COMPOSICIONES DE RESINAS POLIESTER INSATURADAS O RESINAS DE ESTER VINILICO.

Composición de dos componentes que comprende un primer componente y un segundo componente,

en donde el primer componente es una composición de resina que comprende una resina poliéster insaturada o resina de éster vinílico, y un compuesto de hierro y un compuesto que contiene tiol, y el segundo componente comprende un compuesto peróxido que tiene la fórmula ROOH, en la cual R es hidrógeno o un grupo alquilo opcionalmente sustituido

Composiciones de resinas poliéster insaturadas o resinas de éster vinílico.

La presente invención se refiere a una composición de dos componentes que comprende un primer componente y un segundo componente; comprendiendo el primer componente una resina poliéster insaturada o resina de éster vinílico y comprendiendo el segundo componente un compuesto peróxido que tiene la fórmula ROOH, en la cual R es hidrógeno o un grupo alquilo opcionalmente sustituido. En particular, la presente invención se refiere a composiciones de dos componentes de resina poliéster insaturada o resina de éster vinílico para piezas de estructuras.

La presente invención se refiere también adicionalmente a objetos y piezas de estructuras preparados a partir de tales composiciones de dos componentes. La presente invención se refiere finalmente también a un proceso para curado de tales composiciones de dos componentes.

Como se entiende en esta memoria, se considera que los objetos y piezas de estructuras tienen un espesor de al menos 0,5 mm y propiedades mecánicas apropiadas. El término "objetos y piezas de estructuras" como se entiende en esta memoria incluye también las composiciones de resina curadas como se utilizan en el campo del anclaje químico, construcción, techados, solados, aspas de molinos de viento, envases, tanques, tubos, piezas de automóviles, embarcaciones, etc.

Como se utiliza en esta memoria, el término "sistema de dos componentes" hace referencia a sistemas en los cuales dos componentes separados (A y B) se encuentran separados sustancialmente uno de otro, por ejemplo en cartuchos separados o análogos, y se contempla la inclusión de cualquier sistema en el cual cualquiera de dichos dos componentes separados (A y B) pueden contener componentes separados adicionales. Los componentes se combinan en el momento en que se utiliza el sistema.

En el curado de resinas poliéster insaturadas y resinas de éster vinílico, clases de resinas que pueden curarse generalmente bajo la influencia de peróxidos, el tiempo de gel es una característica muy importante de las propiedades de curado. Adicionalmente, son importantes también el tiempo desde que se alcanza el tiempo de gel hasta que se alcanza la temperatura pico, y el nivel de la temperatura pico (la temperatura pico máxima da generalmente como resultado un mejor curado). Aparte de ello, por supuesto, también son importantes las propiedades mecánicas de los objetos y/o piezas de estructuras obtenidos en el proceso de curado. Como se entiende en esta memoria, el tiempo de gel representa el tiempo transcurrido en la fase de curado de la resina para aumentar en temperatura desde 25ºC a 35ºC. Normalmente, esto corresponde al tiempo durante el cual la fluidez (o viscosidad) de la resina se encuentra todavía dentro de un intervalo en el cual la resina puede manipularse fácilmente. En las operaciones de moldeo cerrado, por ejemplo, es muy importante conocer este periodo de tiempo. De acuerdo con ello, el término "buenas propiedades de curado" refleja, entre otras cosas, que la composición de resina tenga propiedades de tiempo de gel adecuadas: es decir, la resina a curar debería permanecer suficientemente fluida durante un tiempo aceptable en la primera etapa del curado. Para las buenas propiedades de curado es importante que el tiempo de gel sea suficientemente corto, es decir del orden de algunos minutos hasta varias decenas de minutos. Por razones de eficiencia de proceso y de los resultados a alcanzar, el experto en la técnica intentará de acuerdo con ello encontrar siempre opciones a fin de conseguir un tiempo de gel mínimo, manteniendo simultáneamente buenas propiedades mecánicas de los productos finalmente curados. Adicionalmente, el experto tratará también de encontrar composiciones de resina curables que tengan buena estabilidad al almacenamiento, es decir que sean estables (es decir que sus propiedades de manipulación se mantengan sin gelificación) antes de ser sometidas a curado durante al menos una semana después de la fabricación de la composición de resina.

W.D. Cook et al., en Polym. Int. Vol. 50, 2001, en las páginas 129-134 describen en un artículo interesante diversos aspectos de control del tiempo de gel y del comportamiento exotérmico durante el curado de resinas poliéster insaturadas. Dichos autores demuestran también de qué modo puede seguirse el comportamiento exotérmico durante el curado de tales resinas. Las Figuras 2 y 3 de este artículo muestran los tiempos de gel en las partes inferiores de las exotermias medidas. Dado que estos autores concentraban su atención en las exotermias como un todo, los mismos introdujeron también alguna corrección de las exotermias respecto a la pérdida de calor. Sin embargo, como puede verse en las figuras, dicha corrección para pérdida de calor no es relevante para tiempos de gel inferiores a 100 minutos.

Todas las resinas poliéster, por su naturaleza, sufren algunos cambios a lo largo del tiempo desde su producción hasta su curado real. Una de las características en las cuales se hacen visibles dichos cambios es la estabilidad en el estado curable de la resina después de su fabricación.

