Composiciones de aglomerante acuoso.

La invención se refiere a mezclas de al menos una dispersión A de resina acrílica y una segunda dispersión B que es al menos una de una dispersión B1 de poliuretano que comprende

, en su polímero, restos derivados de ácidos grasos injertados, y una mezcla B2 de una dispersión B21 de poliuretano y una resina B22 alquídica dispersa en agua, y a un método de uso de las mismas para el revestimiento de substratos porosos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/062694.

Solicitante: Allnex Belgium, S.A.

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: Square Marie-Curie 11 1070 - Bruselas BELGICA.

Inventor/es: ARZT, ANTON, BILLIANI, JOHANN, LUNZER,FLORIAN, REIDLINGER,GERHARD, DELIGNY,Philippe.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/08 (Procesos de preparación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento a base de poliureas... > C09D175/14 (Poliuretanos con enlaces insaturados carbono-carbono)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/36 (Esteres hidroxilados de ácidos grasos de alto peso molecular)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L33/06 (de ésteres que contienen solamente carbono, hidrógeno y oxígeno, estando los átomos de oxígeno solamente presentes como parte de un radical carboxilo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de poliureas o poliuretanos; Composiciones... > C08L75/14 (Poliuretanos que tienen enlaces insaturados carbono-carbono)

PDF original: ES-2478366_A2.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Composiciones de aglomerante acuoso Campo de la invención

La invención se refiere a composiciones de aglomerante acuoso, a un procedimiento para su 5 preparación, y a un método de uso de las mismas.

Antecedentes de la invención

Los aglomerantes acuosos se han usado para varios propósitos, particularmente para la preparación de composiciones de revestimiento, adhesivos, e impregnantes. En estas aplicaciones, los aglomerantes tienen varias funciones, tales como el sellado de poros en un 1 substrato poroso, o la formación de películas sobre la superficie de un substrato, tal película puede servir como capa protectora o como capa funcional tal como capa de adhesión, capa decorativa, capa reflectante, capa térmicamente aislante, o capa con ciertas propiedades eléctricas o magnéticas.

La naturaleza química del aglomerante es decisiva para las propiedades de adhesión, 15 mecánicas y químicas de la película o capa formada. Aunque hay cierto intervalo de propiedades disponible para un sistema químico específico por modificación del polímero básico, determinado por el tipo de polímero formado en la reacción de reticulación que conduce a una película o capa sólida, se desea frecuentemente ser capaces de ajustar a medida las propiedades de los polímeros formados en la reacción de reticulación en un 2 modo de combinar, por ejemplo, el brillo de una resina alquídica, la resistencia a la luz de un polímero alifático tal como copolímeros de acrilato alifático, la protección de la corrosión de un sistema de resina epoxi, la resistencia al rayado de las siliconas, y la resistencia mecánica y química de poliuretanos.

Estado de la técnica

Se han descrito combinaciones de dispersiones acuosas de resinas de poliuretano y de resinas acrílicas en el documento EP 35 157 A2. Estas dispersiones se preparan a partir de una dispersión acuosa de poliuretano, una dispersión acuosa de resina acrílica, y una dispersión adicional preparada polimerizando por radicales una mezcla de monómeros acrílicos en presencia de la dispersión de resina de poliuretano mencionada primero. El 3 poliéster polialcohol usado en este documento se puede preparar haciendo reaccionar un ácido carboxílico insaturado con un componente de glicol, tal realización proporciona un enlace funcional entre los monómeros acrílicos polimerizables por radicales. Si se usa

hidracina para la extensión de la cadena del poliuretano, la reacción de los grupos hidracina con el grupo carbonilo o carboxamido del polímero acrílico ocurre durante o después de la formación de la película. Como la hidracina presenta un problema toxicológico y

medioambiental, sin embargo, tales sistemas no se pueden usar de forma amplia.

