Una composición en polvo curable que comprende:

(a) al menos un material que tiene la estructura de Fórmula (I):

**Fórmula**

en la que R1 es un radical orgánico que tiene 6 a 25 átomos de carbono; cada R2 es independientemente un grupo hidrocarburo multivalente que tiene 1 a 20 átomos de carbono; Y es **Fórmula**

cada R3 y R4 es independientemente grupos alquilo o arilo que tienen 1 a 8 átomos de carbono; cada Z es independientemente oxígeno o nitrógeno;

R5 está ausente cuando Z es oxígeno y R5 es hidrógeno, un gru10 po alquilo o arilo que tiene 1 a 20 átomos de carbono, o (Y)a-R2- cuando Z es nitrógeno; a es al menos 1; b es 1 a 3; y

(b) una resina epoxi/hidroxilo que está comprendida por al menos una resina epoxi y al menos una resina hidroxi que han sido combinadas, en la que la resina hidroxi está seleccionada entre poliésteres, poliéteres, poliuretanos y acrílicos con hidroxilo funcionales.

Recubrimientos en polvo de curado a baja temperatura, procedimiento de recubrimiento relacionado y substratos recubiertos.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones de recubrimiento en polvo; más particularmente, la presente invención se refiere a composiciones de recubrimiento en polvo termoestables de curado a baja temperatura. Las composiciones producen de manera conveniente recubrimientos que tiene propiedades de comportamiento deseables cuando están curadas, y que son estables cuando están sin curar.

Antecedentes de la invención

Las composiciones de recubrimiento se han usado desde hace mucho tiempo para proporcionar a la superficie de artículos ciertas características físicas deseadas, tales como color, brillo y duración. Muchas composiciones de recubrimiento están basadas en un vehículo líquido, el cual se evapora después de aplicada la composición. En los últimos años, las composiciones en polvo han pasado a ser cada vez más populares, dado que estos recubrimientos son inherentemente bajos en contenido orgánico volátil (VOCs) , su uso reduce las emisiones al aire durante los procedimientos de aplicación y de curado, en comparación con los recubrimientos líquidos.

Los recubrimientos en polvo se curan típicamente mediante el calentamiento del substrato recubierto a una temperatura elevada. Estas temperaturas casi siempre exceden de 125º C, y comúnmente alcanzan aproximadamente 190º C a 205º C. Durante el procedimiento de curado, la partículas de polvo se funden, fluyen, y coalescen, y los componentes del recubrimiento en polvo reaccionan. Además de no emitir ningún VOCs al medio ambiente durante los procedimientos de aplicación o curado, los sistemas de recubrimiento en polvo son extremadamente eficaces dado que son esencialmente no productores de residuos (es decir, el rendimiento de aplicación es aproximadamente del 100 por ciento) . Dadas las temperaturas de curado relativamente altas (es decir, superiores a 125º C) de la mayoría de los recubrimientos en polvo, su uso, para fines prácticos, está frecuentemente limitado a substratos que pueden resistir dichas altas temperaturas o que pueden calentarse a una temperatura apropiada durante un tiempo lo suficiente largo como para que se produzca el curado.

A pesar del deseo de disponer de composiciones en polvo de curado a baja temperatura, dos problemas han impedido su producción y uso de manera general – su estabilidad mecánica y su estabilidad química. Los polvos convencionales que usan resinas con una temperatura de transición vítrea (“Tg”) inferior a 60º C pueden encontrar problemas de estabilidad de almacenamiento, especialmente después de exposición prolongada al calor, y llegar a fundirse, sinterizarse o formar grumos con el transcurso de los días. De manera similar, la exposición prolongada al calor puede destruir la estabilidad química de un polvo si este incluye reticulantes que reaccionan a temperaturas por debajo de aproximadamente 170º C; si se usa un reticulante con una temperatura de curado más baja, el curado puede iniciarse durante el almacenamiento incluso aunque no se haya formado la película. La prematura gelación que se produce en estas formulaciones en polvo da como resultado recubrimientos que tienen tiempos de gel acortados. No es inusual que los polvos de curado a baja temperatura pierdan >50 por ciento de su tiempo de gel como un resultado de la prematura gelación.

