Aglutinante acuoso para secado al horno.

Un aglutinante acuoso para secado al horno que comprende una mezcla AB de un aducto amina epoxi modificado con amida A y un isocianato terminado B que tiene un alofanato como elemento estructural donde el aducto amina epoxi modificado con amida A es un producto de reacción de un compuesto funcional epóxido A1,

de una amidoamina A3 preparada a partir de un ácido graso A31 y una amina A32 que tiene al menos dos grupos amino, al menos uno de ellos es un grupo amino primario, y de los compuestos A2 , que son reactivos a los grupos epóxido, tales compuestos A2 se seleccionan de aminas A21 que tienen al menos dos grupos amino, donde al menos uno es un grupo amino primario, de compuestos fenólicos A22 que tienen al menos dos grupos hidroxi fenólicos, y de ácidos orgánicos A23, siempre que al menos una amina A21 y al menos un compuesto fenólico A22 se utilicen en la reacción para preparar el aducto A.

Aglutinante acuoso para secado al horno Campo de la invención La invención guarda relación con un aglutinante acuoso para secado al horno. También guarda relación con un proceso para su preparación.

Antecedentes de la invención Los aglutinantes acuosos a base de resinas epoxi normalmente se curan con agentes de curado polifuncionales, tales como poliaminas, ácidos polifuncionales o anhídridos de estos, poliamidoaminas, resinas aminoplásticas y resinas fenoplásticas. Estos agentes de curado reaccionan con los grupos funcionales presentes en la resina epoxi, tales como los grupos epóxido y los grupos hidroxilo que surgen de las reacciones normales de extensión de cadena, por las cuales se forman grupos hidroxilo secundario en la cadena creciente debido a la abertura del anillo de un grupo epóxido.

Los recubrimientos a base de resinas epoxi se utilizan con múltiples fines, por ejemplo, para la protección de metales base contra la corrosión. Por lo tanto, las composiciones para recubrimientos utilizadas normalmente comprenden pigmentos y rellenos, particularmente pigmentos o rellenos que mejoran la protección contra la corrosión, tales como pigmentos a base de zinc.

Resumen de la invención Un objetivo de la presente invención es mejorar de manera adicional las composiciones de recubrimiento a base de resinas epoxi que se utilizan actualmente, particularmente respecto a la humectación de pigmentos, la compatibilidad con sustratos, tales como el acero, el aluminio y el hierro y acero cubiertos con zinc, y la disminución en la cantidad de subproductos volátiles, tales como los agentes de bloqueo, a los que también se hace referencia como agentes de terminación de cadena, que se liberan tras el curado.

Se ha descubierto en las investigaciones que han llevado a la presente invención que una combinación de un aducto de amina epoxi modificado con amida y un isocianato terminado que comprende una estructura de alofanato forma un aglutinante de recubrimiento soluble en agua que tiene las propiedades deseadas, tal como se estableció anteriormente.

La presente invención se orienta, por lo tanto, a un aglutinante acuoso para secado al horno que comprende una mezcla AB de un aducto de amina epoxi modificado con amida A y un isocianato terminado B que tiene un alofanato como elemento estructural.

Descripción detallada de las modalidades preferidas El aducto amina epoxi modificado con amida A es un producto de reacción de un compuesto funcional epóxido A1, de una amidoamina A3 que se preparó a partir de un ácido graso A31 y una amina A32, que tiene al menos un grupo amino primario o secundario, y de los compuestos A2, que son reactivos a los grupos epóxidos, tales compuestos A2 se seleccionan de las aminas A21, que tienen al menos un grupo amino primario o secundario, a partir de los compuestos fenólicos A22, que tienen al menos dos grupos hidroxi fenólicos, y a partir de los ácidos orgánicos A23, siempre que al menos una amina A21 y al menos un compuesto fenólico A22 se utilicen en la reacción para preparar el aducto A.