Se conoce del documento EP 379 159 A2 una composición de revestimiento base que comprende una resina acrílica acuosa y una emulsión de resina de uretano. Se mezcla una resina acrílica acuosa con una emulsión de resina de uretano, en la que la resina acrílica tiene un número de ácido de 2 mg/g a 15 mg/g, y una masa molar promedio en número de 5 kg/mol a 3 kg/mol. La resina de uretano se prepara haciendo reaccionar en un 1 disolvente un diisocianato alifático o alicíclico, un poliéterdiol o un poliésterdiol, un

compuesto polihidroxilado de baja masa molar, y un ácido dimetilolalcanoico, neutralización y dispersión en agua, bajo extensión de cadena con agua, y opcionalmente, retirada del disolvente. Las dos resinas se mezclan con una relación de la masa mA de resina acrílica a la masa mU de resina de poliuretano, siendo la masa en cada caso la masa de la resina 15 sólida, de 12/88 a 1/99 ya que se ha encontrado que la resistencia al agua se daña si la

fracción de masa de la resina acrílica excede de 12%, y que los pigmentos añadidos a la

dispersión mixta no se mantienen establemente en un estado disperso si la fracción de masa de resina acrílica se reduce por debajo de 1%. El revestimiento base se cura junto con un revestimiento transparente, con un reticulador de isocianato.

En el documento EP 421 69 A2, se describe una composición de revestimiento acrílico basado en agua cuyo aglomerante comprende fracciones en masa de 6% a 9% de un copolímero acrílico y de 1% a 4% de un poliuretano. El copolímero acrílico se prepara en un procedimiento de polimerización en emulsión y comprende fracciones en masa de 1% a 1% de restos derivados de uno o ambos de metilolmetacrilamida y metilolacrilamida.

Se describen también en el documento EP 458 243 A1 composiciones acuosas de revestimiento que comprenden un copolímero acrílico y una dispersión de oligómero de uretano. El copolímero acrílico tiene una masa molar promedio en número de 6 kg/mol a 5 kg/mol, y tiene grupos amida, grupos ácido, y grupos hidroxilo, y el oligómero de uretano se deriva de un dialcohol terminado en grupo hidroxilo, un compuesto de diisocianato, 3 compuestos hidrófilos que contienen hidrógeno activo, y el prepolímero preparado de ellos se neutraliza y se extiende su cadena en un medio acuoso que comprende poliaminas primarias o secundarias. La fracción en masa del copolímero acrílico en la mezcla binaria es de 95% a 1%, siendo la masa en cada caso la masa de la resina sólida. La mezcla de las dos dispersiones de resina se reticula con una resina de melanina-formaldehido.

En el documento EP 58 163, se describe una composición de revestimiento acuoso que comprende una emulsión de resina acrílica, una emulsión de uretano, un agente de reticulación, y un fosfato ácido o éster de fosfito. Las resinas acrílicas tienen un número de ácido de 2 mg/g a 15 mg/g y una masa molar promedio en número de 5 kg/mol a 3 kg/mol. La emulsión de uretano se prepara sintetizando primero un prepolímero de uretano de un diisocianato alifático o dicloalifático, un poliéterdiol o un poliésterdiol que tiene una masa molecular promedio en número de 5 g/mol a 5 kg/mol, un compuesto de polihidroxilo de baja masa molecular, y un ácido dimetilolalcanoico, y un ácido dimetilolalcanoico. Este prepolímero se mezcla con agua después o durante la neutralización del prepolímero con una amina terciaria, y la mezcla resultante se extiende de cadena por medio de agua. El disolvente orgánico usado durante la formación de prepolímero se separa por destilación. Las resinas de melaminaformaldehido y las reinas de fenolformaldehido son útiles como reticuladores. La relación de masa mA de resina acrílica a la masa my de resina de uretano está entre 9 kg/1 kg a 6 kg/4 kg, y la relación de la suma de la masa mA de resina acrílica y la masa mu de resina de uretano a la masa mc de resina reticulada (mA+mu)/mc está entre 95 kg/5 kg y 6 kg/4 kg, siendo las masas de las resinas siempre la masa de la resina sólida presente en la emulsión o dispersión. El fosfato ácido o éster de fosfito tiene la fórmula general HO-P()(OR1)(OR2) o HO-P(OR1)(OR2).

