Composiciones de revestimiento en polvo en base a poliuretanos con funcionalidad (met)acrilato.

Una composición de revestimiento en polvo curable por UV que comprende un poliuretano con funcionalidad (met) acrilato formado a partir de hacer reaccionar:

(a) un poliisocianato; y

(b) el producto de reacción de:

(i) un poliol que tiene al menos tres grupos hidroxilo, uno de los que es menos reactivo que los otros grupos hidroxilo, y

(ii) un ácido (met) acrílico o equivalente funcional del mismo, en el que la relación equivalente de (ii) y (i) es (n-1) :

n, en la que n es la funcionalidad hidroxilo del poliol, y la relación equivalente de (a) y (b) es aproximadamente 1:1.

Composiciones de revestimiento en polvo en base a poliuretanos con funcionalidad (met) acrilato.

La presente invención se refiere a composiciones de revestimiento en polvo en base a poliuretano con funcionalidad (met) acrilato que son útiles en composiciones formadoras de películas particuladas, sólidas.

Los sistemas de revestimiento de color más transparente formados de la aplicación de un revestimiento superior transparente sobre un revestimiento base de color se han vuelto cada vez más populares en la industria de revestimientos, particularmente para el uso en el revestimiento de automóviles.

Durante la última década, se han hecho esfuerzos por reducir la contaminación atmosférica provocada por disolventes volátiles que son emitidos durante el proceso de pintado. Sin embargo, a menudo es difícil lograr terminaciones de revestimiento suaves, de alta calidad, particularmente terminaciones de revestimiento transparente, tales como se requieren en la industria automotriz, sin incluir disolventes orgánicos que contribuyen en gran parte con el flujo y nivelación de un revestimiento. Además de lograr apariencia casi sin defectos, los revestimientos automotrices deben ser durables y resistentes al astillado, aún económicos y fáciles de aplicar.

El uso de revestimientos en polvo para eliminar la emisión de disolventes volátiles durante el proceso de pintado se ha vuelto cada vez más atractivo. Los revestimientos en polvo se han vuelto bastante populares para el uso en revestimientos para componentes automotrices, por ejemplo, ruedas, piezas de eje, marcos de asiento y similares. El uso de revestimientos en polvo para revestimientos transparentes en sistemas de revestimiento de color más revestimiento transparente, sin embargo, es algo menos prevalente por diversas razones. Primero, los revestimientos en polvo requieren una tecnología de aplicación diferente que las composiciones de revestimiento líquidas convencionales y de ese modo, requieren modificaciones costosas a las líneas de aplicación. También, la mayoría de las composiciones de revestimiento superior automotrices típicamente son curadas a temperaturas debajo de 140°C. En oposición, la mayoría de las formulaciones de revestimiento en polvo requirieren una temperatura de curado mucho más alta. Además, muchas composiciones de revestimiento en polvo tienden a ponerse amarillas más fácilmente que la composiciones de revestimiento líquidas convencionales, y en general dan como resultado revestimientos que tienen un espesor de película curada alto, que a menudo varía de 60 a 70 micrómetros.

Los revestimientos en polvo en forma de suspensión para los revestimientos automotrices pueden superar mucha de las desventajas de los revestimientos en polvo secos. Sin embargo, composiciones de suspensión en polvo pueden ser inestables y se asientan en almacenamiento a temperaturas arriba de 20°C. Algunas dispersiones acuosas son conocidas por formar revestimientos en polvo a temperaturas ambiente. Aunque se aplican como composiciones de revestimiento transportadas en agua convencionales, estas dispersiones forman revestimientos en polvo a temperatura ambiente que requieren una cocción en rampa previo a pasar por condiciones de curado convencionales a fin de efectuar una película continua y adherida en la superficie del sustrato. También, muchas composiciones de revestimiento transportadas en agua contienen una cantidad sustancial de disolvente orgánico para proporcionar flujo y adherencia del revestimiento aplicado.

La industria automotriz obtendría un beneficio económico significativo de una composición de revestimiento transparente libre de disolvente esencialmente orgánica que satisfaga los estrictos requerimientos automotrices de desempeño y apariencia, manteniendo al mimo tiempo la facilidad de aplicación y propiedades de desempeño. También, sería ventajoso proporcionar una composición de revestimiento transparente libre de disolventes orgánica que pueda aplicarse por medios de aplicación convencionales sobre una composición de revestimiento base pigmentada no curada para formar una película generalmente continua a temperatura ambiente que proporcione una película curada con buena apariencia y buenas propiedades de desempeño.

La presente invención está dirigida a composiciones de revestimiento en polvo en base a poliuretanos con funcionalidad (met) acrilato formados a partir de hacer reaccionar: (a) un poliisocianato; y (b) el producto de reacción de: (i) un poliol que tiene al menos tres grupos hidroxilo, uno de los que es menos reactivo que los otros grupos hidroxilo, y (ii) un ácido (met) acrílico o equivalente funcional del mismo, en el que la relación equivalente de (ii) y (i) es (n-1) :n, en la que n es la funcionalidad hidroxilo del poliol, y la relación equivalente de (a) y (b) es 1:1.

La presente invención está dirigida a poliuretanos con funcionalidad (met) acrilato formados a partir de hacer reaccionar: (a) un poliisocianato; y (b) el producto de reacción de: (i) un poliol que tiene al menos tres grupos hidroxilo, uno de los que es menos reactivo que los otros grupos hidroxilo, y (ii) un ácido (met) acrílico o equivalente funcional del mismo. La relación equivalente de (ii) y (i) es (n-1) :n, en la que n es la funcionalidad hidroxilo del poliol, y la relación equivalente de (a) y (b) es 1:1.

