Una composición de polímero de resina epoxídica y polisiloxano,

reticulado, que es un producto de reacción de los ingredientes que consisten esencialmente en:

un componente resina basado en una mezcla de una resina epoxídica no aromática que tiene al menos dos grupos 1,2-epóxido con un polisiloxano;

un componente endurecedor de amina difuncional, que puede estar sustituido totalmente o en parte con un aminosilano;

un catalizador;

un pigmento o componente agregado;

y agua,

y comprendiendo opcionalmente hasta 10 por ciento en peso de modificadores y agentes seleccionados del grupo que consiste en: modificadores reológicos, plastificantes, agentes antiespumantes, agentes tixotrópicos, agentes humectantes de pigmentos, extendedores bituminosos y asfálticos, agentes antienturbiamiento, diluyentes, estabilizantes de luz ultravioleta, agentes de liberación de aire, agentes auxiliares de dispersión y mezclas de los mismos

Composición de polímero de resina epoxídica y polisiloxano.

Campo de la invención

La invención se refiere a composiciones a base de resina epoxídica útiles para recubrimientos protectores y similares y, más específicamente, a una composición de polímero de resina epoxídica y polisiloxano con propiedades mejoradas de flexibilidad, resistencia a la intemperie, resistencia a la compresión y resistencia química.

Fundamentos

Los materiales de recubrimiento epoxídico son bien conocidos y han logrado aceptación comercial como recubrimientos protectores y decorativos para: acero, aluminio, galvanizado, madera y hormigón en los mercados de mantenimiento, marinos, de la construcción, de la arquitectura, de aeronaves y de acabado de productos. Las materias primas básicas usadas para preparar estos recubrimientos comprenden en general como componentes esenciales: (a) una resina epoxídica (b) un endurecedor y (c) un pigmento o componente agregado.

Los materiales de recubrimiento a base de resina epoxídica, conocidos, contienen con frecuencia diversos componentes además de la resina epoxídica, endurecedor y pigmento/agregado, tales como diluyentes no reactivos y reactivos incluyendo mono- y diepóxidos, plastificantes, extendedores bituminosos y asfálticos, activadores de la adhesión, agentes de suspensión y tixótropos, tensioactivos, inhibidores de la corrosión, estabilizantes de luz ultravioleta, catalizadores y modificadores reológicos. Los componentes tanto resina como endurecedor también pueden contener disolventes orgánicos volátiles que se usan para disminuir la viscosidad de la composición, proporcionando de ese modo una consistencia adecuada para la aplicación por pulverización con equipo de pulverización con aire, sin aire y electrostática, convencional.

Los recubrimientos protectores a base de resina epoxídica poseen muchas propiedades que los hacen deseables como materiales de recubrimiento. Están fácilmente disponibles y se aplican fácilmente por una variedad de métodos incluyendo: pulverización, rodadura y barnizado con pincel. Se adhieren bien al acero, al hormigón y a otros substratos, tienen bajos índices de transmisión de vapor húmedo y actúan como barreras para la entrada de agua, ión cloruro y sulfato, proporcionan excelente protección a la corrosión en una variedad de condiciones de exposición atmosférica y presentan buena resistencia a muchos productos químicos y disolventes.

Los materiales de recubrimiento a base de resina epoxídica en general no presentan buena resistencia al desgaste a la luz del sol. Aunque dichos recubrimientos mantienen su resistencia química y a la corrosión, exposición a luz ultravioleta, el componente de la luz solar da como resultado un fenómeno de degradación de la superficie conocido como desintegración en polvo, que cambia tanto el brillo como el color del recubrimiento original. En el caso de que se desee o se requiera retención del color y del brillo, los recubrimientos protectores a base de resina epoxídica se aplican típicamente como recubrimiento de acabado con un recubrimiento más resistente a la intemperie, por ej., un recubrimiento de poliuretano alquídico, vinílico o alifático. El resultado final es un sistema de dos o a veces tres capas que proporciona resistencia a la corrosión y resistencia a la intemperie, pero que es también trabajoso y caro de aplicar.

Así, aunque los materiales de recubrimiento a base de resina epoxídica han logrado amplia aceptación comercial, sin embargo queda la necesidad de materiales a base de resina epoxídica con retención mejorada de color y brillo, mejor resistencia química y a la corrosión y resistencia mejorada al abuso mecánico. Se necesitan nuevos materiales de recubrimiento de resina epoxídica para satisfacer los nuevos reglamentos gubernamentales sobre medio ambiente y riesgos para la salud. Se requieren materiales de recubrimiento de resina epoxídica con retención mejorada de color y brillo dondequiera que se puedan exponer a la luz del sol. Es deseable un recubrimiento de resina epoxídica que no experimente desintegración en polvo y no requiera una mano de acabado resistente a la intemperie. Se requieren materiales de recubrimiento con resistencia química, a la corrosión, al impacto y a la abrasión, mejorada, para estructuras de contención química tanto primarias como secundarias, para proteger el acero y el hormigón en las industrias químicas, de generación de energía, de vagones, de aguas residuales y de tratamiento de aguas de desecho y de elaboración de papel y pulpa.