Una composición de revestimiento basada en agua cuyo aglomerante comprende un copolímero de silano acrílico con un número de ácido de 2 mg/g a 1 mg/g y un numero de hidroxilo de hasta 1 mg/g, una temperatura de transición vitrea de -4°C a 25°C y una masa molar promedio en peso de 5 kg/mol a 3 kg/mol, y un poliuretano que puede ser un poliésteruretano, un poliéteruretano, o un poliacrilouretano, que comprende restos derivados de un compuesto que tiene grupos que son reactivos con grupos isocianato, y grupos capaces de formar un anión. En el copolímero acrílico, los restos derivados de un acrilato o metacrilato de silano de fórmula

(R1)(R2)RSi-CH2-(CH2)n-CH2--C-C(R3)=CH2

está presente en una fracción en masa de 1% a 1%. Estas composiciones de revestimiento se usan como revestimientos base que se curan a temperatura ambiente durante veintiún días.

En... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Mezclas de al menos una dispersión A de resina acrílica y una segunda dispersión B que es al menos una dispersión B1 de poliuretano y una mezcla B2 de dispersiones, en las que la dispersión B1 de poliuretano comprende, en su polímero, restos derivados de ácidos

grasos injertados, y en las que la mezcla B2 de dispersiones comprende una dispersión B21 de poliuretano y una resina B22 alquídica dispersa en agua.

2. Las mezclas de la reivindicación 1, en las que las mezclas comprenden fracciones en masa de 2% a 7% de resinas A acrílicas, y de 8% a 3% del polímero de la segunda dispersión B, en las que las masas son siempre la masa de la resina sólida presente en la

dispersión.

3. Las mezclas de la reivindicación 1 o 2, en las que el polímero de la segunda dispersión B es una dispersión B1 de poliuretano que comprende una fracción en masa de restos derivados de ácidos grasos injertados en el poliuretano de 12% a 4%.

4. Las mezclas de la reivindicación 1 o 2, en las que el polímero de la segunda 15 dispersión B es una mezcla B2 de una dispersión B21 de poliuretano y una resina B22

alquídica dispersa en agua, y en las que la fracción en masa de la resina alquídica en la suma de la masa de resina alquídica y resina de poliuretano es de 3% a 8%.

5. Las mezclas de la reivindicación 4, en las que la resina B22 alquídica dispersa en agua comprende restos derivados de ácidos grasos injertados, y en las que la fracción en

masa de restos derivados de ácidos grasos injertados en la mezcla B2 es de 12% a 4%.

6. Las mezclas de la reivindicación 1, en las que la dispersión A acrílica tiene una temperatura mínima de formación de película de menos de 35°C, que corresponde a una temperatura de transición vitrea de hasta 3°C, un número de hidroxilo de mg/g a 5 mg/g, y un número de ácido de 2 mg/g a 25 mg/g, que se obtienen por copolimerización en

emulsión de al menos dos monómeros A1 y A2 olefínicamente insaturados.

7. Las mezclas de la reivindicación 6, en las que los monómeros A1 se seleccionan del grupo que consiste en monómeros A1 olefínicamente insaturados seleccionados del grupo que consiste en

- ásteres A11 de ácidos carboxílicos olefínicamente insaturados con compuestos 3 monohidroxilados tales como alcoholes alifáticos lineales, ramificados o cíclicos,

- compuestos A12 aromáticos olefínicamente insaturados que tienen al menos un sustituyente alifático olefínicamente insaturado en un resto aromático derivado de

compuestos aromáticos opcionalmente sustituidos por retirada de un átomo de hidrógeno unido a un anillo aromático,

- ásteres A13 olefínicamente insaturados de un alcohol alifático insaturado y un ácido carboxílico alifático saturado,

