Recubrimientos de poliuretano basados en agua limpiables.

Una dispersión de poliuretano basada en agua limpiable que comprende el producto de reacción de:



A) al menos dos dispersiones acrílicas OH-funcionales y

B) uno o más poliisocianatos modificados con ácido 3-(ciclohexilamino)propanosulfónico.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10001192.

Solicitante: BAYER MATERIALSCIENCE LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 BAYER ROAD PITTSBURGH, PA 15205 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: ALLEN,KATHY J, EASTMAN,JEANETTE J, BEST,KURT E.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08G18/08 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 18/00 Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos. › Procesos de preparación.
  • C08G18/62 C08G 18/00 […] › Polímeros de compuestos que tienen enlaces dobles carbono-carbono.
  • C08G18/79 C08G 18/00 […] › caracterizados por los polisocianatos utilizados, los cuales tienen grupos formados por oligomerización de isocianatos o isotiocianatos.
  • C08G18/80 C08G 18/00 […] › Polisocianatos enmascarados.
  • C09D175/04 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 175/00 Composiciones de revestimiento a base de poliureas o poliuretanos; Composiciones de revestimiento a base de tales polímeros. › Poliuretanos.

PDF original: ES-2439011_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Recubrimientos de poliuretano basados en agua limpiables Antecedentes de la invención La invención se refiere a dispersiones acuosas de poliuretano que exhiben resistencia a manchas a pesar de tener una alta energía superficial.

Debido al alto grado de abrasión y resistencia química, unido a un excelente color/estabilidad de UV, las capas superiores de poliuretano se usan comúnmente en la industria de la construcción sobre recubrimientos de suelo funcionales o como sellantes para hormigón.

Las propiedades de alto rendimiento son el resultado de usar recubrimientos de poliuretano altamente reticulados que pueden prepararse a partir de resinas de poliéster o resinas de poliacrilato altamente funcionales y poliisocianatos alifáticos. Las aplicaciones típicas incluyen suelos de garaje o hangar en los cuales se necesitan resistencia a líquido de frenos, Skydrol y marcas de neumáticos. Estos atributos de rendimiento han hecho también a los recubrimientos de poliuretano altamente reticulados útiles como recubrimientos resistentes a pintadas, concretamente recubrimientos en que puede limpiarse la pintura de pintadas, o graffiti, con limpiadores agresivos que no destruirán el recubrimiento original sobre el sustrato.

Hasta la fecha, estos recubrimientos de poliuretano altamente reticulados han estado disponibles solo en formulaciones basadas en disolvente. Unas cantidades significativas de disolventes clasificados como compuestos orgánicos volátiles (VOC) pueden contribuir a la contaminación del aire y/o a olores desagradables.

Por ejemplo, se han conseguido recubrimientos resistentes a pintadas mediante el uso de composiciones de recubrimiento de baja energía superficial. Las patentes de EE.UU. nº 5.541.281, 5.574.122, 5.546.411, 5.646.227,

5.691.439 y 5.747.629, por ejemplo, dan a conocer composiciones de baja energía superficial preparadas a partir de isocianatos y polioles, conteniendo cada una potencialmente grupos siloxano o flúor. Todas las composiciones descritas en las mismas son composiciones basadas en agua.

Los documentos US 2004/034162 A1 (ejemplo 1) y US 2007/104962 A1 (ejemplo 14) dan a conocer dispersiones de poliuretano basadas en agua preparadas a partir de un poliisocianato modificado con CAPS y una dispersión acrílica hidroxifuncional.

Sumario de la invención La presente invención se refiere a una dispersión de poliuretano basada en agua limpiable que comprende el producto de reacción de: A) al menos dos dispersiones acrílicas OH-funcionales y B) uno o más poliisocianatos modificados con ácido 3- (ciclohexilamino) propanosulfónico.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 representa una gráfica del brillo en función del coeficiente de mezcla de resinas hidroxifuncionales.

La Figura 2 representa la limpiabilidad de la formulación 2.

