AGENTES DE RECUBRIMIENTO QUE CONTIENEN OLIGOCARBONATO PARA LACAS DE RECUBRIMIENTO REISTENTES A LOS ARAÑAZOS.

Agente de recubrimiento que contiene A) Un componente de poliol que consta de a) del 1 al 50 % en peso de oligocarbonatopolioles alifaticos con un peso molecular numerico medio Mn de 200 a 2 000 g/mol y b) del 50 al 99 % en peso de poliacrilatopolioles hidroxifuncionales y B) uno o mas reticulantes de (poli)isocianato reactivos,

frente a grupos ON, con una funcionalidad NCO media de ≥ 2,0

La presente invención trata de nuevos agentes de recubrimiento fabricados a partir de poliisocianatos, olicarbonatopolioles alifáticos y poliacrilatopolioles, de un procedimiento para su producción y de su uso para la fabricación de recubrimientos.

Las lacas de recubrimiento resistentes a los arañazos, sobre todo en el ámbito de las lacas de recubrimiento de automóviles, así como de las lacas de reparación de automóviles, resultan de gran interés desde hace ya muchos años. Además de la característica de que las lacas de recubrimiento de este tipo deben mostrar una propensión baja a los arañazos, por ejemplo en un túnel de lavado de automóviles, también se exige el requisito de que este sistema de lacado ofrezca una resistencia considerable a los disolventes y a los ácidos.

Así, sobre todo durante los últimos años, se han impuesto en el mercado sistemas de poliuretano de dos componentes que se caracterizan sobre todo por las altas resistencias que presentan a los disolventes y sustancias químicas, a la vez que por una alta resistencia a los arañazos y una resistencia excepcional a las condiciones meteorológicas.

A menudo se usan poliacrilatos, dado el caso, mezclados con poliésteres, como aglutinantes de base poliol, en estos sistemas. Como agentes reticulantes sirven principalmente poliisocianatos alifáticos y/o cicloalifáticos a base de diisocianato de hexametileno e diisocianato de isoforona.

Estos agentes de recubrimiento a base de poliuretano de dos componentes han alcanzado un nivel general de propiedades muy bueno, aunque se observa frecuentemente, sobre todo en el caso de los tonos de color oscuros, que la laca transparente, tras pasar por ciclos de lavado frecuentes en los túneles de lavado, se araña. Si, en función del ajuste de la elasticidad de la capa de laca, se vuelven a producir, con el paso del tiempo, los arañazos, se habla del denominado reflujo. Sin embargo, si, para el perfeccionamiento del comportamiento del reflujo, se aumenta la elasticidad de la capa de laca transparente, entonces la laca pierde dureza de superficie y empeoran, sobre todo, la resistencia a los disolventes y a las sustancias químicas, en particular la resistencia a los ácidos [Editorial Carl Hanser, Munich, MO Metalloberfläche 54 (2000) 60-64]. Así, en el estado de la técnica hay esfuerzos para perfeccionar la resistencia a los arañazos de las lacas de PUR de 2C mediante el incremento de la elasticidad de los componentes de poliol, principalmente mediante las combinaciones de poliacrilatos y poliésteres elásticos.

El documento DE-A 198 24 118 describe aglutinantes pobres en disolventes, a base de poliéster-acrilato, que se pueden endurecer con di-y/o poliisocianatos, para producir recubrimientos de secado rápido con una buena adherencia. Sin embargo, debido a la gran proporción de poliéster presente, estos sólo muestran una resistencia insuficiente a los ácidos, y no resultan apropiados para su uso en lacas de recubrimiento de automóviles.

El documento WO 96/20968 describe un agente de recubrimiento para automóviles y camiones que contiene un poliacrilato a base de monómeros de (met)acrilato cicloalifáticos sustituidos con alquilo o monómeros de vinilo aromáticos sustituidos con alquilo, un oligoéster multihidroxifuncional y un poliisocianato. Puesto que los oligoésteres muestran, no obstante, de una forma condicionada por la fabricación, además de grupos hidroxilo primarios, un gran número de grupos hidroxilo secundarios, y que para el agente de recubrimiento de baja viscosidad (< 3000 mPa⋅s / 23 °C) se deben usar cantidades muy elevadas de estos ésteres (> 60 % en peso, referido a la formulación global), éstos sólo se endurecen muy lentamente y en presencia de temperaturas muy altas, de modo que no resultan apropiados para los sustratos sensibles a la temperatura.

