Compuestos de adición de poliisocianato que:

(i) están exentos de grupos isocianato y se preparan a partir de uno o varios (a) aductos de poliisocianato que contienen grupos uretdiona,

biuret, alofanato, carbodiimida y/o oxadiazintriona y/o (b) prepolímeros de NCO,

(ii) contienen grupos uretano,

(iii) contienen flúor (calculado como F, PA 19) en una cantidad de 0,01 a 50% en peso, y

(iv) contienen grupos etilénicamente insaturados (calculados como C≥C, PM 24) en una cantidad de 2 a 40% en peso, en los que al menos una porción de los mencionados grupos etilénicamente insaturados se incorpora haciendo reaccionar un grupo isocianato con el producto de reacción de (met)acilato de hidroxialquilo con -caprolactona y en los que los porcentajes precedentes están basados en el contenido de sólidos de los compuestos de adición de poliisocianato y en los que el flúor se incorpora haciendo reaccionar un grupo isocianato con un compuesto que contiene dos o más átomos de carbono, uno o varios grupos hidroxilo y uno o varios átomos de flúor formando grupos uretano y opcionalmente grupos alofanato, con tal que más de 50% en moles de los grupos que incorporan químicamente flúor en los compuestos de adición de poliisocianato sean grupos uretano.

Compuestos de adición de poliisocianato etilénicamente insaturados con baja energía de superficie y su uso en composiciones de revestimiento.

Antecedentes de la invención

Campo de la invención La presente invención está dirigida a compuestos de adición de poliisocianato de baja energía de superficie que contienen grupos etilénicamente insaturados, grupos uretano y flúor y a su uso en composiciones de revestimiento curables por polimerización por radicales libres.

Decripción de la técnica relacionada

Los compuestos de adición de poliisocianato, que contienen grupos etilénicamente insaturados, se preparan por reacción de poliisocianatos con compuestos reactivos con isocianato que contienen grupos etilénicamente insaturados, y que curan por polimerización por radicales libres, son bien conocidos.

Aunque los revestimientos preparados a partir de estas composiciones tienen muchas propiedades valiosas, una propiedad, en particular, que necesita ser mejorada es la calidad de la superficie. Puede ser difícil formular composiciones de revestimiento para obtener un revestimiento que tenga una superficie lisa y no una superficie que contenga defectos superficiales tales como cráteres, etc.

Se cree que estas dificultades están relacionadas con la alta tensión superficial de los compuestos de adición de poliisocianato. Otro problema causado por la alta tensión superficial es la dificultad de limpiar los revestimientos. Independientemente de su potencial campo de aplicación, hay la probabilidad de que los revestimientos se someterán a manchas, grafiti, etc.

La incorporación de flúor o grupos siloxano en los poliisocianatos mediante grupos alofanato con el fin de reducir la tensión superficial de los poliisocianatos y la energía de superficie de los revestimientos de poliuretano resultantes se considera en las patentes U.S. nº. 5.541.281, nº. 5.574.122, nº. 5.576.411, nº. 5.646.227, nº. 5.691.439 y nº.

5.747.629. Durante el curado de composiciones de revestimiento de un componente y dos componentes que contienen estos poliisocianatos, que es relativamente lento a temperatura ambiente e incluso a elevadas temperaturas, las moléculas de poliisocianato que contienen flúor o grupos siloxano suben a la superficie del revestimiento antes de ser bloqueados en la posición por la formación de uretano, lo que da por resultado una baja energía de superficie.

Los compuestos de adición de poliisocianato que contienen grupos etilénicamente insaturados y flúor se describen en dos artículos por Du y Liu en el Chinese Journal of Chemistr y (2003) , 21 (6) , 698-705 y (2001) , 19 (4) , 386-393; la patente japonesa nº. 2000103824; por Bongiovanni y otros, Progress in Organic Coatings, (1999) , 36 (1-2) , 70-78; las patentes U.S. nº. 5.446.118 y nº. 5.144.056. Todas estas referencias describen la preparación de compuestos de adición a partir de monómeros de diisocianato.

