LACA EN POLVO DE POLIURETANO.

Laca en polvo de poliuretano que contiene una mezcla de

A) un componente aglutinante hidroxifuncional presente en forma sólida por debajo de 40ºC y en forma líquida por encima de 130ºC,

con un índice de OH de 15 a 200 mg de KOH/g, un peso molecular medio de 400 a 10.000 y un contenido de grupos carboxilo (calculado como COOH, peso molecular = 45) de hasta 2,0% en peso;

B) un compuesto de poliadición que presenta grupos uretdiona y eventualmente grupos isocianato libres basado en diisocianatos alifáticos y/o cicloalifáticos;

C) un monoalcohol o una mezcla de monoalcoholes que se presentan en forma sólida por debajo de 23ºC y en forma líquida por encima de 125ºC;

D) al menos un catalizador de endurecimiento acelerador de la reacción de grupos uretdiona con grupos hidroxilo,

E) eventualmente un componente que presenta grupos reactivos frente a grupos carboxilo de un peso molecular medio de 200 a 5.000,

y eventualmente

F) otros coadyuvantes y aditivos conocidos en la tecnología de lacas en polvo;

con la condición de que los componentes A), B) y C) se presenten en relaciones cuantitativas tales que, por cada grupo hidroxilo de los componentes A) y C), correspondan 0,8 a 2,2 grupos isocianato del componente B), entendiéndose por grupos isocianato del componente B) la suma de los grupos isocianato presentes en forma dimérica como grupos uretdiona y los grupos isocianato libres, que los componentes A) y eventualmente E) se presenten en relaciones cuantitativas tales que, por cada grupo carboxilo del componente A), correspondan 0,8 a 2,0 grupos reactivos frente a grupos carboxilo del componente E), ascendiendo la proporción de componente C) en la cantidad total de componentes A) a F) a 1 a 10% en peso y la proporción de componente D) en la cantidad total de componentes A) a F) a 0,05 a 5% en peso

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07017851.

Solicitante: BAYER MATERIALSCIENCE AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: AN DER LEHMKUHLE 20,51371 LEVERKUSEN.

Inventor/es: LAAS, HANS-JOSEF, HALPAAP, REINHARD, DR., GRAHL, MICHAEL, GRESZTA-FRANZ,DOROTA.

Fecha de Publicación: 22 de Marzo de 2010.

Fecha Solicitud PCT: 12 de Septiembre de 2007.

Fecha Concesión Europea: 18 de Noviembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

C08G18/42H3G
C08G18/79K
C09D175/12 QUIMICA; METALURGIA. › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › C09D COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS, BARNICES, LACAS; EMPLASTES; PRODUCTOS QUIMICOS PARA LEVANTAR LA PINTURA O LA TINTA; TINTAS; CORRECTORES LIQUIDOS; COLORANTES PARA MADERA; PRODUCTOS SOLIDOS O PASTOSOS PARA ILUMINACION O IMPRESION; EMPLEO DE MATERIALES PARA ESTE EFECTO (cosméticos A61K; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies, en general B05D; coloración de madera B27K 5/02; vidriados o esmaltes vitreos C03C; resinas naturales, pulimento francés, aceites secantes, secantes, trementina, per se , C09F; composiciones de productos para pulir distintos del pulimento francés, cera para esquíes C09G; adhesivos o empleo de materiales como adhesivos C09J; materiales para sellar o guarnecer juntas o cubiertas C09K 3/10; materiales para detener las fugas C09K 3/12; procedimientos para la preparación electrolítica o electroforética de revestimientos C25D). › C09D 175/00 Composiciones de revestimiento a base de poliureas o poliuretanos; Composiciones de revestimiento a base de tales polímeros. › a partir de compuestos que tienen nitrógeno y un hidrógeno activo, no formando parte el átomo de nitrógeno de un grupo isocianato.

Clasificación PCT:

C08G18/28 C […] › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 18/00 Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos. › caracterizados por los compuestos utilizados que contienen hidrógeno activo.
C08G18/42 C08G 18/00 […] › Policondensados que tienen grupos éster carboxílico o carbónico en la cadena principal.
C08G18/79 C08G 18/00 […] › caracterizados por los polisocianatos utilizados, los cuales tienen grupos formados por oligomerización de isocianatos o isotiocianatos.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

Fragmento de la descripción:

Laca en polvo de poliuretano.

