Procedimiento para la preparación de una composición reticuladora.

Un procedimiento para la preparación de una composición reticuladora,

que comprende las etapas de:

- proporcionar una mezcla de un alcohol A alifático que tiene al menos un grupo hidroxilo y de 1 a 10 átomos decarbono, con al menos un aldehído C multifuncional que tiene al menos dos grupos aldehído -CHO para formar unamezcla AC,

- calentar la mezcla AC para convertir al menos una parte del aldehído C multifuncional en su hemiacetal o en suacetal para formar una mezcla (AC)',

- añadir a la mezcla (AC)' al menos una urea cíclica U, urea cíclica U que se selecciona del grupo que consiste en:etilenurea, 1,3-propilenurea y 1,4-butilenurea y puede estar sustituida por grupos alquilo en los átomos de C o N, oambos, o por grupos alcoxi sobre los átomos de C del anillo y tiene al menos un grupo >NH no sustituido y hacerreaccionar la mezcla así obtenida para formar un enlace químico entre el átomo de nitrógeno de al menos un grupo

>NH no sustituido de al menos una urea cíclica U y el átomo de carbono de al menos un grupo aldehído -CHO delaldehído C multifuncional y hacer reaccionar el producto de reacción obtenido con un alcohol A' alifático con un grupohidroxilo y de 1 a 10 átomos de carbono, según lo cual al menos una parte de los grupos hidroxilo de dicho alcohol A'se convierte en grupos éter.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/085635.

Solicitante: CYTEC TECHNOLOGY CORP..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 300 DELAWARE AVENUE, SUITE 903 WILMINGTON, DELAWARE 19801 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: FLOOD, LAWRENCE A., LAWLESS, BARRY, A..

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G14/08 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 14/00 Polímeros de condensación de aldehídos o cetonas con dos o más monómeros distintos de ellos, cubiertos por al menos dos de los grupos C08G 8/00 - C08G 12/00. › Ureas; Tioureas.
  • C08K3/38 C08 […] › C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › C08K 3/00 Utilización de ingredientes inorgánicos. › Compuestos que contienen boro.
  • C08L61/26 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › C08L 61/00 Composiciones de polímeros de condensación de aldehídos o cetonas (con polialcoholes C08L 59/00; con polinitrilos C08L 77/00 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros. › de aldehídos con compuestos heterocíclicos.
  • C08L61/32 C08L 61/00 […] › Condensados de amina-aldehído modificados.
  • C09D161/26 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09D COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS, BARNICES, LACAS; EMPLASTES; PRODUCTOS QUIMICOS PARA LEVANTAR LA PINTURA O LA TINTA; TINTAS; CORRECTORES LIQUIDOS; COLORANTES PARA MADERA; PRODUCTOS SOLIDOS O PASTOSOS PARA ILUMINACION O IMPRESION; EMPLEO DE MATERIALES PARA ESTE EFECTO (cosméticos A61K; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies, en general B05D; coloración de madera B27K 5/02; vidriados o esmaltes vitreos C03C; resinas naturales, pulimento francés, aceites secantes, secantes, trementina, per se , C09F; composiciones de productos para pulir distintos del pulimento francés, cera para esquíes C09G; adhesivos o empleo de materiales como adhesivos C09J; materiales para sellar o guarnecer juntas o cubiertas C09K 3/10; materiales para detener las fugas C09K 3/12; procedimientos para la preparación electrolítica o electroforética de revestimientos C25D). › C09D 161/00 Composiciones de revestimiento a base de polímeros de condensación de aldehídos o cetonas (con polialcoholes C09D 159/00; con polinitrilos C09D 177/00 ); Composiciones de revestimiento a base de derivados de tales polímeros. › de aldehídos con compuestos heterocíclicos.
  • C09D161/32 C09D 161/00 […] › Condensados amina-aldehído modificados.
  • C09D161/34 C09D 161/00 […] › Polímeros de condensación de aldehídos o cetonas con monómeros cubiertos por al menos dos de los grupos C09D 161/04, C09D 161/18 y C09D 161/20.
  • C09D167/08 C09D […] › C09D 167/00 Composiciones de revestimiento a base de poliésteres obtenidos por reacciones que forman un enlace éster carboxílico en la cadena principal (a base de poliéster-amidas C09D 177/12; a base de poliéster-imidas C09D 179/08 ); Composiciones de revestimiento a base de derivados de tales polímeros. › Poliésteres modificados bien por aceites grasos superiores o sus ácidos, bien por resinas naturales o ácidos resínicos.

