Mecanismo de reticulación novedoso para recubrimientos orgánicos delgados basado en la reacción de síntesis de dihidropiridina de Hantzsch.

Una composición de recubrimiento acuosa que comprende: productos de reacción de una resina polimérica que contiene funciones beta-ceto éster colgantes con grupos aldehído y cualquiera de amoniaco o amina primaria; en la que una porción de dicha resina polimérica se reticula por una reacción de dihidropiridina de Hantzsch entre dos equivalentes de dichas funciones beta-ceto éster

, un equivalente de dichos grupos aldehído y un equivalente de dicho amoniaco o de dicha amina primaria.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/044457.

Solicitante: HENKEL AG & CO. KGAA.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HENKELSTRASSE 67 40589 DUSSELDORF ALEMANIA.

Inventor/es: BAMMEL, BRIAN D., SMITH,Thomas,S. II.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > C08F8/00 (Modificación química por tratamiento posterior (polímeros injertados, polímeros en bloque, reticulados con monómeros insaturados o con polímeros C08F 251/00 - C08F 299/00; de cauchos de dieno conjugados C08C))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L33/14 (de ésteres que contienen átomos de halógeno, nitrógeno, azufre u oxígeno además del oxígeno del carboxi)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento a base de homopolímeros... > C09D133/14 (ésteres que contienen átomos de halógeno, nitrógeno, azufre u oxígeno además del oxígeno del radical carboxilo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Modificación química por tratamiento posterior... > C08F8/30 (Introducción de átomos de nitrógeno o grupos que contienen nitrógeno)

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Fragmento de la descripción:

Mecanismo de reticulación novedoso para recubrimientos orgánicos delgados basado en la reacción de síntesis de dihidropiridina de Hantzsch

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere, en general, a reacciones de reticulación en resinas de recubrimiento orgánicas y, más particularmente, a reacciones de reticulación basadas en la reacción de síntesis de dihidropiridina de Hantzsch.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las reacciones de reticulación para las resinas de recubrimiento de reticulación se conocen en la técnica tal como se desvela en el documento EP0581466. La reticulación puede potenciar las propiedades de los sustratos recubiertos. Estas propiedades incluyen resistencia mecánica, física, estética y a la corrosión. Una dificultad con las reacciones 15 de reticulación actuales es que normalmente requieren altas temperaturas de procesamiento que limitan su utilidad para ciertos sustratos. Además, muchas de las reacciones de reticulación requieren soluciones no acuosas o son reversibles, lo que presenta problemas de rendimiento.

Es deseable desarrollar un proceso y un sistema de reticulación que puedan utilizarse a temperaturas de reacción 20 más bajas. Además, sería deseable desarrollar procesos de reticulación que puedan darse en sistemas acuosos y que sean irreversibles.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

En términos generales, esta invención proporciona un proceso y un sistema de reacción de reticulación que funcionan a bajas temperaturas en sistemas acuosos y que son irreversibles. El proceso se basa en un método para la formación de Dihidropiridinas de Hantzsch como el grupo de reticulación. La presente invención consiste en proporcionar una composición de recubrimiento acuosa que comprende: productos de reacción de una resina polimérica que contiene funciones beta-ceto éster colgantes con grupos aldehído y cualquiera de amoniaco o amina 30 primaria; en la que una porción de dicha resina polimérica está reticulada por una reacción de dihidropiridina de Hantzsch entre dos equivalentes de dichas funciones beta-ceto éster, un equivalente de dichos grupos aldehído y un equivalente de dicho amoniaco o de dicha amina primaria. En una realización el sistema usa dos equivalentes de beta-ceto ésteres en la resina, tales como aquellos proporcionados por el metacrilato de acetoacetoxietilo, un equivalente de aldehído y un equivalente de amoniaco o de una amina primaria para producir una Dihidropiridina de 35 Hantzsch.