Bajo la presión de una legislación medioambiental cada vez más estricta, el desarrollo de lacas en polvo, además de lacas de alto contenido en sólidos y sistemas de recubrimiento acuosos, ha ganado en los últimos años una importancia creciente. Las lacas en polvo no emiten ningún disolvente dañino en la aplicación, pueden procesase con un grado muy alto de aprovechamiento material y son por tanto consideradas como especialmente respetuosas con el medio ambiente y económicas.

Pueden fabricarse recubrimientos de valor cualitativo especialmente alto, resistentes a la luz y a la intemperie con lacas en polvo termoendurecibles basadas en poliuretano. Las lacas en polvo de poliuretano (PUR) implantadas hoy en día en el mercado están compuestas en general por poliéster-polioles sólidos que se endurecen con poliisocianatos alifáticos o principalmente cicloalifáticos bloqueados sólidos. Estos sistemas presentan sin embargo la desventaja de que en la reticulación térmica se disocian los compuestos utilizados como agentes bloqueantes y predominantemente se pierden. Por tanto, deben tomarse medidas en su procesamiento, por razones técnicas así como por razones ecológicas y de higiene del trabajo, para la purificación del aire de salida y/o el reciclaje del agente de bloqueo.

Representa una posibilidad de evitar la emisión de agentes de bloqueo los reticulantes de laca en polvo de PUR que presentan grupos uretdiona conocidos (por ejemplo, documentos DE-A 2.312.391, DE-A 2.420.475, EP-A 0.045.994, EP-A 0.045.996, EP-A 0.045.998, EP-A 0.639.598 o EP-A 0.669.353). Como principio reticulante, se emplea en estos productos la retrodisociación térmica de grupos uretdiona en grupos isocianato libres y su reacción con el aglutinante hidroxifuncional. En la práctica, sin embargo, los reticulantes de laca en polvo de uretdiona han encontrado hasta ahora poco uso. La causa de ello se encuentra en la reactividad comparativamente baja de los grupos isocianato bloqueados internos, que en general hace necesarias temperaturas de cocción de al menos 160ºC.

Aunque es conocido que la disociación de los grupos uretdiona comienza perceptiblemente ya a partir de 100ºC, particularmente en presencia de un asociado de reacción que contiene grupos hidroxilo, la reacción transcurre en este intervalo de temperaturas tan lentamente que el endurecimiento completo de las películas de laca para empleo práctico requiere tiempos imposiblemente largos de varias horas. Ciertamente, se citan ya en los documentos DE-A 2.420.475, DE-A 2.502.934 o EP-A 0.639.598 como posibles condiciones de cocción para sistemas de laca en polvo que contienen grupos uretdiona temperaturas a partir de 110ºC, en el documento DE-A 2.312.391 incluso temperaturas a partir de 90ºC, pero los ejemplos de realización descritos concretamente muestran que pueden obtenerse también con las lacas en polvo descritas en estas publicaciones recubrimientos suficientemente reticulados con tiempos de cocción prácticos de cómo máximo 30 min sólo a temperaturas de 150 a 160ºC. De cualquier manera, no se da a conocer en estas publicaciones que puedan procurarse lacas en polvo que puedan endurecerse realmente ya a temperaturas inferiores a 150 a 160ºC en la escala utilizable industrialmente.

No han faltado ensayos para acelerar el endurecimiento de lacas en polvo de PUR reticuladas con uretdiona mediante el uso conjunto de catalizadores adecuados. Con este fin, se han propuesto ya distintos compuestos, por ejemplo los catalizadores organometálicos conocidos pro la química del poliuretano como acetato de estaño (II), octoato de estaño (II), etilcaproato de estaño (II), laurato de estaño (II), diacetato de dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño, maleato de dibutilestaño (por ejemplo, los documentos EP-A 0.045.994, EP-A 0.045.998, EP-A 0.601.079, WO 91/07452 o DE-A 2.420.475), cloruro de hierro (III), cloruro de cinc, 2-etilcaproato de cinc y glicolato de molibdeno, aminas terciarias como trietilamina, piridina, metilpiridina, bencildimetilamina, N,N-endoetilenpiperazina, N-metilpiperidina, pentametildietilentriamina, N,N-dimetilaminociclohexano y N,N-dimetilpiperazina (por ejemplo, el documento EP-A 0.639.598) o amidinas N,N,N-trisustituidas, particularmente amidinas bicíclicas como 1,5-diazabiciclo[4.3.0]non-5-eno (DBN) (por ejemplo, el documento EP-A 0.803.524).