PDF original: ES-2389878_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparación de una composición reticuladora

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de una composición reticuladora. También se refiere a una composición de recubrimiento que comprende la composición reticuladora preparada por dicho procedimiento y a un método de uso de dicha composición de recubrimiento para proporcionar un recubrimiento sobre un sustrato.

Antecedentes de la invención

Se usan recubrimientos industriales para proteger la superficie de un sustrato contra el deterioro ocasionado por la

acción de la luz, la humedad, el desgaste, el oxígeno atmosférico y otros productos químicos y para impartir el aspecto deseado tal como color, brillo y estructura superficial. En muchos casos, tales recubrimientos se basan en polímeros orgánicos que muestran buena adhesión al sustrato y forman una película sin defectos tales como poros o ampollas. La formación de películas, también referida como secado, es la transición de la composición de recubrimiento aplicada al estado sólido. La película sólida se puede formar a partir de una disolución por eliminación de disolvente o a partir de una dispersión por eliminación del agente dispersante o a partir de una masa fundida por enfriamiento. En este caso, y si no tiene lugar ninguna reacción química, esto se refiere como "secado físico". En el denominado secado químico, las reacciones químicas tienen lugar durante la formación de película que conduce a macromoléculas reticuladas. Tal reticulación puede ser ocasionada por reacción química de moléculas de baja masa molar, oligómeros o macromoléculas entre sí, tal como reacciones de adición o de condensación o polimerización

inducida por radiación o inducida de manera térmica o por la acción de moléculas polifuncionales añadidas, los denominados reticuladores, que reaccionan con grupos funcionales de polímeros normalmente referidos como resinas aglutinantes.

Una clase conocida de reticuladores usados junto con resinas aglutinantes con grupos reactivos que contienen hidrógeno activo, tales como grupos hidroxilo y carboxilo, son las denominadas aminorresinas, aductos de formaldehído y triazinas tales como melamina, que normalmente están al menos parcialmente eterificadas con alcoholes inferiores tales como metanol y n- o isobutanol. Estos reticuladores experimentan la desventaja de que el formaldehído, entre otras cosas, es liberado durante la reacción de curado o de reticulación. La emisión de formaldehído es indeseable desde el punto de vista medioambiental. Adicionalmente, estas aminorresinas requieren

temperaturas típicamente de al menos 80°C para actuar como reticuladores. El calentamiento a temperaturas tan elevadas exige mucho tiempo.

En la patente internacional WO 97/011 119, se han descrito reticuladores sin formaldehído que son productos de reacción de 2, 2-dialcoxietanal, un alcohol y un aminocompuesto que tiene al menos dos grupos >NH, que se seleccionan del grupo que consiste en amino-1, 3, 5-triazinas, glicolurilos y oligómeros de los mismos. La patente europea EP 0 381 905 A1 se refiere a resinas de aminoplast solubles en agua que proceden de urea, N, N'-dimetilurea, etilenurea o 4, 5-dihidroxietilenurea y una mezcla de glioxal y su monoacetal.

Es un objeto de esta invención, por lo tanto, proporcionar un procedimiento mejorado para la preparación de una

45 composición reticuladora que no libere formaldehído en el curado y que inicie el curado a temperatura normal o temperatura sólo ligeramente aumentada, preferiblemente no en exceso de 80°C.

Sumario de la invención

Este objeto se ha conseguido mediante un procedimiento mejorado para la preparación de una composición reticuladora basada en productos de reacción de ureas cíclicas y aldehídos multifuncionales con al menos dos grupos aldehído

o, abreviado, CHO.

Tales composiciones reticuladoras se han descrito en la patente de EE.UU. 4.284.758. Se describen en la misma productos de reacción que se fabrican haciendo reaccionar etilenurea (2-imidazolidinona) con glioxal y eterificando opcionalmente el aducto con metanol. Aunque el aducto no eterificado ya había gelificado después de almacenamiento durante una semana, el aducto eterificado mostró un aumento de viscosidad de aproximadamente 4, 6 veces en el almacenamiento durante diez semanas a 48°C. Estos aductos eterificados se usaron para aumentar la resistencia y la estabilidad de los materiales textiles.