El isocianato terminado B tiene al menos dos estructuras de isocianato protegidas -NH-CO-OR y al menos una estructura alofanato, R1-NH-CO-NR2-CO-OR3, donde R es el residuo de un agente de protección funcional hidroxi B21, al que también se hace referencia comúnmente como agente de bloqueo, R-OH, seleccionado del grupo que consta de compuestos monohidroxi alifáticos lineales B211, que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, de compuestos monohidroxi alifáticos ramificados B212, que tienen de 4 a 20 átomos de carbono, y de compuestos monohidroxi alifáticos cíclicos B213, que tienen de 4 a 20 átomos de carbono, donde en cualquiera de los B211, B212, y B213, uno o más de los grupos metileno puede remplazarse con un grupo éter, -O-, de modo que dos grupos éter se separen mediante al menos dos grupos de metileno consecutivos, que pueden ser opcionalmente sustituidos, compuestos monohidroxi aromáticos B214, tales como fenol, fenoles alquilo que pueden ser los conocidos isómeros cresol y xilenol, 1- y 2-hidroxinaftaleno, u homólogos de estos, tales como hidroxinaftalenos sustituidos con metilo, dimetilo o etilo, y cetoximas dialquilo o arilalquilo B215, tales como butanonoxima y dietilcetoxima y fenilmetilcetoxima, R1 es el residuo de un isocianato polifuncional B11 que tiene n grupos isocianato, O=C=N-R1- (N=C=O) n-1, 2

R2 es el residuo de un isocianato polifuncional B12 que tiene m grupos isocianato, O=C=N-R2- (N=C=O) m_1, donde B11 y B12 pueden ser idénticos o pueden ser diferentes uno de otro y se seleccionan independientemente del grupo que consta de isocianatos polifuncionales aromáticos, de isocianatos polifuncionales heteroaromáticos, de isocianatos polifuncionales alifáticos y de isocianatos polifuncionales alifáticos y aromáticos mezclados, tales como diisocianato de metaxilileno, y donde n y m pueden asumir, cada uno de ellos, valores enteros de 2 o más, independientemente del otro en cada caso, preferentemente de 2 a 10, y donde es posible que uno o más de los grupos isocianato en R1 y/o en R2 pueda haberse consumido por la reacción con un compuesto funcional hidroxi en la formación de un grupo uretano o por la reacción con un compuesto funcional amino en la formación de un grupo urea y R3 puede ser lo mismo que R, o puede ser diferente que R, y es el residuo de un compuesto funcional hidroxi B22 de la fórmula R3-OH, seleccionado del grupo que consta de los compuestos monohidroxi alifáticos lineales B221, que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, tales como metanol, n- y sec-butanol, 1-hexanol, alcohol decílico, alcohol tridecílico y alcohol estearílico, de los compuestos monohidroxi alifáticos ramificados B222, que tienen de 4 a 20 átomos de carbono, tales como iso-y terc-butanol, alcohol amílico, 2-etil-1-hexanol, y de los compuestos monohidroxi alifáticos cíclicos B223, que tienen de 4 a 20 átomos de carbono, tales como hidroxiciclohexano, borneol e isoborneol, donde en cualquiera de los B221, B222 y B223 puede remplazarse uno o más de los grupos metileno por un grupo éter de modo que dos grupos éter -O- se encuentren separados por al menos dos grupos metileno consecutivos, que pueden ser opcionalmente sustituidos, compuestos monohidroxi aromáticos B224 , tales como fenol, fenoles alquilo, que pueden ser los conocidos isómeros cresol y xilenol, 1- y 2-hidroxinaftaleno, y cetoximas dialquilo o arilalquilo B225 , tales como butanonoxima y dietilcetoxima y fenilmetilcetoxima.

Los isocianatos polifuncionales aromáticos adecuados son 1, 4-diisocianatobenceno, 2, 4- o 2, 6-diisocianatotolueno y mezclas de estos isómeros, 4, 4'- o 2, 4'-diisocianatodifenilmetano, 4, 4'-diisocianatodifenilpropano- (2, 2) , 1, 2-, 1, 4-, 2, 3- y 1, 8-diisocianatonaftaleno.

Los isocianatos polifuncionales heteroaromáticos adecuados son derivados de melamina o guanaminas que tienen al menos dos grupos isocianato por molécula.

