Composiciones de revestimiento que comprenden poliurea y un poliol que contiene fósforo.

Una composición de revestimiento de dos componentes (2K) que comprende:

(a) un primer componente que comprende isocianato, en donde dicho isocianato comprende un prepolímero isocianato funcional formado a partir de una mezcla de reacción que comprende un isocianato y un material que comprende un poliol que contiene fósforo, en donde la proporción de los equivalentes de los grupos isocianato con respecto a los equivalentes de los grupos hidroxilo es mayor de 1 y el poliol que contiene fósforo es:

i) el producto de reacción de un poliol inicial que contiene fósforo seleccionado entre polifosfato polioles, polifosfito polioles, polifosfonato polioles y las mezclas de los mismos y un compuesto de funcionalidad epoxi; o

ii) el producto de reacción de un ácido que contiene fósforo, un compuesto de funcionalidad epoxi y, opcionalmente, un poliol inicial que contiene fósforo; y

(b) un segundo componente que comprende una poliamina, mediante lo cual el primer y el segundo componentes se mantienen separados y forman una poliurea después de mezclarse.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/044077.

Solicitante: PPG INDUSTRIES OHIO, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3800 WEST 143RD STREET CLEVELAND, OH 44111 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: SINGER, DEBRA, L., HOCKSWENDER, THOMAS, R., BARANCYK, STEVEN, V., FURAR, JOHN, M., SENKFOR,HOWARD L, ZALICH,MICHAEL A.

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 > C08G18/10 (Procesos de prepolimerización que incluyen reacción de isocianatos o isotiocianatos con compuestos que tienen hidrógeno activo en un primer paso de reacción)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/38 (que tienen heteroátomos distintos al oxígeno (C08G 18/32 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/50 (que tienen heteroátomos distintos al oxígeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/72 (Polisocianatos o polisotiocianatos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento a base de poliureas... > C09D175/02 (Poliureas)

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Fragmento de la descripción:

Composiciones de revestimiento que comprenden poliurea y un poliol que contiene fósforo

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición revestimiento que comprende poliurea o poliurea y poliuretano.

Antecedentes

Las composiciones de revestimiento se usan en una gran diversidad de industrias. Tales industrias pueden incluir, pero no se limitan a, vehículos terrestres tales como automóviles, camiones, vehículos de utilidad deportiva, motocicletas; embarcaciones tales como barcas, barcos y submarinos; aeronaves tales como aviones y helicópteros, industrial tal como equipo y estructuras comerciales incluyendo muros y tejados; construcción tal como vehículos y estructuras de construcción incluyendo muros y tejados, militar tal como vehículos militares, por ejemplo tanques y carros blindados, y estructuras militares incluyendo muros y tejados, por ejemplo, estuches de municiones y alojamientos de baterías; y similares. En estas industrias, los revestimientos sirven para diversos fines tales como proteger diversos componentes frente a desperfectos debidos a la corrosión, abrasión, impacto, productos químicos, luz ultravioleta, llama y calor, y otras exposiciones ambientales así como impartir propiedades de atenuación frente a balas y explosiones a los componentes sobre los que se depositan. Por lo tanto, se han dedicado esfuerzos considerables para desarrollar composiciones de revestimiento con propiedades mejoradas.

El documento de Patente US A 3.274.139 se refiere a compuestos de fósforo de alto peso molecular que son adecuados para reaccionar con poliisocianatos orgánicos y preparar plásticos de poliuretano. Los compuestos de hidroxil fósforo se obtienen por reacción de N-hidroxi alquil aril aminas secundarias con un haluro de fósforo en presencia de un agente de unión ácido en una primera etapa y posteriormente por reacción del producto de la primera etapa con un óxido de etileno.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a una composición de revestimiento de dos componentes (2K) que comprende:

(a) un primer componente que comprende isocianato, en el que dicho isocianato comprende un prepolímero isocianato funcional formado a partir de una mezcla de reacción que comprende un isocianato y un material que comprende un poliol que contiene fósforo, en el que la proporción de los equivalentes de los grupos isocianato con respecto a los equivalentes de los grupos hidroxilo es mayor que 1 y el poliol que contiene fósforo es:

i) el producto de reacción de un poliol inicial que contiene fósforo seleccionado entre polifosfato polioles, polifosfito polioles, y polifosfonato polioles y las mezclas de los mismos y un compuesto de funcionalidad epoxi; o ii) el producto de reacción de un ácido que contiene fósforo, un compuesto de funcionalidad epoxi y, opcionalmente, un poliol inicial que contiene fósforo; y (b) un segundo componente que comprende una poliamida, mediante lo cual el primer y segundo componente se 45 mantienen separados y forman una poliurea después de mezclarse.