El documento EP-A 0 896 991 describe agentes de recubrimiento a base de mezclas de poliacrilato y poliéster con proporciones de poliéster de ≤ 10 % en peso e índices de hidroxilo de 40 a 125 mg KOH/g Debido a la densidad de reticulación reducida resultante, las lacas de PUR producidas a partir de éstos no muestran disolventes ni sustancias químicas suficientes. Además, la viscosidad con valores de 3000 a 5000 mPa·s / 23 °C con un contenido sólido del 70 % en peso, es demasiado alta para la formulación de lacas de PUR ricas en contenidos sólidos.

En el estado de la técnica, así como en los documentos EP 1 101 780 A, EP 819 710 A y EP 778 298 A, a menudo se menciona, generalmente, el uso de mezclas de poliacrilatos con otros polioles, como poliésteres y/o policarbonatos como aglutinante a base de poliol y correactante para reticulantes de poliisocianato en las lacas de PUR de 2C, sin, no obstante, entrar en detalles acerca de las ventajes especiales de estas mezclas. Además, no se ha realizado ninguna indicación acerca de la composición cuantitativa ni del peso molecular y la funcionalidad de OH del policarbonatopoliol de este sistema de mezclas.

Así, ha sido objetivo de la presente invención facilitar nuevos agentes de recubrimiento que muestren una mejora de la resistencia a los arañazos sin que, de este modo, se influya negativamente en la resistencia a los ácidos y a los disolventes de los sistemas de lacas de recubrimiento.

Se ha descubierto que, con el uso de oligocarbonatopolioles en una combinación determinada con poliacrilatopolioles y poliisocianatos, se pueden producir agentes de recubrimiento que muestren una resistencia a los arañazos significativamente mejorada, con un perfeccionamiento simultáneo de las resistencias a los disolventes y a los ácidos.

Así, son objeto de la invención los agentes de recubrimiento que contienen

A) Un componente de poliol que conste de

a) del 1 al 50 % en peso de oligocarbonatopolioles alifáticos con un peso molecular numérico medio Mn de 200 a2 000 g/mol y

b) del 50 al 99 % en peso de poliacrilatopolioles hidroxifuncionales y

B) uno o más reticulantes de (poli)isocianato reactivos, frente a los grupos OH, con una funcionalidad NCO media ≥ 2,0.

Las cantidades de a) y b) se siman para dar a este respecto el 100 % en peso.

Preferiblemente, en a) se usan oligocarbonatopolioles alifáticos que presentan un peso molecular numérico medio de 200 a 2000 g/mol, con especial preferencia de 200 a 1000 g/mol.

Preferiblemente, en a) se usan oligocarbonatopolioles alifáticos del tipo señalado anteriormente, que muestran una funcionalidad OH de 1,5 a 5, con especial preferencia de 1,7 a 3 y, con muy especial preferencia, de 1,9 a 2,5.

Preferiblemente, la cantidad del componente a) alcanza del 1 al 20 % en peso y la del componente b) del 80 al 99 %, con especial preferencia, en a) se usan cantidades del 1 al 10 % en peso y en b) , cantidades del 90 al 99 % en peso.

La producción de los oligocarbonatopolioles alifáticos usados en a) puede realizarse mediante la transesterificación de carbonatos de dialquilo monoméricos, como el carbonato de dimetilo, carbonato de dietilo, etcétera, con polioles con una funcionalidad OH ≥ 2,0, como 1,4-butanodiol, 1,3-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 3-metil-1,5pentanodiol, 1,12-dodecanodiol, ciclohexanodimetanol, trimetilolpropano, etcétera, y se describe, por ejemplo, en el documento EP 1 404 740 B1, en los ejemplos del 1 al 5, y en el EP 1 477 508 A1, en el ejemplo 3.

Para el agente de recubrimiento acorde a la presente invención se usan preferiblemente oligocarbonatodioles alifáticos con un peso molecular de 200 a 2000 g/mol a base de 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, 3-metil-1,5pentanodiol, ciclohexanodimetanol o sus mezclas.