En las investigaciones que han conducido a la presente invención, se ha encontrado que las composiciones de recubrimiento que comprenden resinas que contienen hidrógeno activo, tales como resinas alquídicas, acrílicas, de uretano o epoxídicas, con funciones hidroxi, se pueden curar con tales reticuladores incluso a temperatura normal. Sin embargo, se encontró que el aspecto de los recubrimientos resultantes no era satisfactorio y el recubrimiento mostró una estabilidad insuficiente frente a los disolventes y tenían tendencia al amarilleamiento.

En experimentos adicionales realizados, se ha encontrado, sorprendentemente, que otra secuencia de reacción, es decir, primero mezclar y hacer reaccionar al menos parcialmente el componente aldehído con un alcohol y hacer reaccionar después esta mezcla con una urea cíclica que se puede preformar o formar in situ, ha conducido a composiciones reticuladoras que no presentaron dichas desventajas: estas composiciones reticuladoras no desprenden formaldehído ya que están basadas en aldehídos diferentes de formaldehído, han conducido a curar rápido a temperatura normal como se pone de manifiesto por el desarrollo de dureza y han conducido a recubrimientos con alto brillo y bajo amarilleamiento y buena resistencia química.

Es un objeto de la invención proporcionar una composición reticuladora mejorada para resinas aglutinantes con funcionalidad de hidrógeno activo y que no desprenda formaldehído en el curado, que presente curado rápido a temperatura normal y que conduzca a recubrimientos con alto brillo y bajo amarilleamiento y buena resistencia química.

Es un objeto además de la invención proporcionar un procedimiento para fabricar tal composición reticuladora mejorada.

Es otro objeto más de la invención proporcionar una combinación de resinas aglutinantes con funciones hidrógeno activo y una composición reticuladora que cure a temperatura normal sin desprendimiento de formaldehído y que conduzca a propiedades mejoradas de la película de pintura tales como mayor dureza, mejor estabilidad química, mayor brillo y menor amarilleamiento.

Estos objetos se han conseguido por un procedimiento para la preparación de una composición reticuladora, que comprende las etapas de:

- proporcionar una mezcla de un alcohol A alifático que tiene al menos un grupo hidroxilo y de 1 a 10 átomos de carbono, con al menos un aldehído C multifuncional que tiene al menos dos grupos aldehído -CHO para formar una mezcla AC,

- calentar la mezcla AC para convertir al menos una parte del aldehído C multifuncional en su hemiacetal o en su acetal para formar una mezcla (AC) ’,

- añadir a la mezcla (AC) ' al menos una urea cíclica U, urea cíclica U que se selecciona del grupo que consiste en etilenurea, 1, 3-propilenurea y 1, 4-butilenurea y puede estar sustituida por grupos alquilo en los átomos C o N, o ambos, o por grupos alcoxi sobre los átomos de C del anillo y tiene al menos un grupo >NH no sustituido y hacer reaccionar la mezcla así obtenida para formar un enlace químico entre el átomo de nitrógeno de al menos un grupo >NH no sustituido de al menos una urea cíclica U y el átomo de carbono de al menos un grupo aldehído -CHO del aldehído C multifuncional y hacer reaccionar el producto de reacción obtenido con un alcohol A’ alifático con un grupo hidroxilo y de 1 a 10 átomos de carbono, según lo cual al menos una parte de los grupos hidroxilo de dicho alcohol A’ se convierten en grupos éter.

Ni que decir tiene que incluso haciendo reaccionar el aldehído C a su hemiacetal o a su acetal, el átomo de carbono del grupo aldehído queda igual, por lo tanto es equivalente a decir “el átomo de carbono de al menos un grupo aldehído -CHO del aldehído C multifuncional” y “el átomo de carbono... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para la preparación de una composición reticuladora, que comprende las etapas de:

- proporcionar una mezcla de un alcohol A alifático que tiene al menos un grupo hidroxilo y de 1 a 10 átomos de carbono, con al menos un aldehído C multifuncional que tiene al menos dos grupos aldehído -CHO para formar una mezcla AC,

- calentar la mezcla AC para convertir al menos una parte del aldehído C multifuncional en su hemiacetal o en su acetal para formar una mezcla (AC) ’,