La Figura 3 representa la limpiabilidad de la formulación 5.

La Figura 4 representa un barrido de MFA de la formulación 1.

La Figura 5 representa un barrido de MFA de la formulación 3.

La Figura 6 representa un barrido de MFA de la formulación 2.

La Figura 7 representa un barrido de MFA de la formulación 4.

La Figura 8 representa un barrido de MFA de la formulación 5.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas Como se usa en la presente memoria y en las siguientes reivindicaciones, a menos que se indique otra cosa, el término “peso molecular” se interpretará que significa el peso molecular medio numérico.

Como se usa en la presente memoria y en las siguientes reivindicaciones, el término “limpiable” usado para describir una composición de recubrimiento significa que la composición pasa la prueba de limpiabilidad expuesta en la norma ASTM-D6578.

Como se usa en la presente memoria y en las siguientes reivindicaciones, “ (met) acrilatos” significa los acrilatos y

metacrilatos relevantes. El componente A) comprende dispersiones de copolímero acrílico OH-funcional que se preparan sometiendo una o más mezclas de monómeros vinílicos que comprenden

a) ésteres (met) acrílicos y/o compuestos vinilaromáticos exentos de OH, b) monómeros vinílicos hidroxifuncionales o ésteres (met) acrílicos hidroxifuncionales, c) monómeros iónicos y/o potencialmente iónicos capaces de copolimerización por radical libre, y d) si se desea, monómeros adicionales distintos de los compuestos de los componentes a) -c) , capaces de

copolimerización por radical libre, a polimerización por radical libre en presencia e) compuestos de fórmula (I)

fórmula (I)

en la que R1 es un radical alifático, aralifático o aromático que tiene de 1 a 18 átomos de carbono,

R2 es H o CH3,

R3 y R4 son radicales alifáticos idénticos o diferentes que tienen de 1 a 7 átomos de carbono y

n es de 1 a 4,

y dispersando posteriormente el copolímero resultante, antes o después de la adición de un agente neutralizante, en agua.

Como monómeros del componente a) , se hace uso de (met) acrilatos que tienen de 1 a 18 átomos de carbono en el resto alcohol del grupo éster. Este resto alcohol puede ser alifático lineal, alifático ramificado o cicloalifático.

Los ejemplos de monómeros adecuados del componente a) incluyen metilo, etilo, n-propilo, n-butilo, isopropilo, isobutilo, terc-butilo, pentilo isomérico, hexilo, 2-etilhexilo, octilo, dodecilo, hexadecilo, octadecilo o ciclohexilo, trimetilciclohexilo y (met) acrilatos de isobornilo.

En a) , es posible adicionalmente usar metacrilato de acetoacetoxietilo, acrilamida, acrilonitrilo, viniléteres, metacrilonitrilo, acetatos de vinilo, estirenos opcionalmente sustituidos, viniltoluenos y mezclas de los mismos.

En el componente b) , es posible usar monómeros etilénicamente insaturados que contienen un grupo OH tal como ésteres hidroxialquílicos de ácidos carboxílicos insaturados, por ejemplo, preferiblemente (met) acrilatos de hidroxialquilo de 2 a 12, preferiblemente 2 a 6, átomos de carbono en el radical hidroxialquilo.

Son ejemplos de dichos compuestos (met) acrilato de 2-hidroxietilo, (met) acrilatos de hidroxipropilo isoméricos, (met) acrilatos de 2-, 3- y 4-hidroxibutilo y (met) acrilatos de hidroxihexilo isoméricos.

Igualmente, en b) es posible usar monómeros hidroxifuncionales polimerizables de cadena extendida o modificados con óxidos de alquileno y que tienen un peso molecular medio numérico º 3.000 g/mol, preferiblemente º 500 g/mol. Los óxidos de alquileno empleados con este fin incluyen preferiblemente óxido de etileno, propileno o butileno, individualmente o en mezclas.

