USO DE BETA-HIDROXIALQUILAMIDA EN REVESTIMIENTOS LIQUIDOS A BAJA COCCION Y A COCCION AMBIENTE.

Una composición acuosa que comprende:

a) un polímero que contiene hidrógeno activo,:

b) un isocianato; y

c) beta-hidroxialquilamida

Uso de beta-hidroxialquilamida en revestimientos líquidos a baja cocción y a cocción ambiente.

Campo de la invención

La presente invención se refiere, en general, a composiciones líquidas formadoras de película que tienen agentes de reticulación de isocianato, polioles que tienen grupos que son reactivos con isocianatos y beta-hidroxialquilamida. La presente invención, además, se refiere a procedimientos para revestir sustratos usando las presentes composiciones y sustratos revestidos con ellas.

Información sobre antecedentes

Se han usado sistemas de reticulación de isocianato en composiciones de revestimiento. Dado que los isocianatos son reactivos con compuestos que contienen hidrógeno, tales como agua, sistemas de un componente que históricamente se han formulado usando disolventes orgánicos. Como alternativa, se han formulado sistemas a base agua usando grupos isocianato bloqueados. El cambio de disolventes orgánicos a agua no es simple ni directo, en particular porque muchos reticuladores de isocianato no sólo reaccionan con el agua sino que también son hidrófobos y no dispersables.

Sumario de la invención

La presente invención está dirigida a composiciones de revestimiento a base de agua que comprenden un polímero activo que contiene hidrógeno, un isocianato, y beta-hidroxialquilamida. La presente invención también está dirigida a procedimientos para revestir un sustrato, que comprenden aplicar las presentes composiciones de revestimiento al sustrato. Las composiciones y los procedimientos encuentran aplicación concreta en revestir equipamiento industrial ligero.

Se ha descubierto que el uso de isocianato junto con beta-hidroxialquilamida ("HAA") puede tener como resultado un revestimiento con mejor dureza y resistencia química, una mayor viscosidad cuando se curan a temperatura ambiente o a temperaturas de cocción baja. Estas mejoras se consiguen sin ninguna reducción de la humedad o resistencia a la pulverización de sal. No se cree que el uso de HAA junto con un isocianato en sistemas curables a temperatura ambiente o a temperaturas de baja cocción se haya notificado anteriormente. Por "cocción baja" se quiere decir aproximadamente 60ºC o menos. Por tanto, las presentes varias composiciones y procedimientos son particularmente aplicables en el área de reacabado, en la que el equipo no puede someterse a los requisitos de temperatura elevada para la curación de muchas composiciones de revestimiento.

Es una característica de la presente invención que las presentes composiciones de revestimiento han disminuido el tiempo de endurecimiento; es decir, las presentes composiciones alcanzan un nivel deseado de dureza en una cantidad más corta de tiempo que las composiciones que carecen del aditivo HAA. Tal característica es de particular interés para muchos mercados en los que se desea la capacidad para finalizar rápidamente y enviar el equipo y/o partes. Además de disminuir el tiempo en el que los presentes revestimientos alcanzan la dureza deseada, varios de los sistemas descritos en la presente memoria descriptiva han mejorado la dureza en comparación con las composiciones que no usan el aditivo HAA.

Las presentes composiciones también proporcionan resistencia a varias sustancias químicas; esta resistencia es particularmente evidente cuando e usan los sistemas de poliéster poliol descritos en la presente memoria descrip- tiva.

Como en la presente memoria descriptiva, a menos que se especifique expresamente de otro modo, todos los números tales como los que expresan valores, intervalos, cantidades o porcentajes pueden leerse como si llevaran delante la palabra "aproximadamente", incluso si el término no aparece expresamente. Asimismo, como se usa en la presente memoria descriptiva, con el término "polímero" se pretende hacer referencia a oligómeros y tanto a homopolímeros como a copolímeros.

