Composiciones de revestimiento para sustratos de vidrio.

Composición de revestimiento de poliuretano acuosa que comprende:

1) de un 1 a un 99 % en peso en base al polímero sólido del producto de reacción de:

a) un componente de poliol

, que es soluble o dispersable en agua y es el producto de reacción de un componente de poliisocianato que contiene de un 50 a un 100 % en peso de un diisocianato alifático, un componente de poliol que contiene uno o más poliéter polioles y que tiene un índice de OH de 25 a 350 mg de KOH/g de sólidos y un componente reactivo con isocianato que contiene al menos un grupo capaz de formación de sal; y

b) un componente de poliisocianato, que es soluble o dispersable en agua, que tiene grupos isocianato bloqueados y es el producto de reacción de uno o más poliisocianatos que tienen un contenido de grupos isocianurato de 0 a un 30 % en peso, un agente bloqueante monofuncional, reversible para grupos isocianato, un componente hidrófilo no iónico y un componente estabilizante que tiene de 1 a 2 grupos hidrazida y un peso molecular de 74 a 300 g/mol; y

2) de un 1 a un 99 % en peso en base al polímero sólido de una dispersión de poliuretano acuosa preparada a partir de al menos un policarbonato poliol,

en la que el % en peso total de los componentes 1) y 2) suma hasta un 100 %.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2010/002267.

Solicitante: BAYER MATERIALSCIENCE LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 BAYER ROAD PITTSBURGH, PA 15205-9741 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: POHL, TORSTEN, DR., GRACE, SCOTT A., SUBRAMANIAN,RAMESH, POSTUPACK,Dennis, STEWART,RAYMOND, MATTOS,LOUIS, EKIN,ABDULLAH, STEWARD,STERLING L, MUBARAK,CHRISTOPHER R.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento a base de poliureas... > C09D175/04 (Poliuretanos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas,... > C09D5/02 (Pinturas en emulsión)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES... > Tratamiento de la superficie del vidrio, p. ej.,... > C03C17/32 (con resinas sintéticas o naturales (C03C 17/30 tiene prioridad))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRANSPORTE; EMBALAJE; ALMACENADO; MANIPULACION DE... > RECIPIENTES PARA EL ALMACENAMIENTO O EL TRANSPORTE... > B65D1/00 (Recipientes rígidos o semirrígidos que tienen cuerpos formados en una sola pieza, p.ej. por moldeo de un material en metal, por moldeo de un material plástico, por soplado de un material vítreo, por moldeo de un material en cerámica, por moldeo de un material fibroso cocido, por estirado de un material en hoja (Enrollando, curvando o plegando el papel B65D 3/00, B65D 5/00; especialmente concebidos para ser abiertos por corte, perforado o desgarre de partes de la pared B65D 17/00; palés rígidos con paredes laterales B65D 19/02))
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > MOBILIARIO; ARTICULOS O APARATOS DE USO DOMESTICO;... > UTENSILIOS DE USO DOMESTICO O DE MESA (sujeta-libros... > A47G19/00 (Servicio de mesa)

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Fragmento de la descripción:

Composiciones de revestimiento para sustratos de vidrio Antecedentes de la invención La presente invención se refiere composiciones acuosas de revestimiento de poliuretano y, particularmente, a su uso para revestir sustratos de vidrio.

Se puede proporcionar un revestimiento a las superficies de vidrio por razones decorativas o de seguridad (antiresquebrajamiento) . Sin embargo, además del efecto antiresquebrajamiento, pueden tener que cumplir otros requisitos exigentes, tales como resistencia a la abrasión, elasticidad, resistencia al agua y resistencia a los álcalis.

En el caso de botellas de vidrio, el revestimiento transparente no se debería volver túrbido como resultado de las frecuentes operaciones de lavado requeridas por una botella de vidrio rellenable y sus propiedades mecánicas no se deberían degradar por un fluido de lavado alcalino, caliente. También es ventajoso si el revestimiento demuestra tenacidad para ayudar a minimizar el daño mecánico, tal como el rayado, en la botella durante las operaciones de llenado y transporte.

