Compuesto con función isocianato, su preparación y su utilización en un procedimiento de preparación de un revestimiento.

Compuesto con función isocianato, que presenta una media de grupos funcionales superior a 2, resultante de lareacción de un

(poli)isocianato de media de grupos funcionales superior a 2 con al menos un compuesto X quecomprende:

- o bien al menos una función B(H)n en la cual:

n es un número igual a 1 ó 2,

H es un hidrógeno lábil y

B designa O, S, N, siendo N un nitrógeno primario o secundario, -C(≥O)-O, -C(≥O)-N, o tambiénlos grupos**Fórmula**

designando R1 un radical alquilo o aralquilo, eventualmente ramificado, o una cadena alquilointerrumpida por un heteroátomo;

- o bien al menos una función B'(H)n' en la cual:

n' es un número igual a 1, 2 o 3,

H es un hidrógeno lábil y B' designa -SiR2R3R4, representando R2, R3, R4 el oxígeno, un radicalalquilo que lleva una función réactiva con el (poli)isocianato, un radical aralquilo, arilo, -O-alquilo o -O-aralquilo, siendo el número de radicales R2, R3, R4 tal que n' pueda verificar correctamente lacondición de más arriba;

siendo X además un compuesto cicloalifático, aromático o heterocíclico que comprende al menosdos ciclos; al menos una función B(H)n o B'(H)n', preferentemente todas, están enlazadasdirectamente con un carbono del ciclo del compuesto X y con como condiciónque la reacción precitada se lleva a cabo con una relación de ponderación compuestoX/[compuesto X + (poli)isocianato] de como máximo 50%.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/068987.

Solicitante: Vencorex France.

Inventor/es: BERNARD, JEAN-MARIE, BARBEAU, PHILIPPE, OLIER, 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 > C08G18/38 (que tienen heteroátomos distintos al oxígeno (C08G 18/32 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS HETEROCICLICOS (Compuestos macromoleculares... > Compuestos heterocíclicos que contienen ciclos de... > C07D251/34 (Esteres cianúricos o isocianúricos)

PDF original: ES-2444005_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Compuesto con función isocianato, su preparación y su utilización en un procedimiento de preparación de un revestimiento [0001] La presente invención se refiere a un compuesto con función isocianato, a su preparación y a su utilización en un procedimiento de preparación de un revestimiento, en especial de tipo pintura o barniz y para sustratos metálicos en particular.

Los sectores de la industria automóvil y aeronáutica solicitan cada vez más composiciones para revestimiento de muy altas prestaciones cuyas condiciones de utilización sean mejores y que conduzcan a unos productos acabados de calidad.

Como composiciones de este tipo se conocen formulaciones de poliuretanos de dos componentes uno de los cuales es un endurecedor del tipo poliisocianato y el otro la resina del tipo poliol y que comprende además los aditivos necesarios para el revestimiento. Estos componentes se formulan en dos botes separados para el almacenamiento y se mezclan en el momento de la fabricación del revestimiento para realizar una reacción de reticulación entre el poliisocianato y el poliol.

Para aumentar la productividad y en particular para acelerar la rotación de los vehículos a pintar en las cabinas de pintura, se piden formulaciones de pintura que se secan cada vez más rápidamente. De hecho, el secado implica dos fenómenos. Ante todo hay un fenómeno químico que es la formación de una red poliuretano y que es esencialmente la consecuencia de la creación de los enlaces covalentes uretanos por reacción química entre el endurecedor y el poliol. Por otro lado, hay un fenómeno físico que se traduce en la velocidad a la cual se endurece el revestimiento. Este secado, en el sentido físico, está ligado a la naturaleza propia de los constituyentes utilizados y en especial a la temperatura de transición vítrea (Tg) de estos.

Una solución preconizada y conocida para aumentar la velocidad de secado es añadir a un endurecedor poliisocianato alifático, generalmente a base de hexametileno di-isocianato (HDI) , una determinada cantidad de poliisocianatos cicloalifáticos en especial a base de isoforona di-isocianato (IPDI) , tal como la isoforona di-isocianato trimera (IPDT) . Sin embargo, estos endurecedores poliisocianatos a base de iPDI contienen funciones isocianato claramente menos reactivas que las de los poliisocianatos con estructuras alifáticas a base de HDI. Si se acelera el secado llamado físico, el proceso químico de reticulación, en cambio, se ralentiza claramente.

La presencia de funciones isocianato que no han reaccionado en los revestimientos así obtenidos provoca una plastificación de estos durante operaciones de pulido y de acabado. Hay una degradación de los revestimientos, incluso arrancamiento del film de pintura, creándose de este modo defectos de aspecto lo cual implica la aplicación de otra capa.

Por otro lado, una exposición demasiado rápida de estos revestimientos en condiciones húmedas implica la aparición de manchas blancuzcas debidas a la reacción con el agua de las funciones isocianato que no han reaccionado, lo cual hace de nuevo necesaria otra aplicación de pintura.

Por lo tanto, el problema que se plantea es el de acelerar el secado conservando al mismo tiempo las propiedades del revestimiento.

