COMBINACIONES DE AGLUTINANTES A BASE DE DISPERSIONES DE POLIACRILATO.

Dispersiones acuosas de poliacrilato que contienen copolímeros P) que están constituidos por I) un polímero hidrófobo hidroxifuncional que contiene como monómeros constitutivos Ia) ésteres del ácido (met)acrílico con restos hidrocarburo C1-C18 en la parte de alcohol y/o compuestos vinilaromáticos y/o vinilésteres y Ib) monómeros hidroxifuncionales así como II) un polímero hidrófilo hidroxifuncional que contiene como componentes constitutivos IIa) ésteres del ácido (met)acrílico con restos hidrocarburo C1-C18 en la parte de alcohol y/o compuestos vinilaromáticos y/o vinilésteres y IIb) monómeros hidroxifuncionales y IIc) monómeros ácido funcionales,

y como disolvente C), exclusivamente codisolventes compuestos por al menos un hidrocarburo hidrófobo inmiscible con agua que presenta un inicio de ebullición (según la norma ASTM D86-05) de 170 ºC a 250 ºC y un punto de secado (según la norma ASTM D86-05) de 200 ºC a 280 ºC

La invención se refiere a dispersiones acuosas de poliacrilato que contienen codisolventes hidrófobos, a un procedimiento para su preparación y al uso como aglutinantes para la fabricación de recubrimientos sin burbujas.

Se sabe a partir de numerosas publicaciones y patentes usar dispersiones a base de dispersiones de poliacrilato en lacas y sistemas de recubrimiento diluibles en agua.

Se describe en el documento EP-A 947.557 el uso de “mezclas de disolventes especiales” compuestas por un disolvente hidrófobo inmiscible con agua no saponificable y un disolvente miscible con agua o hidrosoluble no saponificable como codisolvente en la polimerización de acrilato.

En la aplicación de cualquier laca sobre un sustrato, se incorpora aire en forma disuelta o como microburbujas a la película de laca. Mientras se seca la laca y se desprende el disolvente y/o agua, se generan burbujas o crecen las microburbujas presentes. Una parte de estas burbujas se vuelve a disolver en el polímero de laca, otra parte asciende a la superficie de la laca y se desprende (modelo de elevación y ruptura (rise & rupture)). A un grosor de película determinado, una parte de las burbujas ya no puede desprenderse totalmente y se generan defectos de la película de laca visibles como burbujas (blisters), picaduras (pin holes) y cráteres (craters). El grosor de película al que aparece este fenómeno se designa como grosor de capa sin burbujas o límite de vesiculación. El grosor de capa sin burbujas es una marca de calidad esencial para la seguridad de procesamiento de una laca.

El grosor de capa sin burbujas de lacas de poliuretano (PUR) acuosas de dos componentes (2C) asciende según el estado de la técnica a 60 a 80 µm (véanse, por ejemplo, W. Hovestadt y E. Jürgens (1999) – “Blasenfreie Applikation wässriger 2K-PUR-Lacke” en: Farbe & Lack 8/99: 30-37 y el documento WO-A 2002/079296). Sin embargo, particularmente en el lacado de piezas tridimensionales, se generan siempre por efecto de la fluidez zonas en que aparecen grosores de capa de laca mayores de los 60 a 80 µm citados. Con el uso de lacas de PUR-2C acuosas según el estado de la técnica, pueden aparecer entonces burbujas en la laca que conducen a irregularidades perceptibles de la superficie de laca y por tanto a una desvalorización de las piezas lacadas.

Por tanto, existía la necesidad imperiosa de dispersiones acuosas que pudieran procesarse hasta lacas de PUR-2C con un alto grosor de capa sin burbujas. La base de estas lacas deberían ser dispersiones que, debido a los grupos reactivos, pudieran endurecerse ya a temperatura ambiente con reticulación adecuada hasta recubrimientos de alto valor. Además, las dispersiones deberían presentar un alto contenido de cuerpos sólidos, una estabilidad al almacenamiento excelente, a saber, tanto en dispersión como en laca. Las películas de laca deberían presentar además muy buenas propiedades de resistencia frente a disolventes, agua e influencias ambientales.

El objetivo de la presente invención consistía por tanto en proporcionar dispersiones acuosas de polímero que pudieran procesarse hasta lacas de PUR-2C acuosas con altos grosores de capa sin burbujas y que satisficieran las propiedades requeridas anteriores.