Los sistemas sin disolvente que se pueden aplicar como componente individual son ventajosos. Los documentos EP-A 25, 992 y EP-A 25, 994 describen composiciones de revestimiento que contienen prepolímeros de NCO basados en poliéster, que se reticulan con melamina pura sin disolventes. Sin embargo, presentan las desventajas de una temperatura de secado en horno superior a 180 º C y una resistencia a los detergentes de lavado alcalinos solamente moderada.

El documento EP-A 519, 074 describe una composición acuosa de revestimiento de vidrio que se aplica en dos revestimientos, en la que el revestimiento superior contiene básicamente tres componentes principales: una composición de poliuretano, una resina epoxi acuosa y una resina melamina/formaldehído acuosa. La dispersión de poliuretano usada es un producto disponible en el mercado de composición no desvelada, que consigue las propiedades finales requeridas únicamente después la adición de cantidades considerables de las otras dos resinas. Por el contrario, las composiciones de revestimiento de vidrio de acuerdo con la invención únicamente requieren unidades estructurales de poliuretano y se puede aplicar como componente individual.

La Patente de Estados Unidos Nº 4.280.944 describe dispersiones acuosas de poliuretano basadas en poliéter que, en virtud de los grupos hidroxilo libres y los grupos isocianato bloqueados contenidos en las mismas, constituyen un sistema de componentes individual, que se puede curar térmicamente con posterioridad. Sin embargo, la buena adhesión al vidrio y el aumento de resistencia a los álcalis también exigen un aumento de la densidad de reticulación, lo que únicamente se puede conseguir con dificultad usando las composiciones que se describen en el mismo.

Se pueden conseguir densidades de reticulación relativamente altas si las dispersiones de poliuretano con OH funcional se combinan con agentes de reticulación con poliisocianato bloqueado, acuosos. Estos sistemas, que contienen dos componentes, se pueden aplicar como un componente individual y reticularse por acción del calor. Sin embargo, los ejemplos de los documentos EP-A 566, 953 y EPA 576, 952 describen únicamente composiciones basadas en poliéster que tienen resistencia moderada a los álcalis.

La Patente de Estados Unidos Nº 5.852.106 describe composiciones acuosas de revestimiento para botellas de vidrio. Aunque tales sistemas demuestran una buena resistencia a los álcalis, es habitual añadir melamina a tales composiciones para aumentar la tenacidad o la dureza para algunas aplicaciones. Sin embargo, el uso de melamina puede conducir a algunas características indeseables, tales como un aumento de bruma y amarilleado, disminución del tiempo de empleo útil y la estabilidad de almacenamiento y aumento del carácter quebradizo. Además, la melamina reacciona con el poliol en tal sistema, lo que significa que el formulador está limitado en términos de la proporción NCO:OH inicial (es decir, debe haber un exceso de grupos OH) si se usa melamina.

Un objeto de la presente invención es proporcionar composiciones de revestimiento, que son adecuadas para superficies de vidrio y tienen, además de extraordinarias propiedades ópticas, buena adhesión, aumento de la resistencia a la abrasión, elasticidad, tenacidad, resistencia al agua y resistencia a los álcalis, en particular a los medios de lavado alcalinos, calientes.

Este objeto se puede obtener con las composiciones de revestimiento de acuerdo con la invención, que se describen a continuación con mayor detalle.

Sumario de la invención La presente invención se refiere a una composición de revestimiento de poliuretano acuosa que comprende:

1) de un 1 a un 99 % en peso en base al polímero sólido del producto de reacción de:

a) un componente de poliol, que es soluble o dispersable en agua y es el producto de reacción de un

componente de poliisocianato que contiene de un 50 a un 100 % en peso de un diisocianato alifático, un componente de poliol que contiene uno o más poliéter polioles y que tiene un índice de OH de 25 a 350 mg de KOH/g de sólidos y un componente reactivo con isocianato que contiene al menos un grupo capaz de formación de sal; y b) un componente de poliisocianato, que es soluble o dispersable en agua, tiene grupos isocianato bloqueados y es el producto de reacción de uno o más poliisocianatos que tienen un contenido de grupos isocianurato de 0 a un 30 % en peso, un agente bloqueante monofuncional, reversible para grupos isocianato, un componente hidrófilo no iónico y un componente estabilizante que tiene de 1 a 2 grupos hidrazida y un peso molecular de 74 a 300; y 2) de un 1 a un 99 % en peso en base al polímero sólido de una dispersión de poliuretano acuosa preparada a partir de al menos un policarbonato poliol, en la que el % en peso total de los componentes 1) y 2) suma hasta un 100 %.

