Sistemas de recubrimiento antiadherentes, de curado por radiación a base de dispersiones de poliuretano acuosas, de alto peso molecular.

Sistemas de recubrimiento a base de dispersiones de poliuretano acuosas de curado por radiación, que contienen I) poliuretanos, que pueden obtenerse a partir de

A) del 40 al 80 % en peso de un componente que contiene hidroxilo, que contiene

A1) del 10 al 80 % en peso, con respecto a la suma de los componentes

(A) a (F) y (II), de uno o varios prepolímeros que contienen grupos hidroxilo, que se seleccionan del grupo que consiste en poliester- o polieter(met)acrilatos con un índice de OH en el intervalo de 5 a 300 mg de KOH/g de sustancia y que contienen grupos que reaccionan bajo la acción de radiación de alta energía con dobles enlaces etilénicamente insaturados con polimerización,

A2) del 0 al 50 % en peso, con respecto a la suma de los componentes (A) a (F) y (II), de uno o varios alcoholes monoméricos que contienen grupos (met)acrilato con un índice de OH en el intervalo de 35 a 1000 mg de KOH/g de sustancia

B) del 0,1 al 20 % en peso de uno o varios compuestos reactivos frente a grupos isocianato, que contienen grupos no iónicos, iónicos o que pueden formar grupos iónicos, que actúan de manera dispersante para la dispersión de poliuretano,

C) del 0,1 al 30 % en peso de un componente que contiene hidroxilo y/o que contiene amina, que contiene C1) del 0,1 al 10 % en peso, con respecto a la suma de los componentes (A) a (F) y (II), de compuestos monoméricos con funcionalidades hidroxi y/o amino, con una funcionalidad de 3 a 6 y un peso molecular en el intervalo de 92 a 254 g/mol y/o

C2) del 0,1 al 20 % en peso, con respecto a la suma de los componentes (A) a (F) y (II), de poliésteres con funcionalidades hidroxi y/o amino, polieterésteres y poliéteres C2, C3 y/o C4 con una funcionalidad de 2,3 a 4,0 y un peso molecular en el intervalo de 238 a 4000 g/mol,

D) del 0 al 30 % en peso de compuestos con funcionalidad hidroxi seleccionados del grupo de monoalcoholes y/o dioles, en cada caso con un peso molecular en el intervalo de 32 a 118 g/mol, poliésteres, policarbonatos, poliéteres C2, C3 y/o C4, polieterésteres y policarbonatopoliésteres con una funcionalidad de 1,0 a 2,0, en cada caso con un peso molecular en el intervalo de 300 a 4000 g/mol,

E) del 0,1 al 10 % en peso de monoaminas, diaminas y/o aminoalcoholes difuncionales, con

F) del 10 al 50 % en peso de uno o varios poliisocianatos,

estando excluido el uso de poliepoxi(met)acrilatos en la síntesis de (I), y

II) del 0 al 40 % en peso de oligo(met)acrilatos, que se seleccionan del grupo del componente (A1) con una densidad de dobles enlaces superior a 2,0 moles de dobles enlaces/kg de sustancia y que reaccionan mediante la acción de radiación de alta energía con compuestos etilénicamente insaturados con polimerización, sumando los porcentajes de los componentes (A) a (F) y del componente (II) el 100 % en peso, y presentando la mezcla de (I) y (II) contenida en el sistema de recubrimiento un promedio en peso del peso molecular Mw superior a de 50000 a 3000000 g/mol.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09005459.

Solicitante: Bayer Intellectual Property GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ALFRED-NOBEL-STRASSE 10 40789 MONHEIM ALEMANIA.

Inventor/es: WEIKARD, JAN DR., SOMMER, STEFAN, LUEHMANN,Erhard.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

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  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/66 (Compuestos de los grupos C08G 18/42, C08G 18/48, ó C08G 18/52)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento a base de poliureas... > C09D175/14 (Poliuretanos con enlaces insaturados carbono-carbono)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento a base de poliureas... > C09D175/16 (con enlaces insaturados carbono-carbono terminales)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/42 (Policondensados que tienen grupos éster carboxílico o carbónico en la cadena principal)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/67 (Compuestos insaturados que tienen hidrógeno activo)
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  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/68 (Poliésteres insaturados)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos > C08G18/12 (Procesos de prepolimerización)
  • 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)

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Fragmento de la descripción:

Sistemas de recubrimiento antiadherentes, de curado por radiación a base de dispersiones de poliuretano acuosas, de alto peso molecular La presente invención describe sistemas de recubrimiento antiadherentes, de curado por radiación a base de dispersiones de poliuretano acuosas, de alto peso molecular, a un procedimiento para su producción, al uso de los sistemas de recubrimiento como lacas y/o adhesivos así como a objetos y sustratos, dotados con estas lacas y/o adhesivos.