Los isocianatos polifuncionales aromáticos y alifáticos mezclados adecuados son preferentemente diisocianato de alfa, alfa, alfa', alfa'-tetrametil- m- o -p-xilileno y mezclas que comprenden dos o más de estos compuestos.

Los isocianatos polifuncionales alifáticos adecuados son diisocianato de 1, 4-tetrametileno, diisocianato de 1, 6hexametileno, 1, 5-diisocianato-2-metil-pentano, diisocianato de 1, 8-octametileno, 2, 2, 4- o 2, 4, 4-trimetilhexametilen1, 6-diisocianato, diisocianato de 1, 12-dodecametileno, 1, 4-diisocianatociclohexano, isocianato de 3-isocianatometil3, 5, 5-trimetil-ciclohexilo (isocianato de isoforona, IPDI) , 4, 4'-diisocianatodiciclohexilmetano, 4, 4'diisocianatodiciclohexilpropano- (2, 2) , 1, 4-diisocianatobenceno, 2, 4- o 2, 6-diisocianatotolueno y mezclas de estos isómeros, 4, 4'-o 2, 4'-diisocianatodifenilmetano, 4, 4'-diisocianatodifenilpropano- (2, 2) , diisocianato de p-xilileno, diisocianato de alfa, alfa, alfa', alfa'-tetrametilm- o -p-xilileno y mezclas que comprendan estos compuestos.

Se prefiere el uso de un isocianato alifático en combinación con agentes de protección cetoxima B215 y B225, o con agentes de protección fenólicos B214 o B224, mientras que los isocianatos aromáticos se combinan mejor con agentes de protección alifáticos, de acuerdo con B211, B212, B213, B221, B222 y B223.

Los epóxidos A1 pueden ser monoepóxidos A11 o diepóxidos A12. También es posible usar epóxidos más funcionales A13, que tienen tres o más grupos epóxidos por molécula, en una fracción de masa de hasta 10 %, según la suma de masas de los compuestos epóxidos. Una mayor cantidad de epóxidos tri- o polifuncionales puede llevar a una fragilización del recubrimiento preparado con el aglutinante de la presente invención. Los monoepóxidos adecuados A11 son los éteres de glicidol... [Seguir leyendo]

1. Un aglutinante acuoso para secado al horno que comprende una mezcla AB de un aducto amina epoxi modificado con amida A y un isocianato terminado B que tiene un alofanato como elemento estructural donde el aducto amina epoxi modificado con amida A es un producto de reacción de un compuesto funcional epóxido A1, de una amidoamina A3 preparada a partir de un ácido graso A31 y una amina A32 que tiene al menos dos grupos amino, al menos uno de ellos es un grupo amino primario, y de los compuestos A2 , que son reactivos a los grupos epóxido, tales compuestos A2 se seleccionan de aminas A21 que tienen al menos dos grupos amino, donde al menos uno es un grupo amino primario, de compuestos fenólicos A22 que tienen al menos dos grupos hidroxi fenólicos, y de ácidos orgánicos A23, siempre que al menos una amina A21 y al menos un compuesto fenólico A22 se utilicen en la reacción para preparar el aducto A.

2. El aglutinante acuoso para secado al horno de la reivindicación 1 donde los epóxidos A1 son monoepóxidos A11

o diepóxidos A12, opcionalmente en combinación con epóxidos más funcionales A13 que tienen tres o más grupos epóxido por molécula, en una fracción de masa de hasta 10 %, según la suma de las masas de compuestos epóxidos.