Como monómeros iónicos y/o potencialmente iónicos del componente c) capaces de copolimerización por radical libre, es posible usar monómeros olefínicamente insaturados que contienen grupos ácidos carboxílico o anhídrido carboxílico tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilato de º-carboxietilo, ácido crotónico, ácido fumárico,

anhídrido maleico, ácido itacónico o esteres monoalquílicos de ácidos o anhídridos dibásicos tales como maleatos de monoalquilo, por ejemplo, dando preferencia de ácido acrílico y/o ácido metacrílico.

Son también adecuados como compuestos del componente c) , adicionalmente, compuestos polimerizables por radical libre insaturados que contienen grupos fosfato o fosfonato o ácido sulfónico o sulfonato como se describen, por ejemplo, en el documento WO A00/39181 (pág., 8, línea 13 - pág. 9, línea 19) , especialmente ácido 2-acrilamido2-metilpropanosulfónico.

Opcionalmente, también es posible usar monómeros adicionales capaces de copolimerización por radical libre como compuestos del componente d) . Estos pueden ser, por ejemplo, monómeros de (met) acrilato y/o monómeros vinílicos con una funcionalidad de dos o más, tales como di (met) acrilato de hexanodiol o divinilbenceno, por ejemplo. Es una posibilidad adicional la adición de compuestos polimerizables que tienen un efecto hidrofilante no iónico, tales como acrilatos de poli (óxido de alquilen) éteres hidroxifuncionales.

Las proporciones de los componentes de síntesis a) a d) se eligen típicamente para dar un índice de OH de 12 a 200 mg de KOH/g, preferiblemente de 25 a 150 mg de KOH/g y más preferiblemente de 50 a 150 mg de KOH/g de sólido y un índice de acidez de 0 a 50 mg de KOH/g, preferiblemente de 5 a 30, más preferiblemente de 8 a 25 mg de KOH/g de sólido.

Preferiblemente, basándose en el copolímero, se eligen 50-85% en peso de componente a) , 15-40% en peso de componente b) , 0, 5-5% en peso de componente c) y 0-34, 5% en peso de componente d) para dar copolímeros que satisfagan las especificaciones... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una dispersión de poliuretano basada en agua limpiable que comprende el producto de reacción de: A) al menos dos dispersiones acrílicas OH-funcionales y B) uno o más poliisocianatos modificados con ácido 3- (ciclohexilamino) propanosulfónico.

2. La dispersión de la reivindicación 1, en la que el componente B) comprende al menos un poliisocianato modificado con ácido 3- (ciclohexilamino) propanosulfónico basado en un diisocianato alifático.

3. La dispersión de la reivindicación 2, en la que el diisocianato alifático es 1, 6-diisocianatohexano.

4. Un procedimiento de producción de un recubrimiento limpiable sobre un sustrato que comprende aplicar la dispersión de la reivindicación 1 al sustrato y curar la composición de recubrimiento.

5. Un recubrimiento producido según el procedimiento de la reivindicación 4.

6. El recubrimiento de la reivindicación 5, en el que la energía de superficie del recubrimiento es mayor de 3, 10 Pa.

7. El recubrimiento de la reivindicación 6, en el que la rugosidad de superficie del recubrimiento es mayor de 200 nm.

8. El recubrimiento de la reivindicación 7, en el que la rugosidad de superficie del recubrimiento está entre 200 y 300 nm.

Figura 1- Brillo en función del coeficiente de mezcla de resinas hidroxifuncionales Figura 2- Limpiabilidad de la formulación 2 Figura 3- Limpiabilidad de la formulación 5 con MEK

Figura 4- Barrido de MFA de la formulación 1

Valor de RMS de rugosidad 0, 9 nm

Figura 5- Barrido de MFA de la formulación 3

Valor de RMS de rugosidad 5, 0 nm

Figura 6- Barrido de MFA de la formulación 2

Valor de RMS de rugosidad 229 nm

Figura 7- Barrido de MFA de la formulación 4

Valor de RMS de rugosidad 414 nm

Figura 8- Barrido de MFA de la formulación 5

Valor de RMS de rugosidad 337 nm


 

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