Los sistemas de recubrimiento acuosos, de curado por radiación, a base de polímeros de poliuretano se emplean en el recubrimiento, entre otros, de madera, plásticos y cuero, y se caracterizan por una pluralidad de propiedades positivas, tales como una buena resistencia a productos químicos y estabilidad mecánica. Una ventaja particular es el curado de segundos de la capa de cubrición de poliuretano mediante entrecruzamiento de los dobles enlaces etilénicos contenidos en el polímero con ayuda de radiación de alta energía.

Para muchas aplicaciones, tales como por ejemplo en el lacado de la madera/muebles o de plásticos, desempeña un papel extraordinariamente importante un secado físico intenso después de la retirada por ventilación del agua y antes del curado por radiación. Los sustratos, que antes del curado por radiación tienen un revestimiento de película aún pegajoso, no pueden apilarse y ya las menores cargas mecánicas, tal como se producen durante el transporte en un taller de pintura, dejan huellas y daños sobre el recubrimiento. De manera correspondiente el pintor debe gestionar un alto coste para el transporte y el almacenamiento de sustratos recubiertos, pero aún no endurecidos por radiación y dado el caso tener en cuenta fallos de producción.

Los sistemas que secan adecuadamente de manera física, conocidos hasta el momento, son sin embargo aún muy sensibles antes del curado por radiación. Esto se basa en que las películas aún no endurecidas por radiación se hinchas y se ablandan por una humedad del aire elevada, tal como es habitual en talleres de pintura, que trabajan aglutinantes a base de agua. Esto lleva a su vez a que se pierdan de nuevo las ventajas de los recubrimientos antiadherentes, tales como por ejemplo manipulación y almacenamiento sencillos en pilas.

Sería deseable, obtener después del secado físico recubrimientos antiadherentes, que presentaran una estabilidad frente al agua suficiente, para seguir siendo antiadherentes también en el caso de una humedad del aire elevada o, en el caso de un curado por radiación incompleto, por ejemplo en objetos conformados de forma complicada, tales como sillas, ofrecer una cierta medida de resistencia.

El uso de sistemas de recubrimiento de este tipo aumentará la eficacia del proceso de lacado y por lo tanto reducirá los costes de lacado.

Los requisitos de los sistemas de recubrimiento modernos son muy variados. De este modo no sólo es ventajoso cuando los sistemas de recubrimiento de curado por radiación son antiadherentes después de un secado físico, más bien, después del curado por radiación debería obtenerse una película que caracterice por altas resistencias químicas y buena capacidad de carga mecánica.

En el documento EP-A 753 531 se describen dispersiones de uretanacrilato a base de poliéster-y poliepoxiarilatos que contienen grupos hidroxilo. Las películas que se describen en este caso, si bien se secan físicamente, no obstante no muestran una buena resistencia contra el agua antes del curado por radiación y tienen también debilidades contra disolventes después del curado por radiación. En la solicitud no se usa ninguna amina o alcohol trifuncional o de funcionalidad superior para la construcción de un poliuretanacrilato de alto peso molecular y para la mejora controlada de la antiadherencia.

En el documento EP-A 942 022 se describen dispersiones de uretanacrilato a base de poliesteracrilatos, polieteracrilatos o poliuretanacrilatos que contienen grupos hidroxilo en combinación con poliepoxiacrilatos. Los sistemas de recubrimiento descritos llevan a lacas transparentes que secan físicamente, no obstante, la resistencia al agua antes del curado por radiación no es suficiente. Además, el uso de poliepoxiacrilatos, debido a los constituyentes aromáticos, lleva a una escasa resistencia a la intemperie. El uso de poliepoxiacrilatos lleva así mismo ligeramente a una película quebradiza después del curado por radiación y con ello a una escasa adherencia sobre sustratos de plástico.

Dispersiones de poliuretano acuosas, de curado por radiación, a base de poliesteracrilatos y polieteracrilatos que contienen grupos hidroxilo se encuentran en el documento EP-A 872 502. Los sistemas de recubrimiento llevan a películas que se secan físicamente, que presentan una escasa antiadherencia. Las resistencias frente a disolventes son así mismo insuficientes. No se describe el uso de aminas o alcoholes trifuncionales o de funcionalidad superior para la mejora controlada de la antiadherencia.

El objetivo de la presente invención era proporcionar sistemas de recubrimiento a base de dispersiones de poliuretano acuosas, de curado por radiación, que después del secado físico y antes del curado por radiación den como resultado recubrimientos con una antiadherencia adecuada. Estos recubrimientos aún no curados por radiación tendrán una estabilidad frente al agua suficiente, para que se mantenga la antiadherencia también en el

caso de una humedad del aire elevada. Además, los revestimientos de película después del curado por radiación podrán cargarse mecánicamente y serán muy resistentes frente a productos químicos.

