Dispersiones de poliéster-poliacritlato con diluyentes reactivos sobre la base de compuestos que contienen grupos lactona.

Procedimiento para la preparación de dispersiones acuosas de poliéster-poliacrilato con un contenido de disolventes orgánicos de 0 a 5 % en peso en relación con la dispersión,

caracterizado porque en un primer paso se prepara un polimerizado (P) mediante la polimerización

A) de una mezcla de monómeros de vinilo A1) a A4) aptos para copolimerizar por radicales, que contiene componentes seleccionados del grupo de los compuestos:

A1) ésteres de ácido (met)acrílico sin grupos OH, dado el caso en mezcla con aromáticos de vinilo,

A2) monómeros de vinilo hidroxifuncionales y/o ésteres de ácido (met)acrílico hidroxifuncionales,

A3) mónomeros iónicos y/o potencialmente iónicos, aptos para polimerizar por radicales así como

A4) otros monómeros, distintos de los compuestos de los componentes A1) a A3), aptos para polimerizar por radicales en presencia de

B) al menos un oligoéster basado en compuestos que contienen grupos lactona con un índice de hidroxilo de 145 mg de KOH/g a 710 mg de KOH/g, un índice de ácido de £ 0,5 mg de KOH/g y una funcionalidad OH media de 2,5 a 5, y después en un segundo paso se mezcla con

C) un polioléster o varios poliolésteres con un índice de hidroxilo de 10 a 500 mg de KOH/g de sustancia y un índice de ácido de >0,5 a £ 30 mg de KOH/g de sustancia

y la mezcla de polimerizado así obtenida a continuación en un paso adicional es dispersada en agua antes o después de la adición de un agente de neutralización.

Dispersiones de poliéster-poliacrilato con diluyentes reactivos sobre la base de compuestos que contienen grupos lactona La invención se refiere a dispersiones acuosas de polimerizado con bajo contenido de disolvente sobre la base de mezclas hidrófilas de resinas de poliacrilato-poliéster así como de diluyentes reactivos que contienen grupos lactona, un procedimiento para su preparación así como agentes de recubrimiento acuosos sobre esta base y su uso como barnices.

Del estado de la técnica se conoce que en sistemas de recubrimiento se utilizan ligantes diluibles en agua sobre la base de copolímeros. Pero estos por lo general contienen emulsionantes de bajo peso molecular para la estabilización y/o proporciones más grandes de codisolventes orgánicos. Usualmente los emulsionantes influyen de manera negativa sobre las propiedades de los barnices o bien de los recubrimientos, como p. ej., su resistencia al agua, la apariencia de la capa (brillo) , la capacidad de pigmentación.

El uso de cantidades más grandes de disolventes orgánicos no es deseable por razones ecológicas, pero mayormente no se puede evitar, dado que durante la preparación del polimerizado debe estar garantizada su agitabilidad y desprendimiento de calor de la mezcla reactiva. Además, los disolventes orgánicos producen efectos ventajosos en agentes de recubrimiento acuosos, como una mayor estabilidad durante el almacenamiento y una mejor humectación con los pigmentos, así como una apariencia de la capa y una nivelación mejoradas.

Por otra parte, una posterior reducción de los disolventes en los copolimerizados o en las codispersiones conlleva un elevado dispendio de aparatos y de energía, de modo que existe la necesidad de disponer de dispersiones acuosas de polimerizados, en cuya preparación se puede prescindir mayormente del uso de disolventes orgánicos, sin que ello afecte a las propiedades técnicas de aplicación.

Las dispersiones de polimerizados que deben ser endurecidas mediante una reacción química, por ejemplo, con una resina aminoplástica, un poliisocianato bloqueado o con un poliisocianato, deben contener una determinada cantidad de grupos reactivos, por ejemplo, de grupos hidroxi. Estos grupos por lo general se integran en el copolímero mediante el uso conjunto de ésteres de ácido (met) acrílico hidroxifuncionales durante la copolimerización. Aunque estas materias primas en relación con los ésteres de ácido (met) acrílico no funcionales o también respecto de estireno, son muy caras. Además con frecuencia también es necesario usar cantidades mayores de estas materias primas en comparación con copolimerizados disueltos orgánicamente, para compensar con una mayor densidad de reticulación la hidrofilia de las capas de barniz.

En el documento DE-A 39 10829 se describen agentes de recubrimiento endurecibles con calor, sobre la base de poliéster-poliacrilato que presentan un contenido de disolvente entre 5 y 20 % en peso, respecto del agente de recubrimiento listo para aplicar. Se mencionan como disolventes preferidos, alcoholes, cetonas o glicoléteres miscibles con agua o sino también disolventes no miscibles con agua. Dado que los disolventes descritos no son incluidos en el recubrimiento, estos son liberados nuevamente en forma de VOC (Volatile Organic Compound) durante la elaboración del sistema de recubrimiento. Los derivados de glicol mencionados de escasa volatilidad en parte permanecen en el recubrimiento y pueden afectar negativamente sus propiedades.

