C. 112, párrafo primero, y 35 U.S.C. 132 (a).

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES 1. Una composición acuosa de revestimiento de poliuretano que comprende: (a) una resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua que comprende un producto de reacción de: (A1) un monómero con funcionalidad hidroxi olefínicamente insaturado; (A2) un monómero olefínicamente insaturado que comprende un grupo iónico o un grupo potencialmente iónico; y (A3) un monómero etilénicamente insaturado que no comprende un grupo iónico, potencialmente iónico o un grupo hidroxilo; (b) una resina de aminoplasto que se puede diluir con agua; y (c) una resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua, donde la resina de policarbonato-poliuretano es no funcional. 2. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 1 , donde el componente (a) de resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi tiene un peso molecular promedio en peso de 500-100000, un número de hidroxilo de 16,5 a 264 mg de KOH/g y un número de ácido de 5 a 125 mg de KOH/g. 3. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 1 , donde el componente (b) de resina de aminoplasto comprende un producto de condensación de melamina-formaldehído. 4. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 1 , donde el componente (b) de resina de aminoplasto comprende un producto de condensación de melamina-formaldehído metilado oligomérico que comprende grupos imino, grupos metoximetilo y grupos metilol. 5. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 4, donde una proporción de equivalentes de grupos metilol y grupos alcoximetilo del componente (b) con respecto a grupos hidroxilo del componente (a) es de al menos 0,05:1. 6. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 1 , donde el componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano comprende un producto de reacción de un poliol de policarbonato y un poliisocianato seleccionado entre el grupo que consiste en 4,4'-diisocianatodiciclohexilmetano, diisocianato de isoforona, diisocianato de 1 ,6-hexametileno y 1-metil-2,4(2,6)diisocianatociclohexano. 7. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 6, donde el poliol de policarbonato tiene un intervalo de peso molecular medio expresado en número de 500 a 6000. 8. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 1 , donde el componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano se caracteriza por una temperatura de transición vitrea entre -60 °C y 0 °C. 9. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 1 , donde el componente (c) de resina de policarbonato-poliuretano se caracteriza por una viscosidad a 25 °C menor que 500 mPa-s en una dispersión acuosa de un 38 % a un 42 % en sólidos. 10. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 1 , que comprende: de un 99 % a un 1 % en peso, en base de sólidos, de una resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua y una resina de aminoplasto que se puede diluir con agua; y de un 1 % a un 99 % en peso, en base de sólidos, de la resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua donde el peso representa un porcentaje total de 100 % en peso. 11. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 10, que comprende: de un 40 % a un 90 % en peso, en base de sólidos, de la resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi que se puede diluir con agua; una resina de aminoplasto que se puede diluir con agua; y de un 60 % a un 0 % en peso, en base de sólidos, de la resina de policarbonato-poliuretano que se puede diluir con agua donde el peso representa un porcentaje total de 100 % en peso. 12. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 1, donde la proporción en peso, en base de sólidos, de la resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi con respecto a resina de aminoplasto es de 55:45 a 85:15. 13. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 12, donde la proporción en peso, en base de sólidos, de la resina poliacrílica con funcionalidad hidroxi con respecto a la resina de aminoplasto es de 60:40 a 70:30. 14. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 1, que además comprende un promotor de adhesión con funcionalidad de silano. 15. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 14. donde el promotor de adhesión de silano está seleccionado entre el grupo que consiste en ?-mercaptopropil-trimetoxisilano, 3-aminopropiltrietoxisilano, hidrolisato de 3-aminopropilsilano, 3-glicidiloxipropiltrietoxisilano y cualquiera de sus combinaciones. 16. La composición acuosa de revestimiento de poliuretano de la reivindicación 1 , que además comprende una resina de poliol adicional seleccionada entre el grupo que consiste en resinas de poliéster con funcionalidad hidroxi que se pueden dispersar en agua y resinas de poliéter-poliuretano con funcionalidad hidroxi que se pueden dispersar en agua. 17. Un sustrato al menos parcialmente revestido con la composición de revestimiento de la reivindicación 1. 18. El sustrato de la reivindicación 17, donde el revestimiento exhibe valores de microdureza no mayores de 90 N/mm2, una resistencia a impacto directo de al menos 60 libras-pulgada (10500 N/m), y una resistencia a impacto inverso de al menos 20 libras-pulgada (3500 N/m). 19. Un sustrato de vidrio al menos parcialmente revestido con la composición de revestimiento de la reivindicación 1. 20. Un recipiente de vidrio al menos parcialmente revestido con la composición de revestimiento de la reivindicación 1.
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