Descripción detallada de la invención Más particularmente, la presente invención se refiere a composiciones de revestimiento de poliuretano acuosas que comprenden:

1) el producto de reacción de:

a) un componente de poliol, que es soluble o dispersable en agua y es el producto de reacción de A1) de un 20 a un 60 % en peso de un componente de poliisocianato que contiene hasta un 100 % en peso de un diisocianato alifático, preferentemente de un 50 a un 100 % de 4, 4â?diisocianatodiciclohexilmetano y de 0 a un 50 % en peso de otros poliisocianatos orgánicos que tienen un peso molecular de 140 a 1500 g/mol, B1) de un 20 a un 60 % en peso de un componente de poliol que contiene uno o más poliéter polioles y que tiene un índice de OH de 25 a 350 mg de KOH/g de sólidos, C1) de un 2 a un 12 % en peso de un componente aniónico o aniónico potencial que contiene uno o más compuestos que tienen al menos un grupo reactivo con isocianato y al menos un grupo capaz de formación de sal, que puede estar presente opcionalmente en una forma al menos parcialmente neutralizada, D1) de 0 a un 12 % en peso de un componente hidrófilo no iónico que contiene uno o más compuestos que son mono o difuncionales para los fines de la reacción de adición de isocianato y tienen al menos una cadena de poliéter hidrófila lateral o terminal, E1) de 0 a un 15 % en peso de uno o más alcoholes polihídricos que tienen de 2 a 4 grupos hidroxilo y un peso molecular de 62 a 250 g/mol, F1) de 0 a un 15 % en peso de una o más poliaminas (ciclo) alifáticas que tienen de 2 a 4 grupos amino y un peso molecular de 60 a 300 g/mol, G1) de 0 a un 30 % en peso de uno o más compuestos de poliamino/hidroxilo (ciclo) alifáticos que tienen un total de 2 a 4 grupos hidroxilo y amino y un peso molecular de 61 a 300 g/mol y H1) de 0 a un 15 % en peso de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición de revestimiento de poliuretano acuosa que comprende:

1) de un 1 a un 99 % en peso en base al polímero sólido del producto de reacción de:

a) un componente de poliol, que es soluble o dispersable en agua y es el producto de reacción de un componente de poliisocianato que contiene de un 50 a un 100 % en peso de un diisocianato alifático, un componente de poliol que contiene uno o más poliéter polioles y que tiene un índice de OH de 25 a 350 mg de KOH/g de sólidos y un componente reactivo con isocianato que contiene al menos un grupo capaz de formación de sal; y b) un componente de poliisocianato, que es soluble o dispersable en agua, que tiene grupos isocianato bloqueados y es el producto de reacción de uno o más poliisocianatos que tienen un contenido de grupos isocianurato de 0 a un 30 % en peso, un agente bloqueante monofuncional, reversible para grupos isocianato, un componente hidrófilo no iónico y un componente estabilizante que tiene de 1 a 2 grupos hidrazida y un peso molecular de 74 a 300 g/mol; y 2) de un 1 a un 99 % en peso en base al polímero sólido de una dispersión de poliuretano acuosa preparada a partir de al menos un policarbonato poliol, en la que el % en peso total de los componentes 1) y 2) suma hasta un 100 %.