Otra forma de preparación dispersiones secundarias de copolimerizado hidroxifuncionales que evita mayormente el uso de disolventes en la polimerización se describe en el documento EP-A 0 758 007. Allí, los disolventes que se utilizan habitualmente son reemplazados en forma total o parcial con poliéteres hidroxifuncionales. Los poliéteres hidroxifuncionales permanecen como diluyentes reactivos en la dispersión secundaria y reaccionan luego durante la posterior reticulación con isocianatos o isocianatos bloqueados mientras se produce la formación de uretano. Pero en estos productos resulta desventajosa su escasa estabilidad, especialmente su resistencia a las influencias climáticas.

En el documento GB- A 2 078 766 se describe una forma de reducir el contenido de disolvente en barnices durante la fabricación de barnices. En ese caso se fabrican ligantes que contienen disolventes con pigmentos y aditivos usuales en la industria de los barnices, utilizando diferentes diluyentes reactivos. Los diluyentes reactivos son productos de la reacción de ésteres de glicidilo con compuestos que contienen grupos hidroxilo o carboxilo. La desventaja de los barnices descritos en el documento GB-A 2 078 766 radica en que a pesar del uso del diluyente reactivo, es elevado el contenido de disolvente, dado que a causa del ligante ingresan cantidades considerables de un codisolvente. En el Ejemplo I del documento GB- A 2 078 766 se utilizan por ejemplo un ligante con un contenido de disolvente de 35 % en peso.

En el documento US-A 6.139.918 se revelan agentes de recubrimiento que se componen de un poliéster-poliacrilato como componente de poliol A) y de un poliisocianato bloqueado como componente de reticulación B) . El componente A) se prepara al polimerizar el componente poliacrilato (AII) en presencia del poliéster (AI) . El poliésterpoliacrilato de acuerdo con el documento US-A 6.139.918 contiene cantidades más elevadas de disolventes orgánicos. Pero ello es desventajoso, dado que los disolventes orgánicos durante la elaboración del sistema de recubrimiento son liberados nuevamente como VOC (volatile organic compound) .

La tarea de la presente invención por lo tanto consistió en la provisión de dispersiones acuosas compuestas de resinas de poliacrilato y resinas de poliéster hidrofilizadas que pueden prepararse sin emplear emulsionantes o cantidades importantes de disolventes orgánicos y de las que resultan recubrimientos con muy buenas propiedades mecánicas y ópticas.

Se descubrió ahora que se pueden preparar dispersiones acuosas de polimerizados sobre la base de mezclas de resinas de poliacrilato carboxi- e hidroxifuncionales y de poliésteres con un contenido de disolvente menor que 5 % en peso en relación con la dispersión, y un alto nivel de estabilidad de las capas de barniz, cuando se utilizan como disolventes reactivos policaprolactonas hidroxifuncionales.

Por lo tanto es objeto de la presente invención un procedimiento para la preparación de dispersiones acuosas de poliéster-poliacrilato con un contenido de disolventes orgánicos de 0 a 5 % en peso, preferentemente de 1 a 3 % en peso en relación con la dispersión, caracterizado porque en un primer paso se prepara un polimerizado (P) mediante la polimerización A) de una mezcla de monómeros de vinilo A1) a A4) aptos para copolimerizar por radicales, que contiene componentes seleccionados del grupo de los compuestos:

A1) ésteres de ácido (met) acrílico sin grupos OH, dado el caso en mezcla con aromáticos de vinilo, A2) monómeros de vinilo hidroxifuncionales y/o ésteres de ácido (met) acrílico hidroxifuncionales, A3) mónomeros iónicos y/o potencialmente iónicos, aptos para polimerizar por radicales así como A4) otros monómeros, distintos de los compuestos de los componentes A1) a A3) , aptos para polimerizar por radicales

en presencia de B) al menos un oligoéster basado en compuestos que contienen grupos lactona con un índice de hidroxilo de 145 mg de KOH/g a 710 mg de KOH/g, un índice de ácido de ≤ 0, 5 mg de KOH/g y una funcionalidad OH media de 2, 5 a 5, y después en un segundo paso se mezcla con C) un polioléster o varios poliolésteres con un índice de hidroxilo de 10 a 500 mg de KOH/g de sustancia y un índice de ácido de > 0, 5 a ≤ 30 mg de KOH/g de sustancia y la mezcla de polimerizado así obtenida a continuación en un paso adicional es dispersada en agua antes o después de la adición de un agente de neutralización.

