Un compuesto de resina de politioéter-amina, que comprende:

a) 5-90% de resina de politioéter epoxídica,

preferiblemente con un peso de equivalente epoxi de 500-690; y

b) 10-95% de resina epoxídica;

en el que del 10% al 40% equivalente de los grupos epoxi están cuaternizados, y en el que del 10% al 90% equivalente de los grupos epoxi no cuaternizados se hacen reaccionar con una amina

Resinas de politioéter-amina y composiciones que las comprenden.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una resina de politioéter-amina y a una composición que la comprende.

Información de antecedentes

En muchas industrias resulta deseable aplicar una imprimación resistente a la corrosión al metal. Históricamente, muchas de estas imprimaciones han contenido cromato. Esto es particularmente cierto, por ejemplo, en la industria aeroespacial y en la industria de automoción. Debido a problemas medioambientales se desea la minimización y/o la eliminación del cromato. También se desea el uso de formulaciones con una base acuosa y no con una base de disolventes. También se desea una imprimación con buena adhesión a las posteriores capas de revestimiento, con resistencia química, con flexibilidad y/o con resistencia a disolventes.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un compuesto de resina de politioéter-amina que comprende:

a) 5-90% de resina de politioéter epoxídica; y

b) 10-95% de resina epoxídica;

en el que del 10% al 40% equivalente de los grupos epoxi están cuaternizados, en el que del 10% al 90% equivalente de los grupos epoxi no cuaternizados se hacen reaccionar con una amina. La presente invención también se dirige a una composición que comprende este compuesto de resina de politioéter-amina y un agente de curación.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a un compuesto de resina de politioéter-amina que comprende: a) 5-90% de resina de politioéter epoxídica, y; b) 10-95% de resina epoxídica. De forma típica, del 10% al 40% equivalente de los grupos epoxi estarán cuaternizados, y de los grupos epoxi no cuaternizados, del 10% al 90% equivalente se harán reaccionar con una amina. En ciertas realizaciones, la resina epoxídica tendrá una funcionalidad hidroxi, que también se hace reaccionar con un isocianato para forma un enlace uretano.

Como se indicó anteriormente, del 5% al 90% del compuesto de resina de politioéter-amina comprende una resina de politioéter epoxídica; un "politioéter" significa un compuesto que tiene enlaces "C-S-C". Se ha descubierto que este compuesto imparte flexibilidad y/o una mejor adhesión cuando se emplea la resina de politioéter-amina en un revestimiento. Además, sorprendentemente se descubrió que el uso de un polietioéter epoxídico puede impartir resistencia a fluidos hidráulicos al compuesto cuando se emplea en un revestimiento. Un politioéter epoxídico adecuado se describe en la solicitud de patente de EEUU nº 2005/0010003, incorporada por referencia en la presente, y está disponible en el mercado en PRC DeSoto como PERMAPOL-5534. El PERMAPOL-5534 es un polímero de politioéter difuncional terminado en epoxi que tiene un peso de equivalente epoxi ("epoxide equivalent weight", EEW) de 500-690, una viscosidad de 200-1000 centipoise, una gravedad específica de 1,13, y un contenido en sólidos del 99% al 100% en peso.

Además de los beneficios de actuación descritos anteriormente, la resina de politioéter epoxídica, cuando esta resina tiene una baja viscosidad (es decir, menor que 1000 cps), puede utilizarse como diluyente reactivo. Esto permite minimizar el uso de disolventes, incluso se pueden eliminar, del proceso de síntesis mientras que se mantiene una viscosidad razonable para la operación. Esto puede permitir la formación de una formulación de VOC cero. "VOC cero" significa que la formulación tiene menos del 20%, tal como menos del 10%, menos del 5%, o menos del 2% de contenido en compuestos orgánicos volátiles, o disolvente. También se puede disminuir significativamente la temperatura de formación de película mediante el uso de la presente resina de politioéter epoxídica.