2. La composición de revestimiento de poliuretano acuosa de la reivindicación 1, en la que:

el componente a) comprende el producto de reacción de A1) de un 20 a un 60 % en peso de un componente de poliisocianato que contiene de un 50 a un 100 % en peso de un diisocianato alifático y de 0 a un 50 % en peso de otros poliisocianatos orgánicos que tienen un peso molecular de 140 a 1500 g/mol, B1) de un 20 a un 60 % en peso de un componente de poliol que contiene uno o más poliéter polioles y que tiene un índice de OH de 25 a 350 mg de KOH/g de sólidos, C1) de un 2 a un 12 % en peso de un componente aniónico o aniónico potencial que contiene uno o más compuestos que tienen al menos un grupo reactivo con isocianato y al menos un grupo capaz de formación de sal, que puede estar presente opcionalmente en una forma al menos parcialmente neutralizada, D1) de 0 a un 12 % en peso de un componente hidrófilo no iónico que contiene uno o más compuestos que son mono o difuncionales para los fines de la reacción de adición de isocianato y tienen al menos una cadena de poliéter hidrófila lateral o terminal, E1) de 0 a un 15 % en peso de uno o más alcoholes polihídricos que tienen de 2 a 4 grupos hidroxilo y un peso molecular de 62 a 250 g/mol, F1) de 0 a un 15 % en peso de una o más poliaminas (ciclo) alifáticas que tienen de 2 a 4 grupos amino y un peso molecular de 60 a 300 g/mol, G1) de 0 a un 30 % en peso de uno o más compuestos de poliamino/hidroxilo (ciclo) alifáticos que tienen un total de 2 a 4 grupos hidroxilo y amino y un peso molecular de 61 a 300 g/mol y H1) de 0 a un 15 % en peso de uno o más componentes estabilizantes que son mono o difuncionales para los fines de la reacción de adición de isocianato y tienen de 1 a 2 grupos hidrazida y un peso molecular de 74 a 300 g/mol, en la que los porcentajes de A1) a H1) suman hasta un 100 % y el componente b) comprende el producto de reacción de A2) de un 40 a un 80 % en peso de un poliisocianato que tiene un contenido de grupos isocianurato (calculado como C3N3O3; peso molecular = 126 g/mol) de 0 a un 30 % en peso y se prepara a partir de uno o más diisocianatos que tienen un peso molecular de 140 a 350 g/mol con B2) de un 5 a un 30 % en peso de uno o más agentes bloqueantes reversibles para grupos isocianato que son monofuncionales para los fines de la reacción de adición de isocianato, C2) de 0 a un 15 % en peso de un componente aniónico o aniónico potencial que contiene uno o más compuestos que tienen al menos un grupo reactivo con isocianato y al menos un grupo capaz de formación de sal, que puede estar presente opcionalmente en una forma al menos parcialmente neutralizada, D2) de un 5 a un 30 % en peso de un componente hidrófilo no iónico que contiene uno o más compuestos que son mono o difuncionales para los fines de la reacción de adición de isocianato y tiene al menos una cadena de poliéter hidrófila lateral o terminal, E2) de 0 a un 15 % en peso de uno o más alcoholes polihídricos que tienen de 2 a 4 grupos hidroxilo y un peso molecular de 62 a 250 g/mol, F2) de 0 a un 15 % en peso de una o más poliaminas (ciclo) alifáticas que tienen de 2 a 4 grupos amino y un peso molecular de 60 a 300 g/mol y G2) de 0, 5 a un 15 % en peso de uno o más componentes estabilizantes que son mono o difuncionales para los fines de la reacción de adición de isocianato y tienen de 1 a 2 grupos hidrazida y un peso molecular de 74 a 300 g/mol, 19 5

en la que los porcentajes de A2) a G2) suman hasta un 100 %, con la condición de que la proporción equivalente de los grupos isocianato bloqueados del componente b) con respecto a los grupos hidroxilo del componente a) sea al menos 0, 05:1.

3. La composición de la reivindicación 1 o 2, que comprende además un promotor de adhesión.

4. La composición de la reivindicación 3, en la que el promotor de adhesión comprende al menos un compuesto con funcionalidad silano.

5. La composición de la reivindicación 3, en la que el promotor de adhesión se selecciona entre el grupo que consiste en γ-mercaptopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropiltrietoxisilano, hidrolizado de 3-aminopropilsilano, 3glicidiloxipropiltrietoxisilano y las mezclas de los mismos.

6. La composición de la reivindicación 1 o 2, en la que el componente a) comprende además una dispersión poliacrílica con funcionalidad hidroxi.