Hasta este momento, se han obtenido recubrimientos epoxídicos con resistencia a la intemperie mejorada por modificación con resina acrílica o por curado de manera inherente de resinas epoxídicas resistentes a la intemperie, por ej., sorbitol glicidil éteres, productos de reacción hidrogenados de bisfenol A y epiclorhidrina y más recientemente las resinas de melamina coeterificadas con funciones epoxi de Monsanto con poliamida, amina cicloalifática o resinas acrílicas con funciones carboxilo o de poliéster. Otra solución ha sido usar resinas de poliéster epoxidizadas en combinación con ciertos vehículos con funciones carboxilo. Aunque estos recubrimientos presentan resistencia a la intemperie mejorada, su resistencia química y a la corrosión es, en general, inferior a la de los recubrimientos a base de resina epoxídica descritos previamente.

En la patente internacional WO 96/16109 se describe una composición de recubrimiento de resina epoxídica y polisiloxano que comprende (a) un componente de resina que incluye una resina epoxídica no aromática con al menos dos grupos 1,2-epóxido por molécula; un polisiloxano y un organosilano; (b) un componente endurecedor de amina sustituido totalmente o en parte con un aminosilano; (c) un catalizador de organoestaño; y (d) un componente pigmento o agregado. Estos componentes se combinan en presencia de una cantidad suficiente de agua para fomentar la hidrólisis de polisiloxano y/o organooxisilano y la policondensación de los silanoles producidos por tal hidrólisis.

Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar una composición de recubrimiento a base de resina epoxídica con resistencia química, a la corrosión y a la intemperie, mejorada.

Sumario de la invención

Se prepara una composición de resina epoxídica y polisiloxano de acuerdo con principios de esta invención, por combinación de los siguientes ingredientes:

La composición de resina epoxídica y polisiloxano se prepara usando en el intervalo de 10-60 por ciento en peso del ingrediente resina epoxídica no aromática, 15 a 60 por ciento en peso de polisiloxano, 5 a 40 por ciento en peso de endurecedor de amina y hasta cinco por ciento en peso de catalizador.

Los ingredientes identificados anteriormente reaccionan para formar una composición de red no interpenetrante que comprende un copolímero de resina epoxídica y polisiloxano en fase continua. Las composiciones de resina epoxídica y polisiloxano de esta invención muestran resistencia mejorada a la luz ultravioleta y al desgaste a la luz del sol así como resistencia química y a la corrosión, mejorada, cuando se compara con recubrimientos a base de resina epoxídica convencionales. Adicionalmente, las composiciones de resina epoxídica y polisiloxano de esta invención muestran retención de color y brillo que se aproxima a un nivel presentado por poliuretanos alifáticos y dependiendo de la aplicación, se puede eliminar la necesidad de recubrimiento de acabado.

Descripción detallada

La composición de resina epoxídica y polisiloxano se prepara, de acuerdo con principios de esta invención, combinando en presencia de agua:

 

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Reivindicaciones:

1. Una composición de polímero de resina epoxídica y polisiloxano, reticulado, que es un producto de reacción de los ingredientes que consisten esencialmente en:

un componente resina basado en una mezcla de una resina epoxídica no aromática que tiene al menos dos grupos 1,2-epóxido con un polisiloxano;

un componente endurecedor de amina difuncional, que puede estar sustituido totalmente o en parte con un aminosilano;

un catalizador;

un pigmento o componente agregado;

y agua,

y comprendiendo opcionalmente hasta 10 por ciento en peso de modificadores y agentes seleccionados del grupo que consiste en: modificadores reológicos, plastificantes, agentes antiespumantes, agentes tixotrópicos, agentes humectantes de pigmentos, extendedores bituminosos y asfálticos, agentes antienturbiamiento, diluyentes, estabilizantes de luz ultravioleta, agentes de liberación de aire, agentes auxiliares de dispersión y mezclas de los mismos.

2. La composición según la reivindicación 1, en la que el catalizador es hasta 5 por ciento en peso de la composición.

3. Una composición de polímero de resina epoxídica y polisiloxano, reticulado según la reivindicación 1, en la que el pigmento o componente agregado es hasta 50 por ciento en peso de la composición.

4. La composición según la reivindicación 1, en la que el endurecedor de amina incluye un aminosilano que tiene dos hidrógenos amínicos, reaccionando el aminosilano con los grupos epoxídicos en la resina epoxídica para formar polímeros de cadena epoxídicos, y con el polisiloxano para formar polímeros de polisiloxano, donde los polímeros de cadena epoxídicos y los polímeros de polisiloxano copolimerizan para formar una composición de polímero de resina epoxídica y polisiloxano, reticulado curado.

5. La composición según la reivindicación 1, en la que el endurecedor de amina es un aminosilano que tiene la fórmula general:

donde Y es H(HNR)a y donde a es uno, R es un radical orgánico difuncional seleccionado independientemente del grupo que consiste en radicales arilo, alquilo, dialquilarilo, alcoxialquilo y cicloalquilo y donde X está limitado a los grupos alquilo, hidroxialquilo, alcoxialquilo o hidroxialcoxialquilo, que contienen menos de seis átomos de carbono.

6. La composición según la reivindicación 4, que comprende en el intervalo de 10 a 60 por ciento en peso de resina epoxídica, 15 a 60 por ciento en peso de polisiloxano y 5 a 40 por ciento en peso de endurecedor de amina, basado en el peso total de la composición.

7. La composición según la reivindicación 4, en la que el polisiloxano se selecciona del grupo que consiste en polisiloxanos con funciones alcoxi y silanol.

8. La composición según la reivindicación 4, que comprende peso equivalente de amina en el intervalo de 0,7 a 1,2 por un peso equivalente de epóxido.

 

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