Los poliacrilatopolioles b) usados se pueden obtener copolimerizados entre sí, según los métodos conocidos por el especialista,

b1) del 0 al 10 % en peso de uno o más polibutadienos funcionales, dado el caso, con un peso numérico molecular medio de 500 a 10.000 g/mol y con una proporción de enlaces dobles vinílicos 1,2 laterales de al menos el 10 % en moles con respecto a todos los enlaces dobles vinílicos del polibutadieno,

b2) del 1 al 30 % en peso de uno o varios monómeros aromáticos no saturados, escogidos del grupo de estireno, α metilestireno y viniltolueno,

b3) del 20 al 80 % en peso de uno o más ésteres de hidroxialquilo del ácido acrílico o metacrílico con grupos hidroxilo primarios.

b4) del 0 al 30... [Seguir leyendo]

1. Agente de recubrimiento que contiene A) Un componente de poliol que consta de a) del 1 al 50 % en peso de oligocarbonatopolioles alifáticos con un peso molecular numérico medio Mn de

200 a2 000 g/mol y b) del 50 al 99 % en peso de poliacrilatopolioles hidroxifuncionales y B) uno o más reticulantes de (poli)isocianato reactivos, frente a grupos ON, con una funcionalidad NCO media de ≥

2,0.

2. Agente de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la cantidad del componente a) asciende al 1 al 10 % en peso y la del componente b), al 90 al 99 %.

3. Agente de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en a) se usan oligocarbonatopolioles alifáticos a base de 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, ciclohexanodimetanol o sus mezclas.

4. Agente de recubrimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en b) se usan productos de copolimerización de

b1) del 0,4 al 5 % en peso de uno o más polibutadienos funcionales, dado el caso, con un peso molecular numérico medio de 500 a 2.000 g/mol y con una proporción de enlaces dobles vinílicos 1,2 laterales de al menos un 40 % en moles con respecto a todos los enlaces dobles vinílicos del polibutadieno,

b2) del 5 al 20 % en peso de estireno,

b3) del 30 al 60 % en peso de acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo o sus mezclas,

b4) del 0 al 15 % en peso de uno o más compuestos del grupo formado por acrilato de isobornilo, metacrilato de isobornilo, (met)acrilato de ciclohexilo, (met)acrilato de 3,5,5-trimetilciclohexilo y (met)acrilato de 4-tercbutilciclohexilo,

b5) del 25 al 45 % en peso de uno o más ésteres de ácido acrílico o metacrílico y de monolcoholes alifáticos C1 a C4,

b6) del 0,5 al 2 % en peso de ácido acrílico, ácido metacrílico o de sus mezclas, y

b7) del 0 al 15 % en peso de uno o más compuestos del grupo formado por (met)acrilato de hidroxipropilo, ésteres de vinilo de ácidos monocarboxílicos alifáticos ramificados C1 – C9, dado el caso, y ésteres de dialquilo o de dicicloalquilo del ácido maleico o fumárico y monoalcoholes C3 a C6,

asceniendo la suma del % en peso de los componentes b1) a b7) al 100 % del peso.

5. Agente de recubrimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones de 1 a 4, caracterizado porque los copolímeros usados en b) muestran una heterogeneidad (Mw/Mn) -1 ≤ 2,5.

6. Agente de recubrimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el componente de poliol A) se produce mediante la polimerización de los monómeros correspondientes del producto de copolimerización b) en los oligocarbonatopolioles alifáticos a).

7. Agente de recubrimiento, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 6, caracterizado porque en B) se usan poliisocianatos y/o mezclas de poliisocianatos con una estructura de isocianurato a base de HDI, IPDI o 4,4'diisocianatodiciclohexilmetano.

8. Agente de recubrimiento, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la relación de NCO/OH de los grupos NCO libres y, dado el caso, bloqueados, con respecto a los grupos reactivos frente al isocianato, es de 0,5 a 1,2.

9. Los recubrimientos que se obtienen usando el agente de recubrimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Los sustratos recubiertos con recubrimientos de acuerdo con la reivindicación 9.