Descripción detallada de la invención

La presente invención está dirigida a una composición acuosa que comprende un polímero activo que contiene hidrógeno, un compuesto de isocianato, y beta-hidroxialquilamida. Un polímero activo que contiene hidrógeno, dado que dicho término se usa en la presente memoria descriptiva, se refiere a polímeros que contienen hidrógenos activos, tales como los proporcionados por grupos hidroxilo, amino primario, amino secundario y/o tiol. Los hidrógenos activos son reactivos con los grupos isocianato; esta reacción tiene como resultado la curación del material a las temperaturas ambiente o de cocción baja. Por tanto, cualquier polímero que contiene uno o más hidrógenos activos es un polímero que contiene hidrógeno activo adecuado para usar en la presente invención. Ejemplos incluyen polímeros acrílicos, polímeros de poliéster, polímeros de poliuretano y polímeros derivados de compuestos epoxi. En una forma de realización, los hidrógenos activos son proporcionados por grupos hidroxilo y el polímero que contiene hidroxi es un poliol acrílico, un poliol poliéster o mezclas de los mismos.

El componente poliol acrílico de la presente invención contiene (i) funcionalidad hidroxilo capaz de reaccionar con grupos isocianato ("reactivos con hidroxilo") y (ii) funcionalidad hidrófila capaz de hacer que el material reactivo con isocianato de superficie activa sea dispersable en agua. La funcionalidad hidrófila es bien conocida para los expertos en la técnica de revestimientos e incluye, con mayor frecuencia, grupos funcionales generadores de aniones, generadores de cationes y no iónicos hidrófilos. Por "generador de aniones" y "generador de cationes" se quiere decir funcionalidades tales como carboxilo (generador de aniones) o amino (generador de cationes) que, cuando se neutralizan adecuadamente, se convierten en de naturaleza hidrófila. La funcionalidad no iónica hidrófila es en sí misma de naturaleza hidrófila e incluye, por ejemplo, unidades de óxido de alquileno. La cantidad de funcionalidad hidrofilizante presente en el poliol acrílico debería, tras una neutralización al menos parcial de los grupos generadores de aniones o generadores de cationes (si están presentes), ser suficiente para convertir al poliol en dispersable en agua.

En algunas formas de realización, el poliol acrílico es un copolímero acrílico que tiene la funcionalidad hidrófila y la funcionalidad reactiva con hidroxilo incorporada en el polímero a través de la adecuada selección de monómero o la posterior modificación. Ejemplos de monómeros que pueden utilizarse para sintetizar el poliol acrílico incluyen monómeros etilénicamente insaturados que contienen grupo carboxilo y monómeros etilénicamente insaturados que contienen grupo hidroxilo.

El poliol acrílico descrito en la patente de EE.UU. Nº 6.005.045 es particularmente adecuado para usar en la presente invención. En ese documento, los copolímeros acrílicos que contienen hidrógeno activo tienen una temperatura de transición vítrea (Tv) superior a aproximadamente 0ºC.

La Tv se describe en PRINCIPLES OF POLYMER CHEMISTRY, Flory, Cornell University Press, Ithaca, New York, 1953, en las páginas 52-57. La Tv se puede calcular tal como la describe Fox en Bull. Amer. Physic. Society, 1,3, página 123 (1956). La Tv se puede medir experimentalmente usando un penetrómetro tal como un Du Pont 940 Thermomedian Analyzer. La Tv de los polímeros, tal como se usa en la presente memoria descriptiva, se refiere a los valores calculados a menos que se indique otra cosa.

Los polioles acrílicos adecuados son copolímeros de uno o más monómeros acrílicos polimerizables, al menos algunos de los cuales incluyen una funcionalidad hidrófila tal como monómeros acrílicos funcionales ácidos, monómeros acrílicos funcionales amina y monómeros acrílicos funcionales hidroxilo. Los copolímeros también pueden estar hechos de monómeros insaturados polimerizables adicionales, tales como monómeros de vinilo. Los copolímeros pueden prepararse en disolvente orgánico usando técnicas convencionales de polimerización de radicales libres. Los copolímeros de la patente 6.005.045 contienen aproximadamente 5 a aproximadamente 80, tal como aproximadamente 10 a aproximadamente 40 por ciento en peso, de un monómero aromático etilénicamente insaturado polimerizable; aproximadamente 5 a aproximadamente 80, tal como de aproximadamente 10 a 40 por ciento en peso, de un monómero acrílico funcional hidroxilo etilénicamente insaturado; y aproximadamente 20 a aproximadamente 95, tal como aproximadamente 30 a aproximadamente 70 por ciento en peso, de al menos un monómero etilénicamente insaturado diferente de los otros dos indicados...