La presente invención también se refiere a un artículo parcialmente revestido con tal composición de revestimiento así como a un método para aplicar tal composición de revestimiento sobre el artículo.

La presente invención también se refiere al uso de un material que comprende un poliol que contiene fósforo, en el que el poliol que contiene fósforo es:

i) el producto de reacción de un poliol inicial que contiene fósforo seleccionado entre polifosfato polioles, polifosfito polioles, y polifosfonato polioles y las mezclas de los mismos y un compuesto de funcionalidad epoxi; o 55 ii) el producto de reacción de un ácido que contiene fósforo, un compuesto de funcionalidad epoxi y, opcionalmente, un poliol inicial que contiene fósforo; y como material retardante de llama en tal composición de revestimiento.

Descripción detallada de la invención

Plural incluye singular y viceversa. "Que incluye" y los términos y expresiones similares son indefinidos; es decir, significan "que incluye pero no se limita a". Por ejemplo, aunque la invención se ha descrito en el presente documento incluyendo las reivindicaciones en términos de "una" poliurea, "un" poliuretano, "un" isocianato, "una" 65 amina, "un" poliol, "un" politiol, "un" prepolímero, "un" catalizador, y similares, se pueden usar mezclas de la totalidad de tales términos. Además, como se usa en el presente documento, el término "polímero" pretende referirse a

prepolímeros, oligómeros y tanto homopolímeros como copolímeros; el prefijo "poli" se refiere a dos o más. La presente invención se refiere a una composición de revestimiento que comprende poliurea formada a partir de una mezcla de reacción que comprende un primer componente que comprende un isocianato ("componente de isocianato") , y un segundo componente que comprende una amina ("componente de amina") ; y opcionalmente poliuretano.

El componente de isocianato comprende un prepolímero isocianato funcional formado a partir de una mezcla de reacción que comprende isocianato y un poliol que contiene fósforo. En ciertas realizaciones, el componente de isocianato también comprende un isocianato (isocianato no prepolímero o isocianato adicional) que no se usa para formar el prepolímero isocianato funcional. Se debería observar que el isocianato no prepolímero puede ser igual o diferente que el isocianato usado para formar el prepolímero isocianato funcional. También se debería observar que, en ciertas realizaciones, los prepolímeros isocianato funcional pueden ser básicamente compatibles con el isocianato no prepolímero. Como se usa en el presente documento, "básicamente compatible" significa la capacidad de un material para formar una mezcla con otros materiales que es y permanecerá básicamente homogénea a lo largo del tiempo.

El componente de amina se puede denominar en el presente documento "agente de curado" debido a que reacciona con, o cura, el isocianato para formar una poliurea. En ciertas realizaciones, la proporción de los equivalentes de los grupos isocianato con respecto a los equivalentes de los grupos amina es mayor de 1 y el componente de isocianato y el componente de amina se pueden aplicar a un sustrato con una proporción de mezcla en volumen de 1:1.

Como se usa en el presente documento, el término "isocianato" incluye compuestos sin bloquear capaces de formar un enlace covalente con un grupo reactivo tal como un grupo funcional hidroxilo, tiol o amina. Por lo tanto, el isocianato se puede denominar "isocianato libre", lo que entenderán los expertos en la materia. En ciertas realizaciones, el isocianato de la presente invención puede ser monofuncional (conteniendo un grupo funcional isocianato (NCO) ) o el isocianato usado en la presente invención puede ser polifuncional (conteniendo dos o más grupos funcionales isocianato (NCO) ) .

Los isocianatos adecuados para su uso en la presente invención son numerosos y pueden variar ampliamente. Tales isocianatos pueden incluir los que se conocen en la técnica. Ejemplos no limitantes de isocianatos adecuados pueden incluir isocianatos monoméricos y/o poliméricos. Los isocianatos se pueden seleccionar entre monómeros, prepolímeros, oligómeros, o las mezclas de los mismos. En una realización, el isocianato puede ser C2-C20 lineal, ramificado, cíclico, aromático, o las mezclas de los mismos.