La síntesis de la resina de politioéter-amina comprende también una resina epoxídica. Las resinas epoxídicas adecuadas pueden ser, por ejemplo, el producto de la reacción de un compuesto con funcionalidad epoxi y un compuesto con funcionalidad fenol. Un ejemplo concreto es el producto de la reacción de una epiclorohidrina y un bisfenol, tal como bisfenol A, o cualquiera de los productos descritos, por ejemplo, en la patente de EEUU nº 5.204.385, incorporada por referencia en la presente. Los productos de epiclorohidrina adecuados incluyen, por ejemplo, la resina EPON 825, 826, 829, 830 y 836 de Hexion Specialty Chemicals, y DER330, 331, 332, 354 de Dow Chemical Company. En algunas realizaciones, la resina epoxídica puede comprender resinas epoxídicas sólidas con un EEW que varía de 300 a 2000. Los productos adecuados incluyen, por ejemplo, la resina EPON 1001F, 1002F y 1004F de Hexion Specialty Chemicals, y DER661, 662E, 663U y 664U de Dow Chemical Company. Los ejemplos de otras resinas epoxídicas adecuadas para su uso en la presente invención incluyen monoepóxidos, éter de diglicidilo de compuestos dihidroxílicos, novolacs epoxídicos y epóxidos cicloalifáticos, y otras resinas epoxídicas modificadas. Los productos adecuados incluyen, por ejemplo, el modificador HELOXY 8, 64, 67, 68, 84, 505, el éter de glicidilo CADURA E-10p, la resina EPON SU-3, SU-8 de Hexion Specialty Chemicals, y DER 732, 736, DEN431, 438, 439 de Dow Chemical Company.

Se apreciará que la resina de politioéter-amina, de manera específica la resina epoxídica, puede tener una funcionalidad hidroxi, como el caso en que la resina epoxídica comprende el producto de la reacción de epiclorohidrina y bisfenol A que después se hace reaccionar con más bisfenol A. En ciertas realizaciones, la resina de politioéter-amina comprende grupos funcionales hidroxi y del 10% al 40% de estos grupos funcionales hidroxi, tal como del 20% al 30%, se hacen reaccionar después con un isocianato. Esto genera un enlace uretano, que aumenta la funcionalidad de la resina epoxídica. La reacción se describe, por ejemplo, en la patente de EEUU nº 5.369.152, que se incorpora por referencia en la presente. Un "isocianato" incluye isocianatos y sus dímeros y trímeros, tales como isocianuratos. Los isocianatos adecuados incluyen, por ejemplo, diisocianatos aromáticos, tal como diisocianato de difenilmetano, y diisocianato de tolileno; diisocianatos alicíclicos, tal como diisocianato de isoforona y 4,4'-diisocianato de diciclohexano; diisocianatos alifáticos, tal como diisocianato de hexametileno y diisocianato de tetrametileno; y similares. Otros isocianatos adecuados incluyen, por ejemplo, diisocianato de isoforona, isocianato de metilendifenilo, e isocianato de metilendifenilo hidrogenado. El isocianato puede tener al menos dos grupos isocianato reactivos. Por tanto, un primer grupo funcional isocianato reaccionará con una funcionalidad hidroxi sobre una molécula de la resina de politioéter-amina, y un segundo grupo funcional isocianato reaccionará con un grupo funcional hidroxi sobre una segunda molécula. De esta manera, dos moléculas de este tipo se reticularán.

Para hacer que la resina de politioéter-amina sea dispersable en agua se cuaternarizan aproximadamente del 10% al 40% equivalente, tal como del 20% al 30% equivalente, de los grupos epoxi. La cuaternización puede realizarse utilizando medios conocidos en la técnica, tales como los descritos en la patente de EEUU nº 4.001.156, incorporada por referencia en la presente. El porcentaje de cuaternización puede variar dependiendo de las necesidades del usuario, produciendo una mayor cuaternización un tamaño de partícula menor con una mayor sensibilidad al agua. Los agentes cuaternizantes adecuados incluyen, de forma típica, sales de aminas terciarias y ácidos monocarboxílicos de bajo peso molecular, y también se listan en la patente '156, que se incorpora por referencia en la presente. Los ácidos particularmente adecuados son el ácido fórmico, el ácido láctico y/o el ácido acético, y las amina terciarias particularmente adecuadas con la trietilamina, la metildietanolamina, la trietanolamina, la N-etilmorfolina y/o la N-metilmorfolina. El producto de la reacción del ácido láctico y/o el ácido acético con trietanolamina y/o N-metilmorfolina, que se hace reaccionar en presencia de una pequeña cantidad de agua, es particularmente adecuado.