1. Una composición acuosa que comprende:

a)        un polímero que contiene hidrógeno activo,:

b)        un isocianato; y

c)        beta-hidroxialquilamida.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que los grupos de hidrógeno activo en dicho polímero que contiene hidrógeno activo son grupos hidroxilo.

3. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en la que dicho polímero que contiene hidrógeno activo es un poliol acrílico, un poliéster poliol o mezclas de los mismos.

4. La composición de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho polímero que contiene hidrógeno activo es un poliol acrílico que tiene una temperatura de transición vítrea de al menos 0ºC.

5. La composición de la reivindicación 4, en la que dicho poliol acrílico está compuesto por una mezcla de monómeros polimerizables etilénicamente insaturados.

6. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en la que dicho polímero que contiene hidrógeno activo es un poliéster poliol.

7. La composición de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho isocianato es un poliisocianato.

8. La composición de la reivindicación 7, en la que dicho poliisocianato se selecciona del grupo diisocianato de hexametileno. Diisocianato de 2,2,4-trimetilhexametileno, diisocianato de 2,4,4-trimetilhexametileno, diisocianato de meta-a,a,a',a'-tetrametilxilileno, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometil ciclohexano, bis(4-isocianatociclohexil)metano, derivados de biuret de diisocianatos, derivados de uretdiona de diisocianatos, derivados de isocianurato de diisocianatos y aductos de uretano de diisocianatos con polioles.

9. La composición de la reivindicación 8, en la que dicho isocianato es diisocianato de hexametileno.

10. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 2-9, en la que la proporción NCO:OH está entre aproximadamente 0,5 y 1,8.

11. La composición de la reivindicación 10, en la que la proporción NCO:OH está entre aproximadamente 1,1 y 1,4.

12. La composición de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha beta-hidroxialquilamida es bis[N,N-di (beta-hidroxietil)] adipamida.

13. La composición de la reivindicación 1, en la que dicho polímero que contiene hidrógeno activo es un poliol acrílico que comprende estireno. N-butilacrilato y hidroxietilmetacrilato, dicho isocianato es diisocianato de hexametileno y dicha beta-hidroxialquilamida es N,N-di(beta-hidroxietil)]adipamida.

14. La composición de la reivindicación 1, que comprende:

a)        agua; y

b)        una mezcla que comprende:

1)        un polímero que tiene grupos que contienen hidrógeno activo:

2)        un isocianato; y

3)        beta-hidroxialquilamida.

15. La composición de la reivindicación 14, en la que dicho polímero que tiene grupos que contienen hidrógeno activo, dicho isocianato y dicha beta-hidroxialquilamida se definen como en cualquiera de las reivindicaciones 1-13.

16. Un sistema de revestimiento de dos componentes, en el que:

A)        dicho primer componente comprende:

1)        un polímero que contiene hidrógeno activo:

2)        beta-hidroxialquilamida; y

3)        agua: y

B)        dicho segundo componente comprende un isocianato.

17. El sistema de dos componentes de la reivindicación 16, en el que dicho polímero que tiene grupos que contienen hidrógeno activo, dicho isocianato y dicha beta-hidroxialquilamida se definen como en cualquiera de las reivindicaciones 1-13.

18. Un procedimiento para revestir un sustrato, que comprende:

a)        aplicar a dicho sustrato la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-15: y

b)        curar dicho revestimiento;

en el que la curación de la etapa b) se efectúa a temperatura ambiente o con calor de baja cocción.

19. Un sustrato revestido con el revestimiento de la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-15 o el sistema de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 16 y 17.

20. El sustrato de la reivindicación 19, en el que el revestimiento tiene un espesor de aproximadamente 63,5 µm, o menor.

21. El sustrato de la reivindicación 19, en el que dicho sustrato está compuesto por metal ferroso.

22. El sustrato de la reivindicación 19, en el que dicho sustrato está compuesto por metal no ferroso.