- éteres A14 de la fórmula R1--R2, en la que tanto R1 como R2 son radicales alifáticos lineales o ramificados que tienen de uno a veinte átomos de carbono, y al menos uno de R1 y R2 es olefínicamente insaturado en cuyo caso el número de átomos de carbono es al menos dos,

- cetonas A15 alifáticas insaturadas de la fórmula R3-CO-R4, en la que tanto R3 como R4 son radicales alifáticos lineales o ramificados o cíclicos que tienen de uno a veinte átomos de carbono, y al menos uno de R3 y R4 es olefínicamente insaturado en cuyo caso el número de átomos de carbono es al menos dos, y

- halogenoides y nitrilos A16 alifáticos insaturados de la fórmula R5-X en la que X es F, Cl, Br, I, o CN, y R5 es un radical alifático insaturado que tiene de dos a veinte átomos de carbono, en los que es también posible que más de un átomo de hidrógeno del compuesto R5-H alifático olefínicamente insaturado esté sustituido por átomos o grupos X.

8. Las mezclas de la reivindicación 6 o 7, en las que los monómeros A2 tienen funcionalidades adicionales además de ser olefínicamente insaturados, tales funcionalidades se seleccionan del grupo que consiste en ácido, hidroxilo, y amida de ácido, en las que las funcionalidades pueden ser ácido carboxílico -COOH, ácido sulfónico -S2H, ácido sulfúrico --S2H, ácido fosfónico -PO(OH)2, ácido fosfórico --P(H)2, y las funcionalidades amida de ácido pueden ser aquellas de las amidas correspondientes.

9. Las mezclas de cualquier reivindicación precedente en las que la dispersión B1 de poliuretano acuoso comprende en su polímero un resto derivado de un isocianato polifuncional, un resto derivado de al menos un alcohol polihidroxilado que tiene al menos dos grupos hidroxilo, un resto derivado de al menos un ácido graso, y un resto derivado de un compuesto hidroxifuncional preparado de un ácido graso injertado que a su vez se prepara de un ácido graso que tiene al menos una insaturación olefínica, e injertado con una mezcla de monómeros olefínicamente insaturados, mezcla que comprende al menos un monómero olefínicamente insaturado con funcionalidad ácido, en el que el ácido graso injertado tiene en promedio al menos 1,1 grupos ácido por molécula.

1. Las mezclas de cualquier reivindicación precedente de 1 a 8, en las que en la mezcla

B2 de una dispersión B21 de poliuretano y una resina B22 alquídica dispersa en agua, la dispersión B21 de poliuretano acuoso tiene una fracción en masa de sólidos de 3% a 65%, un número de hidroxilo de 2 mg/g a 2 mg/g, que corresponde a una funcionalidad hidroxi media a) de al menos 1,8 en las moléculas de poliuretano, b) una fracción en masa de 5 grupos -NH-CO-, calculada con una masa molar de 43,2 g/mol, en el poliuretano de 5% a 25%, c) un contenido específico de grupos aniónicos químicamente incorporados en el poliuretano de mmol/hg a 2 mmol/hg y d) una fracción en masa de unidades de óxido de etileno, calculada con una masa molar de 44,5 g/mol, de % a 25%, en el poliuretano, que se incorporan dentro de cadenas de poliéter terminales y/o laterales dentro del poliuretano, 1 en las que los grupos c) o los grupos d), o ambos, están químicamente unidos dentro del poliuretano en una cantidad que es suficiente para mantener el poliuretano establemente disperso en agua.

11. Las mezclas de cualquier reivindicación precedente que adicionalmente comprenden un desecante.

12. Un método de uso de las mezclas de la reivindicación 1 para preparar una

composición de revestimiento mezclando un desecante, y al menos uno de los pigmentos, desespumantes, agentes de nivelación, agentes antisedimentación, agentes antipelado, y agentes de control de arqueamiento, y aplicar la composición de revestimiento a un substrato seleccionado del grupo que consiste en madera, cuero, papel, cartón, hormigón, y 2 yeso.