Isocianatos adecuados para su uso en la presente invención pueden incluir, pero no se limitan a, diisocianato de isoforona (IPDI) , que es isocianato de 3, 3, 5-trimetil-5-isocianatometil-ciclohexilo; materiales hidrogenados tales como diisocianato de ciclohexileno, diisocianato de 4, 4â?-metilendiciclohexilo (H12MDI)... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición de revestimiento de dos componentes (2K) que comprende:

(a) un primer componente que comprende isocianato, en donde dicho isocianato comprende un prepolímero isocianato funcional formado a partir de una mezcla de reacción que comprende un isocianato y un material que comprende un poliol que contiene fósforo, en donde la proporción de los equivalentes de los grupos isocianato con respecto a los equivalentes de los grupos hidroxilo es mayor de 1 y el poliol que contiene fósforo es:

i) el producto de reacción de un poliol inicial que contiene fósforo seleccionado entre polifosfato polioles, polifosfito polioles, polifosfonato polioles y las mezclas de los mismos y un compuesto de funcionalidad epoxi; o ii) el producto de reacción de un ácido que contiene fósforo, un compuesto de funcionalidad epoxi y, opcionalmente, un poliol inicial que contiene fósforo; y

(b) un segundo componente que comprende una poliamina, mediante lo cual el primer y el segundo componentes se mantienen separados y forman una poliurea después de mezclarse.

2. La composición de revestimiento que comprende además:

un poliuretano.

3. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la proporción de los equivalentes de los

grupos isocianato con respecto a los equivalentes de los grupos amina es mayor de 1. 25

4. La composición de la reivindicación 1, en la que el primer componente comprende además un isocianato no prepolímero.

5. La composición de la reivindicación 1, en la que el poliol que contiene fósforo comprende polifosfato diol.

6. La composición de la reivindicación 1, en la que la mezcla de reacción comprende además uno o más de poliol, politiol y/o poliamina, en la que el poliol comprende preferentemente butanodiol, politetrametilenglicol éter o mezclas de los mismos.

7. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 4, que comprende además un material retardante de llama añadido al primer componente, al segundo componente o a ambos, en la que el material retardante de llama comprende preferentemente fosfato halogenado, fosfato sin halógenos, fosfato de tris (2-cloropropilo) , fosfato de tris (2, 3-dibromopropilo) , fosfato de tris (1, 3-dicloropropilo) , fosfato de diamonio, sílice en polvo o ahumada, silicato laminar, hidróxido de aluminio, retardante de fuego bromado, compuesto aromático halogenado, óxido de antimonio, trihidrato de alúmina, boratos metálicos, borato de cinc, pentahidrato de metaborato de bario, ésteres de fosfato, cloruro de polivinilo, cianurato de melamina, fosfatos de melamina, fosfatos de polimelamina, pirofosfatos de melamina, pirofosfatos de polimelamina, borato de melamina, otros derivados de melamina y combinaciones de los mismos, mas preferentemente el material retardante de llama comprende grafito.

8. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 4, en la que el poliol que contiene fósforo es:

el producto de reacción de un poliol inicial que contiene fósforo seleccionado entre polifosfato polioles, polifosfito polioles, polifosfonato polioles y las mezclas de los mismos y un compuesto de funcionalidad epoxi, en donde el compuesto de funcionalidad epoxi comprende óxido de etileno, óxido de propileno, 1, 2-epoxibutano, butil glicidil éter, éster de glicidilo del ácido neodecanoico, o combinaciones de los mismos.

9. La composición de revestimiento de la reivindicación 2, en la que el poliuretano se forma in situ o en la que el poliuretano se añade al primer componente, al segundo componente o a ambos. 55

10. Un artículo revestido que comprende A un sustrato, una primera capa depositada a partir de una primera composición aplicada sobre al menos una parte del sustrato; y una segunda capa depositada a partir de una segunda composición aplicada sobre al menos una parte de la primera capa, en donde al menos una de la primera composición y de la segunda composición comprende la composición de revestimiento de las reivindicaciones 1 o 2, o B un sustrato; y una capa de revestimiento formada con la composición de revestimiento de las reivindicaciones 1 o 2 depositada sobre al menos una parte del sustrato y opcionalmente una segunda capa que comprende la composición de revestimiento de las reivindicaciones 1 o 2 aplicada sobre la capa de revestimiento para formar 65 una segunda capa y en donde la segunda capa tiene una textura superficial mayor que la textura superficial de la capa de revestimiento.

11. Un método para formar un artículo revestido, que comprende:

- proporcionar un sustrato; y -aplicar una primera capa depositada a partir de una primera composición, y aplicar una segunda capa depositada a partir de una segunda composición sobre al menos una parte de la primera capa, comprendiendo al menos una de la primera composición y de la segunda composición la composición de revestimiento de las reivindicaciones 1 o 2.

12. Uso de un material que comprende un poliol que contiene fósforo, en donde el poliol que contiene fósforo es:

i) el producto de reacción de un poliol inicial que contiene fósforo seleccionado entre polifosfato polioles, polifosfito polioles, polifosfonato polioles y las mezclas de los mismos y un compuesto de funcionalidad epoxi; o ii) el producto de reacción de un ácido que contiene fósforo, un compuesto de funcionalidad epoxi, y, opcionalmente, un poliol inicial que contiene fósforo como material retardante de llama en la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2.