Estos catalizadores permiten temperaturas de cocción menores a las amidinas bicíclicas citadas. Sin embargo, conducen simultáneamente a un amarilleamiento por cocción inaceptablemente alto para muchos campos de aplicación. Por esta razón, no se han impuesto hasta ahora en el mercado sistemas de uretdiona catalizados por amidina.

Recientemente, se han conseguido progresos en la reducción de la temperatura de cocción de lacas en polvo de uretdiona.

Según las enseñanzas del documento EP-A 1.137.689, los catalizadores ácidos de Lewis como, por ejemplo, los compuestos de estaño o cinc citados anteriormente, se inhiben por grupos ácidos como, por ejemplo, grupos carboxilo. Por tanto, pueden desplegar su actividad catalítica completa en un sistema de laca en polvo de uretdiona sólo cuando el aglutinante hidroxifuncional utilizado está exento de grupos carboxilo. Por esta razón, se añade a las lacas en polvo descritas en esta publicación, que están compuestas por aglutinantes hidroxifuncionales habituales, reticulantes que contienen grupos uretdiona y catalizadores ácidos de Lewis especiales, una cantidad suficiente de un agente reactivo frente a grupos carboxilo, por ejemplo un epóxido, para transformar lo más posible los grupos carboxilo todavía presentes eventualmente en el aglutinante y eliminarlos así del sistema. De este modo, puede aumentarse la reactividad del polvo de poliuretano ciertamente tanto que el endurecimiento comienza ya a partir de una temperatura de aprox. 120ºC, pero las películas de laca así obtenibles muestran un comportamiento de nivelación completamente insuficiente, que las precipita con una alta textura superficial y de brillo insuficiente. Ciertamente, se describen formulaciones de laca de este tipo mejoradas en el documento WO 2005/095482, que se reticulan en presencia de catalizadores de cinc a bajas temperaturas y proporcionan recubrimientos de nivelación aceptable, pero en éstas se señala el uso de aglutinantes hidroxifuncionales muy especiales con un contenido residual definido exactamente de grupos ácido.

Son otros catalizadores con los que puede reducirse claramente de modo similar la temperatura de cocción de lacas en polvo de uretdiona en ausencia de grupos carboxilo o con el uso conjunto de un compuesto reactivo frente a grupos carboxilo como con catalizadores ácidos de Lewis del documento EP-A 1.137.689, por ejemplo, los hidróxidos y fluoruros de amonio descritos en el documento EP-A 1.334.987, los carboxilatos de amonio descritos en el documento EP-A 1.475.399 o los hidróxidos y alcoholatos metálicos descritos en el documento EP-A 1.475.400. Sin embargo, también estos catalizadores conducen generalmente a lacas en polvo de superficie texturada y brillo insuficiente. Tampoco usando componentes reticulantes que contienen grupos uretdiona especiales, que se han fabricado con 1,12-dodecanodiol como agente alargador de cadena (véanse, por ejemplo, los documentos EP-A 1.524.283 y EP-A 1.526.147) y/o poliéster-polioles especiales parcialmente cristalinos como aglutinantes (véanse, por ejemplo, los documentos WO 2005/105879 y WO 2005/105880), ha podido resolverse satisfactoriamente hasta ahora el problema de la óptica deficiente de lacas en polvo de uretdiona altamente reactivas.

Era por tanto objetivo de la presente invención poner a disposición nuevas lacas en polvo de PUR exentas de disociación basadas en componentes aglutinantes comerciales bien disponibles que se endurecieran a bajas temperaturas de cocción o tiempos de cocción correspondientemente cortos y dieran así como resultado películas de laca completamente reticuladas que se caracterizaran frente a las lacas en polvo de uretdiona endurecibles a baja temperatura conocidas hasta ahora por unas propiedades de superficie claramente mejoradas, particularmente una nivelación notable.

Este objetivo ha podido conseguirse ahora mediante la provisión de las lacas en polvo de uretdiona que contienen monoalcoholes descritas con detalle a continuación.

La presente invención se basa en la sorprendente observación de que con lacas en polvo de PUR exentas de disociación compuestas por reticulantes de laca en polvo de uretdiona, aglutinantes hidroxifuncionales habituales, catalizadores adecuados aceleradores...