Estas y otras características y ventajas de esta invención serán más evidentes para los expertos en la materia a partir de la descripción detallada de una realización preferida. Los dibujos que acompañan a la descripción detallada se describen a continuación. 40

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es un esquema del mecanismo propuesto de reticulación de Dihidropiridina de Hantzsch de acuerdo con la presente invención. 45

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La presente invención está dirigida hacia un mecanismo de reticulación para reticular cadenas de polímero adyacentes en una resina de recubrimiento. Las reacciones de reticulación se han utilizado en el pasado para 50 resinas de recubrimiento, sin embargo sufren de una necesidad de alto calor de reacción, una necesidad de condiciones severas, sistemas no acuosos o reversibilidad. La presente invención proporciona una reacción de reticulación que funciona a bajas temperaturas con respecto a otras reacciones de reticulación, se da en soluciones acuosas y es irreversible. La presente reacción de reticulación mejora las propiedades químicas, las propiedades mecánicas, las propiedades barrera, las propiedades físicas y la resistencia a la corrosión de la resina de 55 recubrimiento. La presente reacción puede usarse para producir reticulación en recubrimientos orgánicos delgados, en recubrimientos orgánicos, en aclarados de pasivado, en aclarados de sellado, en adhesivos y en sellantes, a modo de ejemplo. La presente invención se dirige hacia el tratamiento de superficies metálicas desnudas que significa que la superficie metálica no se ha pre-tratado con ninguna solución de fosfato metálico, aclarados que contienen cromo o cualquier otro tratamiento de pasivado. Las superficies metálicas que se benefician del proceso 60 de la presente invención incluyen acero, acero laminado en frío, acero laminado en caliente, acero inoxidable, aluminio, acero recubierto con cinc metálico o con aleaciones de cinc tal como acero electrogalvanizado, galvalume®, galvanneal y acero galvanizado por inmersión en caliente.

Preferentemente, la superficie metálica se ha limpiado y desengrasado antes del tratamiento de acuerdo con la 65 presente invención. La limpieza de las superficies metálicas se conoce bien en la técnica y puede incluir limpiadores suaves o fuertemente alcalinos. Los ejemplos de dos limpiadores alcalinos incluyen Limpiador Parco® ZX-1 y Limpiador Parco® 315 ambos disponibles de Henkel Surface Technologies. Después de la limpieza de la superficie se aclara preferentemente con agua antes del tratamiento de acuerdo con la presente invención.

El esquema de reacción propuesto para la presente invención se muestra en la Figura 1. La reacción de síntesis de 5 dihidropiridina/piridina de Hantzsch permite la preparación de un derivado de dihidropiridina por una reacción de condensación de un aldehído con dos equivalentes de un beta-ceto éster, tales como los proporcionados por las cadenas colgantes después de la incorporación de metacrilato de acetoacetoxietilo en la resina, en presencia de amoniaco o de una amina primaria. Una oxidación o una deshidrogenación posterior dan lugar a un 3, 5-dicarboxilato de piridina. 10

El amoniaco o una diversidad de aminas primarias son útiles en la presente invención. Los ejemplos incluyen amoniaco, aminoácidos, diaminas y otras moléculas con grupos amina primarios. Se ha encontrado que los niveles de aminas pueden ser muy altos, muy por encima del número de grupos beta-ceto éster en la resina sin interferir con la reacción de Dihidropiridina de Hantzsch. 15

Puede usarse una diversidad de aldehídos en la presente invención incluyendo, solamente a modo de ejemplo, formaldehído, salicilaldehído, cinamaldehído, glucosa, vanilina, glioxal y ácido glioxílico. Preferentemente la cantidad de aldehído se ajusta estrechamente al nivel de sitios beta-ceto éster de la resina. Preferentemente, la solución de reticulación incluye de 0, 1 a 1, 5 equivalentes de aldehído por 2 equivalentes de grupos beta-ceto éster en la resina, 20 más preferentemente de 0, 5 a 1, 1 equivalentes de aldehído por 2 equivalentes de grupos beta-ceto éster en la resina.

Se preparó una serie de resinas que tienen como las cadenas colgantes con las funciones beta-ceto éster metacrilato de acetoacetoxietilo (AAEM) . Esta es solamente una de las posibles cadenas colgantes que podrían 25 usarse en el proceso de la presente invención.