Sorprendentemente, se ha encontrado ahora que las dispersiones de poliacrilatopoliol que contienen hidrocarburos hidrófobos especiales como codisolventes son notablemente adecuadas para la preparación de lacas de PUR-2C acuosas con grosor de capa sin burbujas claramente mayor.

Esto no era de esperar, ya que, por ejemplo, en el documento DE-A-3.022.824, en el que se describen copolímeros diluibles en agua, se declara que los disolventes inmiscibles con agua perjudican la capacidad de dilución en agua del aglutinante, de modo que es poco aconsejable la adición de dicho disolvente. Esta desventaja se corrobora también porque en el estado de la técnica citado anteriormente el disolvente descrito no se usa en ningún ejemplo de realización.

Son por tanto objeto de la presente invención dispersiones acuosas de poliacrilato que contienen copolímeros P) que están constituidos por

I) un polímero hidrófobo hidroxifuncional que contiene como monómeros constitutivos

Ia) ésteres del ácido (met)acrílico con restos hidrocarburo C1-C18 en la parte de alcohol y/o compuestos vinilaromáticos y/o vinilésteres y

Ib) monómeros hidroxifuncionales así como

II) un polímero hidrófilo hidroxifuncional que contiene como componentes constitutivos

IIa) ésteres del ácido (met)acrílico con restos hidrocarburo C1-C18 en la parte de alcohol y/o compuestos vinilaromáticos y/o vinilésteres y

IIb) monómeros hidroxifuncionales y IIc) monómeros ácidofuncionales, y como disolvente C), exclusivamente codisolventes compuestos por al menos un hidrocarburo hidrófobo inmiscible con agua que presenta un inicio de ebullición (según la norma ASTM D86-05) de 170 ºC a 250 ºC, preferiblemente de 180 ºC a 230 ºC, y un punto de secado (según la norma ASTM D86-05) de 200 ºC a 280 ºC, preferiblemente de 200 a 260 ºC. Eventualmente, el copolímero P) puede contener como otras etapas de polimerización un copolímero II') hidrófobo hidroxifuncional basado en ésteres del ácido (met)acrílico hidroxifuncionales y/o no funcionales o compuestos vinilaromáticos como componentes constitutivos. Esto da lugar a continuación a la preparación del copolímero II) in situ mediante copolimerización de los monómeros.

Son monómeros Ia)/IIa) adecuados, por ejemplo, acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, acrilato de isobutilo, acrilato de terc-butilo, acrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de metilo, metacrilato de n-butilo, estireno, viniltolueno, metacrilato de etilo, metacrilato de 2-etilhexilo, α-metilestireno o mezclas de estos y otros monómeros. Son ésteres del ácido (met)acrílico a) preferidos aquellos con restos hidrocarburos alifáticos lineales o ramificados de 1 a 18, con especial preferencia de 1 a 8, átomos de C. Eventualmente, pueden usarse conjuntamente vinilésteres.

Son monómeros Ia)/IIa) adecuados además los productos de esterificación de alcohol vinílico con ácidos carboxílicos alifáticos lineales o ramificados como, por ejemplo, acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, 2-etilhexanoato de vinilo, octanoato de vinilo, decanoato de vinilo, dodecanoato de vinilo (laurato de vinilo) o estearato de vinilo. Se prefieren los vinilésteres de ácidos carboxílicos alifáticos ramificados de fórmula general (I),

**(Ver fórmula)**

en la que R1 y R2 son grupos alquilo saturados que contienen conjuntamente 6, 7 u 8 átomos de C, correspondientes 20 a los compuestos VeoVa™ 9, 10 y 11.

Los monómeros citados se diferencian respecto a la temperatura de transición vítrea de sus homopolímeros:

Opcionalmente, pueden usarse también otros monómeros capaces de polimerización radicálica como compuestos de los componentes Ia/IIa) en la preparación del copolímero I). Estos pueden ser, por ejemplo, derivados del ácido 25 acrílico o metacrílico como acrilamida, metacrilamida, acrilonitrilo o metacrilonitrilo. Son además posibles viniléteres

o acetatos de vinilo. Como otros componentes Ia/IIa) usados eventualmente en cantidades secundarias, se tienen en cuenta monómeros de (met)acrilato difuncionales o de funcionalidad superior y/o monómeros de vinilo como, por ejemplo, di(met)acrilato de hexanodiol o divinilbenceno. Igualmente, en Ia/IIa) pueden usarse monómeros hidroxifuncionales polimerizables modificados con óxidos de alquileno o de cadena alargada con un peso molecular medio numérico ≤ 3.000 g/mol, preferiblemente ≤ 500 g/mol. Se usan como óxidos de alquileno para ello preferiblemente óxido de etileno, propileno o butileno individualmente o en mezclas.