Reivindicaciones:

1. Laca en polvo de poliuretano que contiene una mezcla de

A) un componente aglutinante hidroxifuncional presente en forma sólida por debajo de 40ºC y en forma líquida por encima de 130ºC, con un índice de OH de 15 a 200 mg de KOH/g, un peso molecular medio de 400 a 10.000 y un contenido de grupos carboxilo (calculado como COOH, peso molecular = 45) de hasta 2,0% en peso;

B) un compuesto de poliadición que presenta grupos uretdiona y eventualmente grupos isocianato libres basado en diisocianatos alifáticos y/o cicloalifáticos;

C) un monoalcohol o una mezcla de monoalcoholes que se presentan en forma sólida por debajo de 23ºC y en forma líquida por encima de 125ºC;

D) al menos un catalizador de endurecimiento acelerador de la reacción de grupos uretdiona con grupos hidroxilo,

E) eventualmente un componente que presenta grupos reactivos frente a grupos carboxilo de un peso molecular medio de 200 a 5.000,y eventualmente

F) otros coadyuvantes y aditivos conocidos en la tecnología de lacas en polvo;

con la condición de que los componentes A), B) y C) se presenten en relaciones cuantitativas tales que, por cada grupo hidroxilo de los componentes A) y C), correspondan 0,8 a 2,2 grupos isocianato del componente B), entendiéndose por grupos isocianato del componente B) la suma de los grupos isocianato presentes en forma dimérica como grupos uretdiona y los grupos isocianato libres, que los componentes A) y eventualmente E) se presenten en relaciones cuantitativas tales que, por cada grupo carboxilo del componente A), correspondan 0,8 a 2,0 grupos reactivos frente a grupos carboxilo del componente E), ascendiendo la proporción de componente C) en la cantidad total de componentes A) a F) a 1 a 10% en peso y la proporción de componente D) en la cantidad total de componentes A) a F) a 0,05 a 5% en peso.

2. Laca en polvo según la reivindicación 1, caracterizada porque el componente A) está compuesto por un poliéster que presenta grupos hidroxilo con un índice de OH de 25 a 200 y un peso molecular medio de 1.000 a 5.000.

3. Laca en polvo según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque se trata en el poliéster que presenta grupos hidroxilo del componente A) de un poliéster amorfo con una temperatura de reblandecimiento (Tg) dentro del intervalo de temperaturas de 40 a 120ºC y/o un poliéster semicristalino con un punto de fusión en el intervalo de 40 a 130ºC.

4. Laca en polvo según la reivindicación 1, caracterizada porque el componente B) está compuesto por un compuesto de poliadición que presenta grupos uretdiona y eventualmente grupos isocianato libres basado en hexametilendiisocianato, isoforondiisocianato, 4,4'- y/o 4,2'-diisocianatodiciclohexilmetano, 1,3-diisocianato-2(4)-metilciclohexano o cualquier mezcla de estos diisocianatos.

5. Laca en polvo según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el componente B) está compuesto por un compuesto de poliadición que presenta grupos uretdiona y eventualmente grupos isocianato libres, con un contenido mínimo de grupos éster de ácidos carboxílicos (calculado como CO₂; peso molecular: 44) y/o grupos carbonato (calculado como CO₃; peso molecular = 60) de 1% en peso.

6. Laca en polvo según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el componente C) está compuesto por un monoalcohol alifático lineal o ramificado saturado de 12 a 50 átomos de carbono, una mezcla de dichos monoalcoholes o una mezcla de homólogos de monoalcoholes lineales o ramificados saturados que presentan de media estadística de 18 a 50 átomos de carbono.

7. Laca en polvo según la reivindicación 5, caracterizada porque el componente C) está compuesto por un monoalcohol alifático lineal saturado de 12 a 24 átomos de carbono y grupos hidroxilo unidos primarios o una mezcla de dichos monoalcoholes.

8. Laca en polvo según la reivindicación 5, caracterizada porque el componente C) está compuesto por una mezcla de homólogos de monoalcoholes lineales saturados que presentan de media estadística de 23 a 50 átomos de carbono y portan grupos hidroxilo unidos primarios.

9. Laca en polvo según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque como catalizador de endurecimiento D) se usa al menos un compuesto de cinc inorgánico u orgánico.

10. Laca en polvo según la reivindicación 9, caracterizada porque como catalizador de endurecimiento D) se usa acetilacetonato de cinc.