También son objeto de la presente invención dispersiones acuosas de polimerizado de poliéster-poliacrilato que puede prepararse de acuerdo con el procedimiento según la invención.

Las mezclas de monómeros de vinilo A) adecuadas contienen componentes seleccionados del grupo de los compuestos:

A1) ésteres de ácido (met) acrílico sin grupos OH, dado el caso en mezcla con aromáticos de vinilo, A2) monómeros de vinilo hidroxifuncionales y/o ésteres de ácido (met) acrílico hidroxifuncionales, A3) monómeros iónicos y/o potencialmente iónicos aptos para polimerizar por radicales así como... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de dispersiones acuosas de poliéster-poliacrilato con un contenido de disolventes orgánicos de 0 a 5 % en peso en relación con la dispersión, caracterizado porque en un primer paso se prepara un polimerizado (P) mediante la polimerización A) de una mezcla de monómeros de vinilo A1) a A4) aptos para copolimerizar por radicales, que contiene componentes seleccionados del grupo de los compuestos:

A1) ésteres de ácido (met) acrílico sin grupos OH, dado el caso en mezcla con aromáticos de vinilo, A2) monómeros de vinilo hidroxifuncionales y/o ésteres de ácido (met) acrílico hidroxifuncionales, A3) mónomeros iónicos y/o potencialmente iónicos, aptos para polimerizar por radicales así como A4) otros monómeros, distintos de los compuestos de los componentes A1) a A3) , aptos para polimerizar por radicales

en presencia de B) al menos un oligoéster basado en compuestos que contienen grupos lactona con un índice de hidroxilo de 145 mg de KOH/g a 710 mg de KOH/g, un índice de ácido de ≤ 0, 5 mg de KOH/g y una funcionalidad OH media de 2, 5 a 5, y después en un segundo paso se mezcla con C) un polioléster o varios poliolésteres con un índice de hidroxilo de 10 a 500 mg de KOH/g de sustancia y un índice de ácido de > 0, 5 a ≤ 30 mg de KOH/g de sustancia y la mezcla de polimerizado así obtenida a continuación en un paso adicional es dispersada en agua antes o después de la adición de un agente de neutralización.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en un recipiente de reacción se dispone el compuesto B) o sino la mezcla de monómeros compuesta de lactonas b1) y alcoholes difuncionales y/o de funcionalidad mayor b2) y se adiciona los monómeros insaturados A1) a A4) y se los polimeriza utilizando un iniciador por radicales.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque se efectúa una adición en dos pasos y polimerización de los monómeros insaturados A1) a A4) , adicionándose en el primer paso (i) una mezcla de monómeros hidroxifuncional (A') que consiste de 50 a 90 % en peso del componente A1) , de 2 a 50 % en peso del componente A2) , de 0 a 7 % en peso del componente A3) y de 0 a 50 % en peso del componente A4) con un índice de OH de 12 a 350 mg de KOH/g de sustancia sólida y un índice de ácido de 0 a 50 mg de KOH/g de sustancia sólida, al compuesto B) ya dispuesto y en un paso siguiente (ii) a la mezcla de reacción obtenida en el paso (i) , se adiciona otra mezcla de monómeros (A") que consiste de 45 a 85 % en peso del componente A1) , de 1 a 50 % en peso del componente A2) , de 3 a 30 % en peso del componente A3) y de 0 a 50 % en peso del componente A4) , presentando esta mezcla de monómeros un índice de OH de 10 a 350 mg de KOH/g de sustancia sólida y un índice de ácido de 50 a 300 mg de KOH/g de sustancia sólida.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el oligoéster C) es un producto de la reacción de ε-caprolactona con pentaeritrita.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el oligoéster C) es un producto de la reacción de ε-caprolactona con trimetilolpropano.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el oligoéster C) es un producto de la reacción de ε-caprolactona con neopentilglicol.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el oligoéster C) es un producto de la reacción de pentaeritrita, trimetilolpropano y neopentilglicol con ε-caprolactona.

8. Dispersiones de poliéster-poliacrilato que pueden obtenerse mediante un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1.

9. Dispersiones de poliéster-poliacrilato de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el contenido de codisolvente es de 1 a 3 % en peso en relación con la dispersión.

10. Uso de las dispersiones de poliéster-poliacrilato de acuerdo con la reivindicación 8 para la preparación de recubrimientos de dos componentes.

11. Uso de las dispersiones de poliéster-poliacrilato de acuerdo con la reivindicación 8 para la preparación de barnices de recubrimiento y transparentes.