El poliisocianato puede seleccionarse de poliisocianatos alifáticos y poliisocianatos cicloalifáticos, incluyendo pero sin limitarse a diisocianatos cicloalifáticos y isocianatos funcionales superiores. Los ejemplo no restrictivos pueden incluir diisocianato de 1, 4-tetrametileno, diisocianato de 1, 6-hexametileno, diisocianato de 1, 4-ciclohexilo y diisocianato isoforona. Pueden utilizarse poliisocianatos aromáticos tales como diisocianato de 4, 4'difenil-metano y diisocianatos de tolueno, pero no son preferentes. Pueden utilizarse poliisocianatos de funcionalidad superior tales como triisocianatos. Los ejemplos incluyen isocianuratos de 1, 6-hexametileno-diisocianato y diisocianato de isoforona.

Además, los poliisocianatos pueden ser prepolímeros obtenidos de polioles tales como polioles de poliéster o polioles de poliéster que se hace reaccionar con poliisocianatos en exceso para formar prepolímeros terminados en isocianato. Los ejemplo de los prepolímeros de isocianato apropiados se describen en la Patente Estadounidense Núm. 3.799.854, columna 2, líneas 22 a 53, que se incorpora en la presente memoria por referencia.

Los polioles apropiados incluyen trioles tales como glicerol.

Los ejemplos no restrictivo de (b) (ii) son ácido acrílico, ácido metacrílico y anhídridos de lo mismos. En una realización no restrictiva (b) (ii) es glicerol di-metacrilato que está comercialmente disponible en Degussa.

En una realización, el poliuretano con funcionalidad (met) acrilato puede prepararse haciendo reaccionar glicerol di

metacrilato y un poliisocianato en la relación equivalente mencionada más arriba. Un inhibidor de polimerización tal como IONOL también puede estar presente en la mezcla de reacción. La reacción se conduce a una temperatura de 51 a 142°C durante 2, 5 a 3, 5 horas para formar el poliuretano con funcionalidad (met) acrilato.

En el esquema mencionado más arriba, el ácido o anhídrido (met) acrílico reacciona con los dos grupos más reactivos del triol, dejando el grupo menos reactivo para que reaccione con el poliisocianato. En el caso del producto de reacción de ácido acrílico, glicerol y un diisocianato, el esquema de reacción y el producto de reacción podrían verse de la siguiente manera:

En el que R es el residuo orgánico entre los grupo isocianato.

En una realización, el poliuretano con funcionalidad (met) acrilato de la presente invención puede combinarse con un 20 poli (éter-uretano) terminado en (met) acrilato amorfo, para formar una composición de revestimiento curable por UV particulada, sólida.

El poli (éter-uretano) terminado en (met) acrilato amorfo puede comprender el producto de reacción de un poliol de poliéster amorfo que tiene un número OH mayor que 150 y un aducto de poliisocianato y un (met) acrilato con funcionalidad hidroxilo.

Los polioles de poliéster pueden prepararse por policondensación de lo ácidos policarboxílico apropiados o anhídridos ácidos de lo mimos y polioles. Los ácidos policarboxílicos apropiados o anhídridos ácidos pueden incluir anhídridos alifáticos y cicloalifáticos tales como anhídrido hexahidroftálico, anhídrido... [Seguir leyendo]

1. Una composición de revestimiento en polvo curable por UV que comprende un poliuretano con funcionalidad (met) acrilato formado a partir de hacer reaccionar:

(a) un poliisocianato; y

(b) el producto de reacción de:

(i) un poliol que tiene al menos tres grupos hidroxilo, uno de los que es menos reactivo que los otros grupos hidroxilo, y

(ii) un ácido (met) acrílico o equivalente funcional del mismo, en el que la relación equivalente de (ii) y (i) es (n-1) :n, en la que n es la funcionalidad hidroxilo del poliol, y

la relación equivalente de (a) y (b) es aproximadamente 1:1.

2. La composición de la reivindicación 1 en la que (a) es un poliisocianato alifático o cicloalifático.

3. La composición de la reivindicación 2 en la que el poliiocianato comprende triisocianato.

4. La composición de la reivindicación 3 en la que el triisocianato comprende isocianurato.

5. La composición de la reivindicación 1 en la que el poliol comprende triol.

6. La composición de la reivindicación 5 en la que el triol comprende glicerol.

7. La composición de la reivindicación 1 en la que (ii) se selecciona de (met) ácido acrílico y un anhídrido del mismo.

8. La composición de la reivindicación 7 en la que (b) comprende glicerol dimetacrilato.

9. La composición de la reivindicación 1 en la que n es 3.

10. Una composición de revestimiento en polvo curable por UV que comprende un poliuretano con funcionalidad (met) acrílico formado a partir de hacer reaccionar:

(a) un isocianurato de un diisocianato alifático o cicloalifático con

(b) el producto de reacción de:

(i) un triol que comprende dos grupos hidroxilo primarios y uno secundario y uno terciario.

(ii) ácido (met) acrílico o anhídrido, en el que la relación equivalente de (ii) y (i) es aproximadamente 2:3, y la relación equivalente de (a) y (b) es 1:1.

11. La composición de la reivindicación 10 en la que (a) comprende isocianurato de diisocianato isoforona.

12. La composición de la reivindicación 10 en la que (i) comprende glicerol.

13. Un revestimiento de material compuesto de múltiples componentes que comprende:

(a) un revestimiento base depositado de una composición formadora de película pigmentada; y

(b) un revestimiento superior transparente aplicado sobre el revestimiento base, en el que el revestimiento superior transparente es depositado a partir de la composición de revestimiento en polvo curable por UV de la reivindicación 1.