También se describen compuestos de adición de poliisocianato que contienen grupos etilénicamente insaturados y flúor en la patente U.S. nº. 6.746.812 y la patente japonesa nº. 2996150. En estas patentes, los productos de adición de poliisocianato se prepararon a partir de aductos de poliisocianato que contienen grupos uretano. Finalmente, en la patente U.S. nº, 6.906.115, los compuesto de adición de poliisocianato que contienen grupos etilénicamente insaturados y flúor se prepararon a partir de trímeros de poliisocianato.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar compuestos de adición de poliisocianato que tengan una reducida tensión superficial y, por tanto, sean adecuados para la producción de revestimientos que tengan bajas energía de superficie, superficies mejoradas y que sean aptos para ser limpiados, y que también tengan las otras propiedades valiosas de revestimientos preparados a partir de compuestos etilénicamente insaturados.

Estos objetivos se pueden alcanzar con los compuestos de adición de poliisocianato de la presente invención que contienen grupos etilénicamente insaturados, grupos uretano y flúor que se describen más adelante. Es sorprendente que los revestimientos obtenidos a partir de estos poliisocianatos tengan bajas energías de superficie. A causa del rápido curado que experimentan estos revestimientos durante la polimerización por radicales libres, sería de esperar que las moléculas que contienen flúor fueran atrapadas por debajo de la superficie y por tanto no fueran capaces de proporcionar revestimientos con bajas energías de superficie.

Sumario de la invención

La presente invención está dirigida a compuestos de adición de poliisocianato que:

(i) están sustancialmente exentos de grupos isocianato y se preparan a partir de uno o varios (a) aductos de poliisocianato que contienen grupos uretdiona, biuret, alofanato, carbodiimida y/o oxadiazintriona y/o (b) prepolímeros de NCO,

(ii) contienen grupos uretano,

(iii) contienen flúor (calculado como F, PA 19) en una cantidad de 0, 01 a 50% en peso, y (iv) contienen grupos etilénicamente insaturados (calculados como C=C, PM 24) en una cantidad de 2 a 40% en peso, en los que los porcentajes precedentes están basados en el contenido de sólidos de los compuestos de adición de poliisocianato y en los que el flúor se incorpora haciendo reaccionar un grupo isocianato con un compuesto que contiene dos o más átomos de carbono, uno o varios grupos hidroxilo y uno o varios átomos de flúor formando grupos uretano y opcionalmente grupos alofanato, con tal que más de 50% en moles de los grupos que incorporan químicamente flúor en los compuestos de adición de poliisocianato sean grupos uretano.

La presente invención también se refiere al uso de compuestos de adición de poliisocianato en composiciones de revestimiento curables por polimerización por radicales libres.

Descripción detallada de la invención

De acuerdo con la presente invención, el término “grupos isocianato unidos (ciclo) alifáticamente” significa grupos isocianato unidos alifáticamente y/o cicloalifáticamente.

Entre los ejemplos de poliisociantos que se pueden usar como componente poliisocianato para preparar los compuestos de adición de poliisocianato figuran (a) aductos de poliisocianato que contienen grupos uretdiona, biuret, alofanato, carbodiimida y/o oxadiazintriona y/o (b) prepolímeros de NCO que tienen una funcionalidad media de 1, 5 a 6, preferiblemente de 1, 8 a 6, más preferiblemente de 2 a 6 y, muy preferiblemente, de 2 a 4.

Los aductos de poliisocianato preferiblemente tienen una funcionalidad media de 2 a 6, más preferiblemente de 2 a 4, y un contenido de NCO de 5 a 30% en peso, preferiblemente de 10 a 25% en peso y, más preferiblemente, de 15 a 25% en peso, e incluyen:

(1) diisocianatos de uretdiona que se pueden preparar por oligomerización de una porción de grupos isocianato de un diisocianato en presencia de un catalizador adecuado, por ejemplo, un catalizador trialquilfosfina, y que se pueden usar en mezcla con otros poliisocianatos alifáticos y/o cicloalifáticos.

(2) poliisocianatos que contienen grupos biuret que se pueden preparar de acuerdo con los procedimientos dados a conocer en las patentes U.S. nº. 3.124.605, nº. 3.358.090, nº. 3.644.490, nº. 3.862.973, 3.903.126, nº. 3.903.127, nº. 4.051.165, nº. 4.147.714 o 4.220.749 usando correactantes tales como agua, alcoholes terciarios, monoaminas primarias y secundarias y diaminas primarias y/o secundarias.