Los sistemas de resina poliéster insaturada o resina de éster vinílico de la técnica anterior se curan por regla general bajo la influencia de peróxidos y se pre-aceleran por la presencia de compuestos metálicos, especialmente sales de cobalto, aminas terciarias y mercaptanos. Como puede verse por el artículo de W.D. Cook et al., como se ha citado arriba, los aceleradores de cobalto son los aceleradores más comunes que se utilizan. Naftenato de cobalto y octanoato de cobalto son los acelerados más ampliamente utilizados en las resinas de la técnica anterior. En las resinas estándar de poliéster insaturado y éster vinílico de la técnica anterior, aquellos están presentes usualmente en una cantidad de 0,1 a 10 mmol/kg. Un artículo de revisión excelente de M. Malik et al. en J.M.S. - Rev. Macromol. Chem. Phys., C40 (2&3), p. 139-165 (2000) proporciona una buena revisión del estado actual de estos sistemas de resina. El curado se aborda en el capítulo 9. La presencia de cobalto en los sistemas de resina, sin embargo, generalmente es indeseable por razones ambientales debido a la sospecha de carcinogenicidad (toxicidad) del cobalto. Esto es tanto más importante, a medida que el contenido de cobalto de los sistemas de resina es mayor.

Además de aceleradores, las resinas poliéster contienen también usualmente inhibidores radicales para asegurar que los sistemas de resina no se gelifican prematuramente (es decir que los mismos tienen una estabilidad satisfactoria al almacenamiento). Adicionalmente, los inhibidores de radicales están siendo utilizados para asegurar que los sistemas de resina tienen un tiempo de gel apropiado y/o para ajustar el valor del tiempo de gel del sistema de resina a un valor aún más adecuado.

En muchos casos, en la técnica anterior la iniciación de la polimerización de las resinas poliéster insaturadas, etc. por reacciones rédox que implican peróxidos, se acelera o pre-acelera por un compuesto de cobalto en combinación con otro acelerador.

Un artículo de revisión excelente de M. Malik et al., en J.M.S. - Rev. Macromol. Chem. Phys., C40 (2&3), p. 139-165 (2000) proporciona da una revisión satisfactoria del estado actual de los sistemas de resina.

Todos los poliésteres insaturados y ésteres vinílicos sufren pequeños cambios a lo largo del almacenamiento. Una de las características que refleja estos cambios es la denominada deriva del tiempo de gel o cambio del tiempo de gel durante el almacenamiento.

De acuerdo con ello, para las resinas poliéster insaturadas que forman parte del estado actual de la técnica, existe todavía necesidad de encontrar nuevas combinaciones de aceleradores para los sistemas de resina que pueden curarse con hidroperóxidos. Preferiblemente, las propiedades mecánicas de la composición de resina después del curado con un peróxido se mantienen inalteradas (o mejoran) como resultado de los cambios en la composición de resina. Además, por razones ambientales, la presencia de cobalto en las resinas es menos preferida.

Los autores de la presente invención han encontrado ahora, sorprendentemente, que podría obtenerse un curado eficiente por el uso de una composición de dos componentes que comprende un primer componente y un segundo componente, en donde el primer componente es una composición de resina que comprende una resina poliéster insaturada o resina de éster vinílico, un compuesto de hierro y compuesto que contiene tiol,...

1. Composición de dos componentes que comprende un primer componente y un segundo componente, en donde el primer componente es una composición de resina que comprende una resina poliéster insaturada o resina de éster vinílico, y un compuesto de hierro y un compuesto que contiene tiol, y el segundo componente comprende un compuesto peróxido que tiene la fórmula ROOH, en la cual R es hidrógeno o un grupo alquilo opcionalmente sustituido.

2. La composición de dos componentes de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto de hierro es un carboxilato de hierro o un acetoacetato de hierro.

3. Composición de dos componentes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizada porque el tiol en el compuesto que contiene tiol es un tiol alifático.

4. Composición de dos componentes de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque el tiol alifático es un a-mercapto-acetato o ß-mercapto-propionato, o un derivado o mezcla de los mismos.

5. Composición de dos componentes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque la funcionalidad tiol del compuesto que contiene tiol es =q 2, más preferiblemente =q 3.

6. Composición de dos componentes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque la composición de resina comprende también una base.

7. Composición de dos componentes de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque la base es una base orgánica con pK_a =q 10, o la base es un compuesto de metal alcalino o metal alcalinotérreo.

8. Composición de dos componentes de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque la base orgánica con pK_a =q 10 es un compuesto nitrogenado, preferiblemente una amina, y más preferiblemente una amina terciaria.

9. Composición de dos componentes de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque la base es un compuesto de metal alcalino o metal alcalinotérreo, preferiblemente un carboxilato de potasio.

10. Composición de dos componentes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-9, caracterizada porque la relación molar entre hierro y la funcionalidad básica de la base es de 10:1 a 1:200.

11. Composición de dos componentes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizada porque el peróxido se selecciona del grupo de peréteres y percetonas, y preferiblemente es peróxido de metiletilcetona.

12. Composición de dos componentes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizada porque la composición de resina está esencialmente exenta de cobalto.

13. Proceso para el curado por radicales de una composición de resina, caracterizado porque el curado se realiza partiendo de una composición de dos componentes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-12.

14. Objetos curados o piezas de estructuras obtenidos a partir de una composición de dos componentes de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-12.

15. Objetos curados o piezas de estructuras obtenidos a partir de una composición de dos componentes obtenida por un proceso de acuerdo con la reivindicación 13.