11. Laca en polvo según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque como catalizador de endurecimiento D) se usa al menos una sal de amonio o fosfonio con anión carboxilato, hidróxido o fluoruro.

12. Laca en polvo según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque como catalizador de endurecimiento D) se usa al menos un alcoholato metálico con un catión metálico hexafuncional.

13. Laca en polvo según las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque como componente E) se usan poliepóxidos y/o ß-hidroxialquilamidas.

14. Laca en polvo según las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque como componente E) se usan mezclas de 70 a 82% en peso de éster diglicidílico del ácido tereftálico y 18 a 30% en peso de éster triglicidílico del ácido trimelítico.

15. Laca en polvo según las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque como componente F) se utilizan sales de tetraalquilamonio y/o tetraalquilfosfonio.

16. Laca en polvo según las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque los componentes A), B) y C) se presentan en relaciones cuantitativas tales que, por cada grupo hidroxilo de los componentes A) y C), correspondan 1,0 a 2,0 grupos isocianato del componente B), entendiéndose por grupos isocianato del componente B) la suma de los grupos isocianato presentes en forma dimérica como grupos uretdiona y los grupos isocianato libres, presentándose los componentes A) y eventualmente E) en relaciones cuantitativas tales que, por cada grupo carboxilo del componente A), correspondan 1,0 a 1,5 grupos reactivos frente a grupos carboxilo del componente E), ascendiendo la proporción de componente C) en la cantidad total de componentes A) y C) a 2 a 7% en peso y la proporción de componente D) en la cantidad total de componentes A) a E) a 0,1 a 3% en peso.

17. Uso de lacas en polvo según las reivindicaciones 1 a 16 para el recubrimiento de sustratos.

18. Sustratos recubiertos con películas poliméricas obtenibles a partir de lacas en polvo según las reivindicaciones 1 a 16.

Patentes similares o relacionadas:

Método que utiliza un catalizador de zirconio para la producción de materiales funcionales de carbamato, del 13 de Febrero de 2019, de BASF COATINGS GMBH: Un método para preparar un material con función carbamato, que comprende hacer reaccionar un compuesto de carbamato con un material con función […]

Composición acuosa de resina de uretano, del 24 de Enero de 2018, de Covestro Deutschland AG: Una composición acuosa de resina de uretano que se caracteriza por comprender los siguientes componente (A) y los siguientes componentes (B) y (C): (A) […]

Dispersión acuosa de poliuretanourea bloqueada, del 22 de Noviembre de 2017, de Covestro Deutschland AG: Dispersión acuosa de poliuretanourea bloqueada que puede obtenerse haciendo reaccionar al menos a) un poliisocianato, b) un agente de bloqueo […]

Esmaltes electroaislantes de polímeros modificados y conductores eléctricos con capacidad de deslizamiento mejorada obtenidos a partir de los mismos, del 25 de Enero de 2017, de Schwering & Hasse Elektrodraht GmbH: Esmalte electroaislante que contiene un polímero, que comprende un polímero base y unidades de modificación, que son incompatibles con el polímero base tras […]

Composición de recubrimiento pigmentada acuosa con tiempo abierto mejorado que comprende oligómero(s) reticulable(s) y polímero(s) disperso(s), del 24 de Agosto de 2016, de DSM IP ASSETS B.V.: Una composición de recubrimiento acuosa con un tiempo abierto mejorado de al menos 3 minutos más que una formulación de referencia como se define en la descripción, comprendiendo […]

Composición de dos componentes para la fabricación de gelcoats de poliuretano flexibles, del 6 de Julio de 2016, de MANKIEWICZ GEBR. & CO. (GMBH & CO. KG): Utilización de una composición de dos componentes, que comprende A) un componente de poliol, que comprende A1) uno o varios polioles de […]

Composición de resina de poliuretano, del 14 de Enero de 2015, de MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY, INC.: Una composición de resina de poliuretano que comprende un compuesto de hidrógeno activo (A) formado al añadir diisocianato de m-xilileno y/o dilsocianatato de hexametileno […]

Mezcla de polioles para la preparación de capas de gel de poliuretano, del 20 de Agosto de 2014, de MANKIEWICZ GEBR. & CO. (GMBH & CO. KG): Utilización de una composición de dos componentes, que comprende A) un componente de poliol, que contiene A1) uno o más polioles de bajo peso molecular con un peso […]