Los recubrimientos preparados de acuerdo con la presente invención se diseñan para aplicarse directamente en sustratos metálicos desnudos sin la necesidad de ningún fosfato o de otros pretratamientos distintos de la limpieza. Pueden aplicarse en cualquier peso de recubrimiento deseado requerido por la situación, preferentemente se aplican 30 en un peso de recubrimiento de 150 a 400 miligramos por 929, 03 centímetros cuadrados (150 a 400 miligramos por pie cuadrado) , más preferentemente de 175 a 300 miligramos por 929, 03 centímetros cuadrados (175 a 300 miligramos por pie cuadrado) y más preferentemente de 175 a 250 miligramos por 929, 03 centímetros cuadrados (175 a 250 miligramos por pie cuadrado) . Los recubrimientos de la presente invención se secan en lugares de recubrimiento... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición de recubrimiento acuosa que comprende: productos de reacción de una resina polimérica que contiene funciones beta-ceto éster colgantes con grupos aldehído y cualquiera de amoniaco o amina primaria; en la que una porción de dicha resina polimérica se reticula por una reacción de dihidropiridina de Hantzsch entre dos equivalentes de dichas funciones beta-ceto éster, un equivalente de dichos grupos aldehído y un equivalente de 5 dicho amoniaco o de dicha amina primaria.

2. Una composición de recubrimiento acuosa como se expone en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una cera.

3. Una composición de recubrimiento acuosa como se expone en la reivindicación 1, que comprende de 0, 1 a 1, 5 equivalentes de dichos grupos aldehído por cada 2 equivalentes de funciones beta-ceto éster en dicha resina.

4. Una composición de recubrimiento acuosa como se expone en la reivindicación 1, en la que dichas funciones beta-ceto éster se proporcionan por la incorporación de metacrilato de acetoacetoxietilo en dicha resina polimérica. 15

5. Una composición de recubrimiento acuosa como se expone en la reivindicación 1, en la que dichos grupos aldehído se seleccionan del grupo que consiste en formaldehído, salicilaldehído, cinamaldehído, glucosa, vanilina, glioxal, ácido glioxílico y mezclas de los mismos.

6. Una composición de recubrimiento acuosa como se expone en la reivindicación 1, en la que dicha amina primaria comprende un aminoácido.

7. Una composición de recubrimiento acuosa como se expone en la reivindicación 1, en la que dicha composición de recubrimiento tiene un pH de 6 a 11. 25

8. Un sustrato metálico recubierto que comprende: un sustrato metálico recubierto con una composición de recubrimiento que comprende los productos de reacción de una resina polimérica que contiene funciones beta-ceto éster colgantes con grupos aldehído y cualquiera de amoniaco o amina primaria; en el que una porción de dicha resina polimérica está reticulada por una reacción de dihidropiridina de Hantzsch entre dos equivalentes de dichas 30 funciones beta-ceto éster, un equivalente de dichos grupos aldehído y un equivalente de dicho amoniaco o de dicha amina primaria.

9. Un método de recubrimiento de un sustrato metálico que comprende las etapas de:

a) proporcionar un sustrato metálico;

b) proporcionar una composición de recubrimiento acuosa que comprende los productos de reacción de una resina polimérica que contiene funciones beta-ceto éster colgantes con grupos aldehído y cualquiera de amoniaco o amina primaria; en la que una porción de la resina polimérica está reticulada por una reacción de dihidropiridina de Hantzsch entre dos equivalentes de las funciones beta-ceto éster, un equivalente de los grupos 40 aldehído y un equivalente del amoniaco o de la amina primaria; y c) aplicar la composición de recubrimiento al sustrato metálico y secar la composición de recubrimiento en su lugar sobre el sustrato metálico.

10. El método como se expone en la reivindicación 9, en el que la etapa c) comprende secar la composición de 45 recubrimiento a una temperatura pico del metal de 82 a 177 ºC.