El objetivo se consiguió mediante el uso de aminas y alcoholes trifuncionales y de funcionalidad superior para la producción de los poliuretanos contenidos en las dispersiones.

Son por lo tanto objeto de la invención sistemas de recubrimiento a base de dispersiones de poliuretano acuosas, de curado por radiación que contienen I) poliuretanos, que pueden obtenerse a partir de A) del 40 al 80 % en peso de un componente que contiene hidroxilo que contiene A1) del 10 al 80 % en peso, con respecto a la suma de los componentes (A) a (F) y (II) , de uno o varios prepolímeros que contienen grupos hidroxilo, que se seleccionan del grupo que consiste en poliester-o polieter (met) acrilatos con un índice de OH en el intervalo de 5 a 300 mg de KOH/g de sustancia y que contienen grupos que reaccionan bajo la acción de alta energía con dobles enlaces etilénicamente insaturados con polimerización, A2) del 0 al 50 % en peso, con respecto a la suma de los componentes (A) a (F) y (II) , de uno o varios alcoholes monoméricos que contienen grupos (met) acrilato con un índice de OH en el intervalo de 35 a 1000 mg de KOH/g de sustancia B) del 0, 1 al 20 % en peso de uno o varios compuestos reactivos frente a grupos isocianato, que contienen grupos no iónicos, iónicos o que pueden formar grupos iónicos, que actúan de manera dispersante para la dispersión de poliuretano, C) del 0, 1 al 30 % en peso, de un componente que contiene hidroxilo y/o que contiene amina que contiene C1) del 0, 1 al 10 % en peso, con respecto a la suma de los componentes (A) a (F) y (II) , de compuestos monoméricos con funcionalidades hidroxi y/o amino con una funcionalidad de 3 a 6 y un peso molecular en el intervalo de 92 a 254 g/mol y/o C2) del 0, 1 al 20 % en peso, con respecto a la suma de los componentes (A) a (F) y (II) , de poliésteres con funcionalidades hidroxi y/o amino, polieterésteres y poliéteres C2, C3 y/o C4 con una funcionalidad de 2, 3 a 4, 0 y un peso molecular en el intervalo de 238 a 4000 g/mol, D) del 0 al 30 % en peso de compuestos con funcionalidad hidroxi seleccionados del grupo de monoalcoholes y/o dioles, en cada caso con... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistemas de recubrimiento a base de dispersiones de poliuretano acuosas de curado por radiación, que contienen I) poliuretanos, que pueden obtenerse a partir de A) del 40 al 80 % en peso de un componente que contiene hidroxilo, que contiene A1) del 10 al 80 % en peso, con respecto a la suma de los componentes (A) a (F) y (II) , de uno o varios prepolímeros que contienen grupos hidroxilo, que se seleccionan del grupo que consiste en poliester-o polieter (met) acrilatos con un índice de OH en el intervalo de 5 a 300 mg de KOH/g de sustancia y que contienen grupos que reaccionan bajo la acción de radiación de alta energía con dobles enlaces etilénicamente insaturados con polimerización, A2) del 0 al 50 % en peso, con respecto a la suma de los componentes (A) a (F) y (II) , de uno o varios alcoholes monoméricos que contienen grupos (met) acrilato con un índice de OH en el intervalo de 35 a 1000 mg de KOH/g de sustancia B) del 0, 1 al 20 % en peso de uno o varios compuestos reactivos frente a grupos isocianato, que contienen grupos no iónicos, iónicos o que pueden formar grupos iónicos, que actúan de manera dispersante para la dispersión de poliuretano, C) del 0, 1 al 30 % en peso de un componente que contiene hidroxilo y/o que contiene amina, que contiene C1) del 0, 1 al 10 % en peso, con respecto a la suma de los componentes (A) a (F) y (II) , de compuestos monoméricos con funcionalidades hidroxi y/o amino, con una funcionalidad de 3 a 6 y un peso molecular en el intervalo de 92 a 254 g/mol y/o C2) del 0, 1 al 20 % en peso, con respecto a la suma de los componentes (A) a (F) y (II) , de poliésteres con funcionalidades hidroxi y/o amino, polieterésteres y poliéteres C2, C3 y/o C4 con una funcionalidad de 2, 3 a 4, 0 y un peso molecular en el intervalo de 238 a 4000 g/mol, D) del 0 al 30 % en peso de compuestos con funcionalidad hidroxi seleccionados del grupo de monoalcoholes y/o dioles, en cada caso con un peso molecular en el intervalo de 32 a 118 g/mol, poliésteres, policarbonatos, poliéteres C2, C3 y/o C4, polieterésteres y policarbonatopoliésteres con una funcionalidad de 1, 0 a 2, 0, en cada caso con un peso molecular en el intervalo de 300 a 4000 g/mol, E) del 0, 1 al 10 % en peso de monoaminas, diaminas y/o aminoalcoholes difuncionales, con F) del 10 al 50 % en peso de uno o varios poliisocianatos, estando excluido el uso de poliepoxi (met) acrilatos en la síntesis de (I) , y II) del 0 al 40 % en peso de oligo (met) acrilatos, que se seleccionan del grupo del componente (A1) con una densidad de dobles enlaces superior a 2, 0 moles de dobles enlaces/kg de sustancia y que reaccionan mediante la acción de radiación de alta energía con compuestos etilénicamente insaturados con polimerización, sumando los porcentajes de los componentes (A) a (F) y del componente (II) el 100 % en peso, y presentando la mezcla de (I) y (II) contenida en el sistema de recubrimiento un promedio en peso del peso molecular Mw