Son conocidos en especial de US6730405 poliisocianatos obtenidos por policondensación de diisocianato o triisocianato y su utilización para mejorar las velocidades de secado.

El objeto de la invención es suministrar un compuesto que permita aumentar la velocidad del secado conservando al mismo tiempo una buena reactividad de las funciones isocianato y por lo tanto un compuesto que permita responder al problema mencionado anteriormente.

Con este objetivo, la invención se refiere a un compuesto con función isocianato, que presenta una media de grupos funcionales superior a 2, resultante de la reacción de un (poli) isocianato de media de grupos funcionales superior a 2 con al menos un compuesto X que comprende:

-o bien al menos una función B (H) n en la cual:

n es un número igual a 1 ó 2, H es un hidrógeno lábil y B designa O, S, N, siendo N un nitrógeno primario o secundario, -C (=O) -O, -C (=O) -N, o también los grupos -o bien al menos una función B’ (H) n en la cual:

n’ es un número igual a 1, 2 o 3, H es un hidrógeno lábil y B’ designa -SiR2R3R4, representando R2, R3, R4 el oxígeno, un radical alquilo que lleva una función reactiva con el (poli) isocianato, un radical aralquilo, arilo, -O-alquilo u -O-aralquilo, siendo el número de radicales R2, R3, R4 tal que n’ pueda verificar correctamente la condición de más arriba; siendo X además un compuesto cicloalifático, aromático o heterocíclico que comprende al menos dos ciclos; al menos una función B (H) n o B’ (H) n’, preferentemente todas, están enlazadas directamente con un carbono del ciclo del compuesto X

y con como condición:

-que la reacción precitada se lleve a cabo con una relación de ponderación compuesto X/ [compuesto X + (poli) isocianato] de como máximo 50%.

La invención también se refiere a una composición del tipo endurecedor que se caracteriza por el hecho de que comprende al menos un compuesto del tipo de más arriba.

Otras características, detalles y ventajas de la invención aparecerán más completamente con la lectura de la descripción siguiente, así como diversos ejemplos concretos pero no limitativos destinados a ilustrarla.

Se precisa para la continuación de la descripción que, excepto indicación contraria, en los intervalos de valores que se dan, los valores de los extremos se incluyen.

El compuesto de la invención es con función isocianato, es decir que presenta en su estructura funciones isocianato, y puede poseer además funciones de tipo uretano, alofanato, urea, biuret, éster, carbonatos.

Además, este compuesto presenta una media de grupos funcionales superior a 2, más especialmente de al menos 2, 5 y aún más especialmente de al menos 2, 8. Según unos modos de realización preferidos, esta media de grupos funcionales puede ser de al menos 3, más especialmente de al menos 3, 2 y, de una manera aún más preferente, de al menos 3, 5. Esta media de grupos funcionales es generalmente de como máximo 20, más especialmente de como máximo 15 y aún más especialmente de como máximo 10.

Por este compuesto se entiende aquí y en el resto de la descripción por media de grupos funcionales y por función isocianato el número r:

r = Mn X [ I ]

Donde Mn es la masa molar media en número del compuesto con función isocianato,

[ I ] es la concentración en función isocianato expresada en moles/ g.

La masa Mn se determina por cromatografía por permeación de gel.

El compuesto de la invención es el producto de la reacción de al menos un compuesto X precitado con un (poli) isocianato. Se debe entonces comprender que la invención se aplica al caso en que se hace reaccionar el (poli) isocianato con una mezcla de varios compuestos X.

[0020] Tal como se indicó más arriba, el compuesto X debe presentar varias características.

Debe ante todo comprender al menos una función B (H) n o B’ (H) n’ en la cual H es un hidrógeno lábil y B designa diferentes átomos o grupo de átomos.

Así, B puede designar O, siendo la función BH OH en este caso; S, caso correspondiente a la función SH; N, siendo el nitrógeno primario o secundario, es decir que el átomo de nitrógeno lleva dos o un átomo de hidrógeno respectivamente y lo cual corresponde a las funciones NH2 o NH respectivamente, pudiendo B ser también el agrupamiento C (=O) -N, lo cual corresponde para BH a la función... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Compuesto con función isocianato, que presenta una media de grupos funcionales superior a 2, resultante de la reacción de un (poli) isocianato de media de grupos funcionales superior a 2 con al menos un compuesto X que 5 comprende:

- o bien al menos una función B (H) n en la cual:

n es un número igual a 1 ó 2, 10 H es un hidrógeno lábil y B designa O, S, N, siendo N un nitrógeno primario o secundario, -C (=O) -O, -C (=O) -N, o también

- o bien al menos una función B’ (H) n’ en la cual:

n’ es un número igual a 1, 2 o 3,

H es un hidrógeno lábil y B’ designa -SiR2R3R4, representando R2, R3, R4 el oxígeno, un radical alquilo que lleva una función réactiva con el (poli) isocianato, un radical aralquilo, arilo, -O-alquilo o O-aralquilo, siendo el número de radicales R2, R3, R4 tal que n’ pueda verificar correctamente la condición de más arriba; siendo X además un compuesto cicloalifático, aromático o heterocíclico que comprende al menos dos ciclos; al menos una función B (H) n o B’ (H) n’, preferentemente todas, están enlazadas directamente con un carbono del ciclo del compuesto X y con como condición que la reacción precitada se lleva a cabo con una relación de ponderación compuesto X/[compuesto X + (poli) isocianato] de como máximo 50%.

2. Compuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que presenta un número de grupos funcionales de al menos 2, 5, más especialmente de al menos 3, 5.

3. Compuesto según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que es producto de una reacción con un compuesto X de estructura rígida. 35

4. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que es producto de una reacción con un compuesto X en el cual la función B (H) n es la función OH.

5. Compuesto según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que es producto de una reacción con un 40 compuesto X que se selecciona de entre:

- los bisfenoles, en especial A y F, sus derivados hidrogenados, sus derivados polifenólicos con puente éter y los derivados hidrogenados de estos;

- los derivados del diciclopentadieno y del triciclopentadieno.

45. los derivados de la serie de los terpenos;

- los cicloalcanos con función OH.

6. Compuesto según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que es producto de una reacción con un compuesto X que es el producto de la reacción de un ácido carboxílico con un compuesto con función hidroxilo enmascarada.

7. Compuesto según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que es producto de una reacción con un compuesto X que es el producto de la reacción de un ácido carboxílico con un compuesto con función epoxi.

8. Compuesto según la reivindicación 4 caracterizado por el hecho de que el compuesto X es el producto de la reacción de un compuesto que comprende al menos una función epoxi con un fosfato de fórmula (O) P (OR6) (OR7) (OR8) en la cual R6, R7, R8, son idénticos o diferentes y designan el hidrógeno, un radical alquilo, lineal o ramificado, un radical cicloalifático, un radical aromático, un radical aralquilo, una cadena polioxialquileno cuyo número de motivos oxialquilenos lineales o ramificados está comprendido entre 1 y 25 y cuyo número de carbonos de la cadena alquileno está comprendido entre 2 y 6, pudiendo esta cadena polioxialquileno ser, preferentemente, sustituida en sus funciones terminales por una cadena alquilo, lineal o ramificada, o por una cadena aralquilo, eventualmente ramificada; y con como condición que al menos uno de entre R6, R7, R8 sea un átomo de hidrógeno.

9. Compuesto según la reivindicación 4 caracterizado por el hecho de que el compuesto X es el producto de la reacción de un compuesto con función epoxi con un poliaminoéter de fórmula (3) R9-[-O-CH2-CH2-O-]p-NH2 donde o bien de fórmula (4) R9-[-O-CH2-CH2-O-]q-CH (CH) -CH2-NH2, siendo R9 el hidrógeno, un radical alquilo, un radical 25 CH2CH2NH2 o CH2CH (CH3) nH2, siendo R’9 un radical alquilo, siendo p y q números enteros comprendidos entre 2 y

10.

10. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que es producto de una reacción de un compuesto X con un (poli) isocianato que presenta al menos un ciclo isocianurato o un motivo biuret o una función alofanato o bien una función aciluro y que puede ser obtenido par homo o heterocondensación de monómeros escogidos entre los monómeros isocianatos alifáticos, cicloalifáticos, arilalifáticos, aromáticos y heterocíclicos.

11. Procedimiento de preparación de un compuesto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por el hecho de que se hace reaccionar el (poli) isocianato precitado con el compuesto X precitado en una relación de ponderación compuesto X/ [compuesto X + (poli) isocianato] de como máximo 40%, más especialmente de como máximo 25%.

12. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que se hace reaccionar el (poli) isocianato precitado con el compuesto X precitado en cantidad de modo que la relación molar B (H) n/NCO esté comprendida entre 1 y 50 %.

13. Composición del tipo endurecedor, caracterizada por el hecho de que comprende al menos un compuesto

según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10. 45

14. Composición según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de que comprende un aditivo hidrófilo del tipo no reactivo.

15. Composición según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de que comprende un aditivo hidrófilo hibridado con el compuesto con función isocianato.

16. Composición según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de que comprende además un poliisocianato

17. Procedimiento de preparación de un revestimiento sobre un sustrato, caracterizado por el hecho de que se hace reaccionar una composición según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16 con un compuesto portador de al menos una función con hidrógeno móvil escogida entre las funciones hidroxilo, amina primaria, amina secundaria y la función SH o con un compuesto que contiene funciones precursoras susceptibles de liberar funciones hidroxilo; luego se aplica la mezcla obtenida al sustrato.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado por el hecho de que el compuesto portador de al menos una función con hidrógeno móvil es un poliol escogido entre los polímeros acrílicos, poliéster o poliuretanos o híbridos de estos polímeros.

19. Utilización de un compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 como acelerador de secado en un procedimiento de preparación de un revestimiento en un sustrato en el cual se mezcla una composición que comprende dicho compuesto con un compuesto portador de al menos una función con hidrógeno móvil escogida entre las funciones hidroxilo, amina primaria, amina secundaria y la función SH y donde se deposita la mezcla así obtenida en el sustrato.