7. La composición de la reivindicación 2, en la que el componente b) se prepara a partir de una mezcla de poliisocianatos bloqueados, preparándose los poliisocianatos bloqueados a partir de diisocianatos seleccionados entre el grupo que consiste en 4, 4â?-diisocianatodiciclohexilmetano, 1-isocianato-3, 3, 5-trimetil-5isocianatometilciclohexano, 1, 6-diisocianatohexano y las mezclas de estos diisocianatos.

8. La composición de la reivindicación 1, que comprende, en base a a) y b) de un 5 a un 95 % en peso del componente a) , de un 5 a un 95 % en peso del componente b) , y en base a los polímeros sólidos de los componentes 1) y 2) , de un 1 a un 99 % en peso del componente 1) y de un 1 a un 99 % en peso del componente 2) , siendo independientemente el total de los componentes a) y b) un 100 % en peso, y siendo los totales de 1) y 2) un 100 % en peso.

9. La composición de la reivindicación 1, en la que la proporción equivalente de los grupos isocianato bloqueados del componente b) con respecto a los grupos hidroxilo del componente a) está entre 1:1 y 10:1.

10. La composición de la reivindicación 1, en la que la dispersión de poliuretano acuosa está caracterizada por una temperatura de transición vítrea, Tg, entre -60 º C y 0 º C según se mide mediante la norma ASTM E2602-09 a una velocidad de calentamiento de 20º C por minuto.

11. La composición de la reivindicación 1, en la que la dispersión de poliuretano acuosa tiene una viscosidad a 25 º C entre 50 y 1000 mPa·s a una concentración de un 40 % en peso según se mide mediante la norma ASTM D2196-05.

12. La composición de la reivindicación 1, en la que la dispersión de poliuretano acuosa se prepara a partir de al menos un policarbonato poliol y un isocianato seleccionado entre el grupo que consiste en 4, 4â?diisocianatodiciclohexilmetano, diisocianato de isoforona, diisocianato de hexametileno y 1-metil-2, 4 (2, 6) diisocianatociclohexano y sus mezclas.

13. La composición de la reivindicación 12, en la que el policarbonato poliol tiene un intervalo de peso molecular promedio en número de 500 a 6000 g/mol.

14. Sustrato revestido al menos parcialmente con la composición de revestimiento de la reivindicación 1.

15. El sustrato de la reivindicación 14, en el que el sustrato es vidrio.

16. Botella de vidrio revestida al menos parcialmente con la composición de revestimiento de la reivindicación 1.

17. La botella de vidrio de la reivindicación 16, en la que la botella de vidrio es una botella de vidrio rellenable.

18. La botella de vidrio de la reivindicación 16, en la que la botella de vidrio es una botella de vidrio no rellenable.

19. La botella de vidrio de la reivindicación 16, en la que la composición de revestimiento se aplica al menos parcialmente sobre un revestimiento orgánico o inorgánico decorativo en la botella de vidrio.

20. La botella de vidrio de la reivindicación 16, en la que la botella de vidrio se trata con un revestimiento de imprimación antes de la aplicación de la composición de revestimiento.

21. La composición de la reivindicación 1 que comprende además pigmentos y colorantes.

22. La composición de la reivindicación 1, que comprende, en base a a) y b) de un 10 a un 90 % en peso del componente a) , de un 10 a un 90 % en peso del componente b) , y en base a los polímeros sólidos de los componentes 1) y 2) , de un 15 a un 85 % en peso del componente 1) y de un 15 a un 85 % en peso del componente 2) , en la que independientemente el total de los componentes a) y b) es un 100 % en peso, y el total de 1) y 2) es un 100 % en peso.

23. La composición de la reivindicación 1, que comprende, en base a a) y b) de un 15 a un 85 % en peso del componente a) , de un 15 a un 85 % en peso del componente b) , y en base a los polímeros sólidos de los componentes 1) y 2) , de un 50 a un 80 % en peso del componente 1) y de un 20 a un 50 % en peso del componente 2) , en la que independientemente el total de los componentes a) y b) es un 100 % en peso, y el total de 1) y 2) es un 100 % en peso.