3. El aglutinante acuoso para secado al horno de la reivindicación 1 donde el isocianato terminado B tiene al menos dos estructuras isocianato terminadas -NH-CO-OR y al menos una estructura alofanato, R1-NH-CO-NR2-CO-OR3, donde R es el residuo de un agente de terminación funcional hidroxi B21, al que también se hace referencia comúnmente como agente de bloqueo, R-OH, seleccionado del grupo que consta de compuestos monohidroxi alifáticos lineales B211 que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, compuestos monohidroxi alifáticos ramificados B212 que tienen de 4 a 20 átomos de carbono y compuestos monohidroxi alifáticos cíclicos B213 que tienen de 4 a 20 átomos de carbono, donde en cualquiera de los B211, B212, y B213, uno o más grupos metileno pueden ser remplazados por un grupo éter, -O-, de modo que dos grupos éter se encuentren separados por al menos dos grupos metileno consecutivos que pueden estar opcionalmente sustituidos, los compuestos monohidroxi aromáticos B214, y las cetoximas dialquilo o arilalquilo B215, R1 es el residuo de un isocianato polifuncional B11 que tiene n grupos isocianato, O=C=N-R1- (N=C=O) n-1, R2 es el residuo de un isocianato polifuncional B12 que tiene m grupos isocianato, O=C=N-R2- (N=C=O) m-1, donde B11 y B12 pueden ser idénticos o pueden ser diferentes uno de otro y se seleccionan independientemente del grupo que consta de isocianatos polifuncionales aromáticos, isocianatos polifuncionales heteroaromáticos, isocianatos polifuncionales alifáticos e isocianatos polifuncionales aromáticos y alifáticos mezclados, tales como diisocianato de metaxilileno, y donde n y m pueden asumir, cada uno de ellos, los valores enteros de 2 o más, independientemente del otro en cada caso, preferentemente de 2 a 10, y donde es posible que uno o más de los grupos isocianato en R1 y/o en R2 se hayan consumido por la reacción con un compuesto funcional hidroxi en la formación de un grupo uretano o por la reacción con un compuesto funcional amino en la formación de un grupo urea, y R3 puede ser lo mismo que R, o puede ser diferente de R, y es el residuo de un compuesto funcional hidroxi B22 de fórmula R3-OH, seleccionado del grupo que consta de compuestos monohidroxi alifáticos lineales B221 que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, compuestos monohidroxi alifáticos ramificados B222 que tienen de 4 a 20 átomos de carbono, y compuestos monohidroxi alifáticos cíclicos B223 que tienen de 4 a 20 átomos de carbono, donde en cualquiera de los B221, B222, y B223, uno o más grupos metileno pueden remplazarse con un grupo éter de modo que dos grupos éter -O- se encuentren separados por al menos dos grupos metileno consecutivos, que pueden estar opcionalmente sustituidos, compuestos monohidroxi aromáticos B224 y cetoximas dialquilo o arilalquilo B225.

4. El aglutinante acuoso para secado al horno de la reivindicación 3 donde los isocianatos polifuncionales aromáticos se seleccionan del grupo que consta de 1, 4-diisocianatobenceno, 2, 4- y 2, 6-diisocianatotolueno, mezclas de estos isómeros, 4, 4'-y 2, 4'-diisocianatodifenilmetano, 4, 4'-diisocianatodifenilpropano- (2, 2) , 1, 2-, 1, 4-, 2, 3-y 1, 8diisocianatonaftaleno.

5. El aglutinante acuoso para secado al horno de la reivindicación 3 donde los isocianatos polifuncionales heteroaromáticos son derivados de melamina o guanaminas que tengan al menos dos grupos isocianato por molécula.

6. El aglutinante acuoso para secado al horno de la reivindicación 3 donde los isocianatos polifuncionales aromáticos y alifáticos mezclados se seleccionan del grupo que consta de isocianato de alfa, alfa, alfa', alfa'-tetrametil-m-y -pxilileno y mezclas que comprenden al menos dos de estos compuestos.

7. El aglutinante acuoso para secado al horno de la reivindicación 3 donde los isocianatos polifuncionales alifáticos se seleccionan del grupo que consta de diisocianato de 1, 4-tetrametileno, diisocianato de 1, 6-hexametileno, 1, 5diisocianato-2-metil-pentano, diisocianato de 1, 8-octametileno, 2, 2, 4- y 2, 4, 4-trimetilhexametilen-1, 6-diisocianato, diisocianato de 1, 12-dodecametileno, 1, 4-diisocianatociclohexano, isocianato de 3-isocianatometil-3, 5, 5trimetilciclohexilo (isocianato de isoforona, IPDI) , 4, 4'-diisocianatodiciclohexilmetano, 4, 4'diisocianatodiciclohexilpropano- (2, 2) , 1, 4-diisocianatobenceno, 2, 4- o 2, 6-diisocianatotolueno y mezclas de estos isómeros, 4, 4'-o 2, 4'-diisocianatodifenilmetano, 4, 4'-diisocianatodifenilpropano- (2, 2) , diisocianato de p-xilileno, diisocianato de alfa, alfa, alfa', alfa'-tetrametilm- o -p-xilileno y mezclas que comprendan estos compuestos.