Son monómeros Ib/IIb) hidroxifuncionales adecuados, por ejemplo, metacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 2hidroxipropilo, acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 2-hidroxipropilo, acrilato de 4-hidroxibutilo y metacrilato de 4hidroxibutilo. Son monómeros b) preferidos metacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 2-hidroxipropilo o acrilato de 4-hidroxibutilo, así como mezclas de estos compuestos.

Son monómeros IIc) olefínicamente insaturados ácido funcionales adecuados los monómeros (ácido sulfónico)- o (ácido carboxílico)-funcionales,... [Seguir leyendo]

1. Dispersiones acuosas de poliacrilato que contienen copolímeros P) que están constituidos por

I) un polímero hidrófobo hidroxifuncional que contiene como monómeros constitutivos

Ia) ésteres del ácido (met)acrílico con restos hidrocarburo C1-C18 en la parte de alcohol y/o compuestos vinilaromáticos y/o vinilésteres y

Ib) monómeros hidroxifuncionales así como

II) un polímero hidrófilo hidroxifuncional que contiene como componentes constitutivos

IIa) ésteres del ácido (met)acrílico con restos hidrocarburo C1-C18 en la parte de alcohol y/o compuestos vinilaromáticos y/o vinilésteres y

IIb) monómeros hidroxifuncionales y

IIc) monómeros ácido funcionales,

y como disolvente C), exclusivamente codisolventes compuestos por al menos un hidrocarburo hidrófobo inmiscible con agua que presenta un inicio de ebullición (según la norma ASTM D86-05) de 170 ºC a 250 ºC y un punto de secado (según la norma ASTM D86-05) de 200 ºC a 280 ºC.

2. Dispersiones acuosas de poliacrilato según la reivindicación 1, caracterizadas porque el hidrocarburo miscible con agua presenta un inicio de ebullición (según la norma ASTM D86-05) de 180 a 230 ºC y un punto de secado (según la norma ASTM D86-05) de 200 a 260 ºC.

3. Dispersiones acuosas de poliacrilato según la reivindicación 1, caracterizadas porque la proporción de los monómeros Ia)/IIa) en el copolímero P) asciende al 23 al 89,4 % en peso, la proporción de los monómeros Ib)/IIb) en el copolímero P) asciende al 10 al 65 % en peso y la proporción de los monómeros IIc) en el copolímero P) asciende al 0,6 al 12 % en peso.

4. Dispersiones acuosas de poliuretano según la reivindicación 1, caracterizadas porque se usan los monómeros IIc) ácido funcionales en una cantidad tal que el copolímero P) presente un índice de acidez de 5 a 55 mg de KOH/g de sólido.

5. Dispersiones acuosas de poliacrilato según la reivindicación 1, caracterizadas porque la proporción de la base de injerto I) hidrófoba hidroxifuncional en el copolímero P) asciende al 50 al 95 % en peso y la proporción del copolímero II) hidrófilo hidroxifuncional en el polímero de injerto P) asciende al 5 al 50 % en peso.

6. Procedimiento para la preparación de dispersiones acuosas de poliacrilato según la reivindicación 1, caracterizado porque en una primera etapa (i) se prepara a partir de los monómeros Ia) y Ib) una base de injerto I) hidrófoba hidroxifuncional con un índice de OH de 12 a 250 mg de KOH/g de sólido, en una segunda etapa (ii) se prepara el polímero II) hidrófilo hidroxifuncional en la solución de base de injerto I) obtenida en la etapa (i) a partir de los monómeros IIa) a IIc), presentando este polímero hidrófilo hidroxifuncional un índice de OH de 20 a 250 mg de KOH/g de sólido y un índice de acidez de 50 a 250 mg de KOH/g de sólido y se realiza la copolimerización iniciada radicálicamente de la mezcla de monómeros I) y II) en los codisolventes C), y a continuación, se añade el agente de neutralización para la producción de los grupos iónicos necesarios para la dispersión después de esta preparación de copolímero, seguido de una etapa de dispersión mediante la adición de agua al copolímero P) o la transferencia del copolímero P) a un estado previo acuoso.

7. Agente de recubrimiento acuoso que contiene dispersiones de poliacrilato según la reivindicación 1.

8. Uso de las dispersiones de poliacrilato según la reivindicación 1 para la fabricación de imprimaciones, rellenos, lacas de acabado pigmentadas o transparentes así como lacas monocapa y lacas originales y de reparación de automóviles.