La reacción entre el compuesto epoxídico y la sal de amonio cuaternaria se realiza, en general, a una temperatura de 50ºC a 100ºC, tal como de 60ºC a 80ºC. La reacción se completa en general en 60 a 90 minutos. Puede realizarse en presencia o en ausencia de disolventes. Los disolventes adecuados para la reacción incluyen éteres de glicol, tales como éteres de etilenglicol y de propilenglicol.

Aproximadamente...

1. Un compuesto de resina de politioéter-amina, que comprende:

a) 5-90% de resina de politioéter epoxídica, preferiblemente con un peso de equivalente epoxi de 500-690; y

b) 10-95% de resina epoxídica;

en el que del 10% al 40% equivalente de los grupos epoxi están cuaternizados, y en el que del 10% al 90% equivalente de los grupos epoxi no cuaternizados se hacen reaccionar con una amina.

2. El compuesto de la reivindicación 1, en el que al menos algunos de los grupos funcionales epoxi se derivan de epiclorohidrina o de la reacción de la epiclorohidrina con bisfenol, en el que el bisfenol comprende preferiblemente bisfenol A.

3. El compuesto de la reivindicación 1, en el que el agente cuaternizante comprende el producto de la reacción del ácido acético y/o del ácido láctico con trietilamina y/o N-metilmorfolina, o en el que la amina comprende metaxilendiamina, isoforona-diamina y/o bis-aminometilciclohexano.

4. El compuesto de la reivindicación 1, en el que los grupos amina y los grupos epoxi se hacen reaccionar en una proporción equivalente de 3,0:1,0, o en el que del 20% al 30% equivalente de los grupos epoxi están cuaternizados.

5. El compuesto de la reivindicación 1, en el que el peso molecular medio ponderado del compuesto es de 10.000 a 50.000, o de 20.000 a 30.000.

6. La resina de poliéter-amina de la reivindicación 1, en la que dicha resina comprende además grupos hidroxi, y al menos algunos, preferiblemente del 10% al 40% de los grupos hidroxi se hacen reaccionar con un isocianato, en el que el isocianato preferiblemente comprende diisocianato de isoforona, diisocianato de hexametileno, isocianato de metilendifenilo y/o isocianato de metilendifenilo hidrogenado.

7. Una composición que comprende:

a) el compuesto de resina de politioéter-amina de la reivindicación 1 ó 6; y

b) un agente de curación; y

si el compuesto de resina de politioéter-amina de la reivindicación 1 está presente, c) opcionalmente uno o más aditivos;

d) opcionalmente agua; y

e) opcionalmente, sustancialmente sin cromato, por lo cual si uno o más aditivos están presentes, la composición preferiblemente comprende del 20% al 40% en peso de resina de politioéter-amina, del 10% al 20% en peso de agente de curación, y del 70% al 40% en peso de aditivos, en la que el porcentaje en peso se basa en el peso total de sólidos.

8. La composición de la reivindicación 7 por cuanto que depende de la reivindicación 1, en la que la composición es una composición de revestimiento.

9. La composición de la reivindicación 7 por cuanto que depende de la reivindicación 1, en la que el agente de curación comprende un epoxisilano.

10. La composición de la reivindicación 7 por cuanto que depende de la reivindicación 1, en la que la composición tiene dos componentes, estando la resina de politioéter-amina en un componente y estando el agente de curación en el otro componente.

11. La composición de la reivindicación 7 por cuanto que depende de la reivindicación 1, en la que los aditivos comprenden uno o más pigmentos, en el que el pigmento preferiblemente comprende:

a) uno o más inhibidores de la corrosión sin cromato que tienen preferiblemente un tamaño de partícula primario medio de 100 nanómetros o menos; o

b) una o más cargas que imparten conductividad eléctrica y/o protección EMI/FRI al compuesto.

12. La composición de la reivindicación 11 a), en la que el pigmento anticorrosivo comprende óxido de magnesio.

13. Un procedimiento para utilizar la composición de revestimiento de la reivindicación 8, que comprende aplicar dicha composición al menos a una porción de un sustrato.

14. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que la composición de revestimiento se aplica al sustrato como imprimación.

15. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que el sustrato comprende parte de un vehículo aerospacial o de aviación.