Los problemas encontrados cuando un polvo pierde o bien estabilidad mecánica o bien química pueden ser severos. Una pobre estabilidad mecánica crea obvias consecuencias de manipulación, aplicación y aspecto. Una pobre estabilidad química pobre crea consecuencias más sutiles que incluso problemáticas. Por ejemplo, un polvo que tiene pobre estabilidad química fluidificará y se comportará como un polvo virgen, pero debido a que ha adelantado su reactividad (es decir, ha llevado a cabo algo de gelación prematura) , demuestra un flujo restringido o no fluye en absoluto durante el curado. El resultado puede ser un recubrimiento que tiene un aspecto de “piel de naranja”, una textura rugosa o partes gelificadas.

De manera ideal, un polvo no debería perder sus propiedades de manipulación bajo almacenamiento a temperatura elevada y el tiempo de gel debería seguir siendo el mismo que el del material virgen. Para lograr esto, los polvos típicamente se formulan con resinas que tienen una Tg superior a aproximadamente 60º C y/o reticulantes que reaccionan a temperaturas de aproximadamente 170º C o superiores. Sin embargo, dichos polvos no son de curado a baja temperatura. Los polvos de curado a baja temperatura que tienen resinas con Tg más bajas o reticulantes de temperatura más bajas pueden requerir almacenamiento costoso protegido bajo instalaciones de aplicación con refrigeración y aire acondicionado para contrarrestar su inherente falta de estabilidad, o deben prepararse usando técnicas especiales.

De acuerdo con ello, existe una necesidad en la técnica de los recubrimientos de recubrimientos en polvo de curado a baja temperatura que tengan un amplio intervalo de aplicación, que tengan igualmente un nivel aceptable de duración cuando curan sobre el producto acabado y buena estabilidad a temperatura ambiente.

Sumario de la invención

La presente invención está dirigida a composiciones en polvo curables que comprenden generalmente (a) al menos un compuesto aminourea terciario, al menos un compuesto aminouretano terciario, o mezclas de los mismos, y (b) una resina epoxi/hidroxilo que está comprendida por al menos una resina epoxi y al menos una resina hidroxi que 5 han sido combinadas, en la que la resina hidroxi está seleccionada entre poliésteres, poliéteres, poliuretanos y acrílicos hidroxilo funcionales. De manera sorprendente, se ha descubierto que estas resinas, cuando se usan con los presentes compuestos aminourea y/o aminouretano terciarios, curan formando un recubrimiento adecuado sin la ayuda de reticulantes, aceleradores, u otros aditivos típicamente considerados en la técnica como necesarios para curar estas resinas. Los recubrimientos curados que resultan a partir de las presentes composiciones tienen propie10 dades de comportamiento que son al menos tan buenas como las composiciones de recubrimiento en polvo preparadas con las mismas resinas y agentes de curado convencionales, pero que carecen de las composiciones aminourea o aminouretano terciarias descritas en la presente invención. De manera significativa, este resultado deseable se logra usando temperaturas de curado mucho más bajas que las usadas para productos convencionales. De acuerdo con ello, las presentes composiciones son de curado a baja temperatura. “Curado a baja temperatura” tal como se usa en la presente invención, se refiere a composiciones de recubrimiento en polvo que curan a una temperatura entre aproximadamente 80º C y 125º C. Sin embargo, la presente invención no está limitada a este intervalo de temperatura y igualmente proporciona películas curadas a temperaturas superiores e incluso mayores de 190º C.

Como un resultado de ser de curado a baja temperatura, las presentes composiciones pueden usarse sobre substratos que son sensibles a temperaturas superiores a aproximadamente 125º C. Los ejemplos incluyen, pero sin limitar

se a ellos, plásticos tales como composiciones termoestables y termoplásticas, y madera. Estas composiciones pueden usarse igualmente para recubrir piezas de metal grueso que no pueden calentarse por encima de aproximadamente 95º C debido a su tamaño. Son igualmente adecuados los artículos de fabricación que incluyen una diversidad de substratos; por ejemplo, los motores que contienen tanto componentes de metal como de caucho pueden recubrirse adecuadamente usando las presentes composiciones en polvo de curado a baja temperatura.