- añadir a la mezcla (AC) ' al menos una urea cíclica U, urea cíclica U que se selecciona del grupo que consiste en: etilenurea, 1, 3-propilenurea y 1, 4-butilenurea y puede estar sustituida por grupos alquilo en los átomos de C o N, o ambos, o por grupos alcoxi sobre los átomos de C del anillo y tiene al menos un grupo >NH no sustituido y hacer reaccionar la mezcla así obtenida para formar un enlace químico entre el átomo de nitrógeno de al menos un grupo >NH no sustituido de al menos una urea cíclica U y el átomo de carbono de al menos un grupo aldehído -CHO del aldehído C multifuncional y hacer reaccionar el producto de reacción obtenido con un alcohol A’ alifático con un grupo hidroxilo y de 1 a 10 átomos de carbono, según lo cual al menos una parte de los grupos hidroxilo de dicho alcohol A’ se convierte en grupos éter.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que al menos una urea cíclica U es un compuesto cicloalifático seleccionado del grupo que consiste en etilenurea y 1, 3-propilenurea.

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que al menos una urea cíclica U se selecciona del grupo U1 que consiste en etilenurea y del grupo U2 que consiste en las ureas U1 que tienen adicionalmente al menos un sustituyente R en al menos uno de los átomos de nitrógeno o carbono de dichas ureas U1, con la condición de que al menos un átomo de nitrógeno no esté sustituido y el sustituyente R se selecciona del grupo que consiste en grupos alquilo lineales, ramificados y cíclicos que tienen de 1 a 10 átomos de carbono.

4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que se usa una mezcla de dos o más ureas cíclicas.

5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que se usa etilenurea como al menos una urea cíclica U.

6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que se usa glioxal como aldehído C multifuncional.

7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que se añade ácido bórico a la mezcla AC o a la mezcla (AC) ' o a ambas mezclas AC y (AC) '.

8. Una composición de recubrimiento que comprende una resina B aglutinante que tiene grupos funcionales seleccionados del grupo que consiste en grupos hidroxilo y grupos ácido carboxílico, seleccionándose la resina aglutinante de suspensión en el disolvente o de suspensión en el agua del grupo que consiste en: resinas alquídicas con funciones hidroxi, resinas alquídicas con funciones ácido carboxílico, resinas acrílicas con funciones hidroxi, resinas acrílicas con funciones ácido carboxílico, resinas de poliuretano con funciones hidroxi y resinas epoxídicas con funciones hidroxi y una composición reticulante preparada por el procedimiento según la reivindicación 1.

9. Una composición de recubrimiento que comprende una resina B aglutinante que tiene grupos funcionales seleccionados del grupo que consiste en grupos hidroxilo y grupos ácido carboxílico, seleccionándose la resina aglutinante en suspensión en el disolvente o en suspensión en el agua del grupo que consiste en: resinas alquídicas con funciones hidroxi, resinas alquídicas con funciones ácido carboxílico, resinas acrílicas con funciones hidroxi, resinas acrílicas con funciones ácido carboxílico, resinas de poliuretano con funciones hidroxi y resinas epoxídicas con funciones hidroxi y una composición reticulante preparada por el procedimiento según la reivindicación 2.

10. La composición de recubrimiento según la reivindicación 8, en la que la resina B aglutinante se selecciona del grupo que consiste en: resinas alquídicas con funciones hidroxi, resinas acrílicas con funciones hidroxi, resinas de poliuretano con funciones hidroxi y resinas epoxídicas con funciones hidroxi así como mezclas de las mismas.

11. La composición de recubrimiento según la reivindicación 8, en la que la resina B aglutinante está presente en forma de una dispersión acuosa.

12. Un método de uso de la composición de recubrimiento según la reivindicación 8, que comprende mezclar una resina B aglutinante que tiene grupos funcionales seleccionados del grupo que consiste en grupos hidroxilo y grupos ácido carboxílico, con una composición reticulante preparada por el procedimiento según la reivindicación 1, añadir a la misma un catalizador seleccionado del grupo que consiste en ácidos sulfónicos orgánicos, ácidos fosfónicos orgánicos y ácidos de Lewis, aplicando la mezcla así preparada a un sustrato por pulverización, barnizado, inmersión

o con un bisturí, y opcionalmente, calentando para acelerar la reacción de curado.

13. El método según la reivindicación 12, en el que se aplica la composición de recubrimiento y catalizador a un sustrato seleccionado del grupo que consiste en: papel, cartón, textiles, cuero, madera, plásticos y metales.


 

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