(3) poliisocianatos que contienen grupos alofanato que se pueden preparar de acuerdo con los procedimientos descritos en las patentes U.S. nº. 3.769.318, nº. 4.160.080, nº. 4.177.342 y nº. 6.392.011. Entre los catalizadores preferidos para la preparación de estos poliisocianatos está incluidas sales orgánicas de estaño (II) tales como octanoato de estaño (II) .

(4) Poliisocianatos que contienen grupos carbodiimida que se pueden preparar por oligomerización de di- o poliisocianatos en presencia de catalizadores de carbodimidación conocidos como los descritos en los documentos DE

PS 1.092.007, US-PS 3.152.162 y DE-OS 2.504.400, 2.537.685 y 2.552.350.

(5) Poliisocianatos que contienen grupos oxadiazinatriona, por ejemplo, el producto de reacción de dos moles de un diisocianato y un mol de dióxido de carbono.

Los aductos de poliisocianato preferidos son los que contienen grupos biuret y/o alofanato.

Los diisocianatos monómeros adecuados para preparar los aductos de poliiisocianato se pueden representar por... [Seguir leyendo]

1. Compuestos de adición de poliisocianato que:

(i) están exentos de grupos isocianato y se preparan a partir de uno o varios (a) aductos de poliisocianato que contienen grupos uretdiona, biuret, alofanato, carbodiimida y/o oxadiazintriona y/o (b) prepolímeros de NCO,

(ii) contienen grupos uretano,

(iii) contienen flúor (calculado como F, PA 19) en una cantidad de 0, 01 a 50% en peso, y (iv) contienen grupos etilénicamente insaturados (calculados como C=C, PM 24) en una cantidad de 2 a 40% en peso, en los que al menos una porción de los mencionados grupos etilénicamente insaturados se incorpora haciendo reaccionar un grupo isocianato con el producto de reacción de (met) acilato de hidroxialquilo con -caprolactona y en los que los porcentajes precedentes están basados en el contenido de sólidos de los compuestos de adición de poliisocianato y en los que el flúor se incorpora haciendo reaccionar un grupo isocianato con un compuesto que contiene dos o más átomos de carbono, uno o varios grupos hidroxilo y uno o varios átomos de flúor formando grupos uretano y opcionalmente grupos alofanato, con tal que más de 50% en moles de los grupos que incorporan químicamente flúor en los compuestos de adición de poliisocianato sean grupos uretano.

2. Los compuestos de adición de poliisocianato de la reivindicación 1, en los que el flúor se incorpora haciendo reaccionar un grupo isocianato con un compuesto que contiene dos o más átomos de carbono, un grupo hidroxilo y uno o varios átomos de flúor.

3. Los compuestos de adición de poliisocianato de la reivindicación 1, compuestos de adición de poliisocianato que se preparan a partir de uno o varios (a) aductos de poliisocianato que contienen grupos uretdiona, uretano y/o alofanato.

4. Los compuestos de adición de poliisocianato de la reivindicación 2, compuestos de adición de poliisocianato que se preparan a partir de uno o varios (a) aductos de poliisocianato que contienen grupos uretdiona, uretano y/o alofanato.

5. Los compuestos de adición de poliisocianato de la reivindicación 1, compuestos de adición de poliisocianato que contienen de 0, 05 a 10% en peso, en relación al contenido de sólidos, de flúor y de 2 a 20% en peso de grupos etilénicamente insaturados.

6. Los compuestos de adición de poliisocianato de la reivindicación 2, compuestos de adición de poliisocianato que contienen de 0, 05 a 10% en peso, en relación al contenido de sólidos, de flúor y de 2 a 20% en peso de grupos etilénicamente insaturados.

7. Los compuestos de adición de poliisocianato de la reivindicación 3, compuestos de adición de poliisocianato que contienen de 0, 05 a 10% en peso, en relación al contenido de sólidos, de flúor y de 2 a 20% en peso de grupos etilénicamente insaturados.

8. Los compuestos de adición de poliisocianato de la reivindicación 4, compuestos de adición de poliisocianato que contienen de 0, 05 a 10% en peso, en relación al contenido de sólidos, de flúor y de 2 a 20% en peso de grupos etilénicamente insaturados.

9. Una composición de revestimiento que es curable por polimerización por radicales libres y que contiene los compuestos de adición de poliisocianato de la reivindicación 1.