Las presentes composiciones han superado igualmente algunas de las dificultades que se habían observado con otras composiciones de recubrimiento en polvo, particularmente otros polvos de curado a baja temperatura. Por ejemplo, las presentes composiciones en polvo son estables al almacenamiento, y reducen, si es que no eliminan, los problemas con la estabilidad química y mecánica observada con otras composiciones en polvo de curado a baja temperatura. Las presentes composiciones pueden almacenarse a temperatura ambiente, y estas no continúan catalizando la reacción de la resina después de la eliminación del calor. Más aún, las presentes composiciones en polvo pueden prepararse usando procedimientos convencionales conocidos en... [Seguir leyendo]

1. Una composición en polvo curable que comprende:

(a) al menos un material que tiene la estructura de Fórmula (I) :

en la que R1 es un radical orgánico que tiene 6 a 25 átomos de carbono; cada R2 es independientemente un grupo hidrocarburo multivalente que tiene 1 a 20 átomos de carbono; Y es (b) una resina epoxi/hidroxilo que está comprendida por al menos una resina epoxi y al menos una resina hidroxi que han sido combinadas, en la que la resina hidroxi está seleccionada entre poliésteres, poliéteres, poliuretanos y acrílicos con hidroxilo funcionales.

2. La composición en polvo curable de la reivindicación 1, en la que dicha composición cura a una temperatura de entre 80º C y 125º C.

3. La composición en polvo curable de la reivindicación 2, en la que dicha composición cura a una temperatura de entre 105º C y 120º C.

4. La composición en polvo curable de la reivindicación 1, en la que dicha composición cura a una temperatura superior a 125º C.

5. La composición en polvo curable de la reivindicación 1, en la que Z es nitrógeno, y R5 es hidrógeno.

6. La composición en polvo curable de la reivindicación 5, en la que R1 es 1, 3, 3-trimetilciclohexilmetileno o 1, 1, 3, 3tetrametilciclohexileno.

7. La composición en polvo curable de la reivindicación 5, en la que R2 es n-propileno.

8. La composición en polvo curable de la reivindicación 5, en la que R3 y R4 son metilo.

9. La composición en polvo curable de la reivindicación 1, en la que el componente (a) comprende además un compuesto que contiene hidrógeno ácido.

10. La composición en polvo curable de la reivindicación 9, en la que el compuesto que contiene hidrógeno ácido es un compuesto fenólico.

11. La composición en polvo curable de la reivindicación 10, en la que el compuesto fenólico es un polifenol.

12. La composición en polvo curable de la reivindicación 11, en la que el polifenol es bis (4-hidroxifenil) -2, 2-propano.

13. La composición en polvo curable de la reivindicación 1, en la que (a) está presente en una cantidad que varía desde 0, 5 hasta 10 por ciento en peso, y (b) está presente en una cantidad que varía desde 20 hasta 90 por ciento en peso, estando basado el por ciento en peso en el peso total de la composición.

14. La composición en polvo curable de la reivindicación 13, en la que (a) está presente en una cantidad que varía desde 3 hasta 5 por ciento en peso, y (b) está presente en una cantidad que varía desde 30 hasta 60 por ciento en peso, estando basado el por ciento en peso en el peso total de la composición.

15. Un procedimiento para el recubrimiento de un substrato que comprende:

(a) la aplicación a dicho substrato de la composición en polvo de la reivindicación 1; y

(b) el curado de dicha composición.

16. El procedimiento de la reivindicación 15, en el que dicha composición se cura a una temperatura de entre 80º C y 125º C.

17. Un substrato recubierto de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 15.

18. El substrato de la reivindicación 17, en el que dicho substrato comprende un polímero termoplástico, un polímero termoestable, cartón, papel, madera, tablero aglomerado, tablero de fibras de densidad media y/o metal.

19. La composición en polvo curable de la reivindicación 1, en la que R2 es alquileno.

20. La composición en polvo curable de la reivindicación 1, en la que R3 y R4 son alquilo.

21. Una capa de recubrimiento curable que comprende la composición curada de la reivindicación 1, en la que la

resina que contiene epoxi/hidroxi ha reaccionado entre sí durante el curado y dicho curado tiene lugar en la ausencia de un reticulante adicional.

22. Un procedimiento para la iniciación del auto-curado de una combinación de al menos una resina epoxi y al menos una resina hidroxi, que comprende la adición a una composición que comprende dicha resina (s) de un catalizador que tiene la estructura:

en la que R1 es un radical orgánico que tiene 6 a 25 átomos de carbono; cada R2 es independientemente un grupo hidrocarburo multivalente que tiene 1 a 20 átomos de carbono; Y es 23. El procedimiento de la reivindicación 22, en el que dicho catalizador comprende además un compuesto que contiene hidrógeno ácido.