superior a de 50000 a 3000000 g/mol.

2. Sistemas de recubrimiento a base de dispersiones de poliuretano acuosas de curado por radiación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizados por que en el componente (C1) se usan trioles, tetroles, hexoles, triaminas y/o tetraaminas alifáticos o cicloalifáticos que contienen de 3 a 10 átomos de carbono.

3. Sistemas de recubrimiento a base de dispersiones de poliuretano acuosas de curado por radiación de acuerdo

con la reivindicación 1, caracterizados por que en el componente (C1) se usan glicerol, trimetiloletano, trimetilolpropano, trimetilolbutano, pentaeritritol, di-trimetilopropano, di-pentaeritritol, sorbitol, glucosa, fructosa, dietilentriamina y/o trietilentetraamina.

4. Sistemas de recubrimiento a base de dispersiones de poliuretano acuosas de curado por radiación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizados por que en el componente (C2) poliesteralcoholes, 45 seleccionados del grupo de los productos de reacción de ácido adípico, ácido isoftálico y anhídrido de ácido ftálico con trimetilolpropano, glicerol, pentaeritritol, hexanodiol, butanodiol, dietilenglicol, monoetilenglicol o neopentilglicol o mezclas de los dioles mencionados.

5. Sistemas de recubrimiento a base de dispersiones de poliuretano acuosas de curado por radiación de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizados por que los poliesteralcoholes presentan un peso molecular de 300 a 4000 50 g/mol.

6. Sistemas de recubrimiento a base de dispersiones de poliuretano acuosas de curado por radiación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizados por que como componente (C2) se usan polietilenglicoles, polipropilenglicoles y/o politetrahidrofuranos.

7. Sistemas de recubrimiento a base de dispersiones de poliuretano acuosas de curado por radiación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizados por que la mezcla de (I) y (II) contenida en los mismos presenta un promedio en peso del peso molecular Mw de 100000 a 2000000 g/mol.

8. Sistemas de recubrimiento a base de dispersiones de poliuretano acuosas de curado por radiación de acuerdo

con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizados por que están contenidos también al menos iniciador y dado el caso sustancias auxiliares y aditivos adicionales, que permiten un curado con radiación de alta energía.

9. Procedimiento para la producción de los sistemas de recubrimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 que comprende las siguientes etapas:

i) hacer reaccionar los componentes A) a D) con el componente F) para dar prepolímeros de poliuretano ii) añadir el componente II iii) dispersar la mezcla obtenida después de la etapa ii) en agua para dar una dispersión de poliuretano acuosa, en donde antes, durante o después de añadir el componente II, o antes, durante o después de dispersar tiene lugar la neutralización al menos parcial de los grupos (potencialmente) iónicos dado el caso introducidos con el componente B) y en donde, en cualquier instante después de la etapa i) tiene lugar posiblemente, una reacción de los prepolímeros de poliuretano con el componente E.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que la reacción de los grupos isocianato aún libres de los prepolímeros de poliuretano con el componente (E) tiene lugar hasta del 80 al 110 %.

11. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado por que la diferencia entre el

contenido en NCO al final de la etapa i) y el contenido en NCO teóricamente alcanzable se encuentra en de +2, 0 a 1, 0 % en peso.

12. Uso de los sistemas de recubrimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 para la producción de adhesivos o lacas.

13. Adhesivos o lacas que contienen un sistema de recubrimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8.

14. Sustratos recubiertos con una laca que puede obtenerse con el uso de un sistema de recubrimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8.

15. Uso de los sistemas de recubrimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 en mezclas de aglutinante para la producción de sistemas de doble curado.