8. El aglutinante acuoso de secado al horno de la reivindicación 3 donde un isocianato alifático se utiliza en combinación con agentes de terminación cetoxima B215 y B225, o con agentes de terminación fenólicos B214 o B224.

9. El aglutinante acuoso para secado al horno de la reivindicación 3 donde se utilizan isocianatos aromáticos combinados con uno o más agentes de protección alifáticos seleccionados del grupo que consta de B211, B212, B213, B221, B222, y B223, tal como se detalla en la reivindicación 3.

10. El aglutinante acuoso para secado al horno de la reivindicación 2 donde los epóxidos A1 se seleccionan del grupo que consta de monoepóxidos A11 y diepóxidos A12, donde los monoepóxidos A11 se seleccionan del grupo que consta de monoepoxialcanos, éteres de glicidol con alcoholes alifáticos monofuncionales que tienen de 4 a 40 átomos de carbono y ésteres glicidilo de ácidos monocarboxílicos alifáticos que tienen de 5 a 20 átomos de carbono, y donde el diepóxido A12 tiene dos grupos epóxido por molécula y se selecciona del grupo que consta de diepoxialcanos, éteres de glicidol con compuestos dihidroxi seleccionados de dihidroxialcanos que tienen de 2 a 20 átomos de carbono, de éteres de alquileno dihidroxi oligoméricos y poliméricos

HO-[- (CH2) n-O-]m- (CH2) n-OH

con n = 2 a 4 y m = 1 a 1000, y de compuestos dihidroxiaromáticos que tienen al menos un anillo aromático, ésteres de glicidol con diácidos arileno orgánicos y diácidos alquileno que tiene cada uno de 1 a 40 átomos de carbono en el residuo arileno o alquileno, el cual puede ser lineal, ramificado o cíclico.

11. El aglutinante acuoso para secado al horno de la reivindicación 1 donde la amina A21 tiene al menos un grupo amino primario o secundario, que se encuentra unido a un átomo de carbono alifático, y tiene de 2 a 40 átomos de carbono.

12. El aglutinante acuoso para secado al horno de la reivindicación 1 donde el compuesto fenólico A22 es un compuesto mono- o dihidroxi aromático.

13. El aglutinante acuoso para secado al horno de la reivindicación 1 donde el ácido orgánico A23 es un ácido monocarboxílico alifático saturado o insaturado que tiene de 2 a 40 átomos de carbono.

14. El aglutinante acuoso de secado para horno de la reivindicación 1 donde la amidoamina A3 tiene al menos un grupo amino primario o secundario y al menos un grupo amida y deriva de ácidos grasos saturados o insaturados A31, que tienen de 6 a 40 átomos de carbono, y de aminas A32, que tienen al menos dos grupos amino, y al menos un grupo amino es primario, seleccionados de las aminas A321, que tienen al menos un grupo amino primario y al menos uno secundario, y de aminas A322 , que tienen al menos dos grupos amino primarios.

15. Un proceso para realizar un aglutinante acuoso de secado al horno de la reivindicación 1, que comprende las etapas de:

- en la primera etapa, se prepara una amidoamina de ácido graso A3 a partir del ácido graso A31 y una amina A32 que tiene al menos dos grupos amino, al menos uno de ellos es un grupo amino primario, donde las cantidades de reactivos A31 y A32 se eligen de modo que la amida A3 tenga al menos un grupo amino primario o secundario restante,

- la mezcla de estas amidas de ácidos grasos aminofuncionales A3 en la segunda etapa con al menos dos compuestos diferentes de las clase A2, seleccionadas de las aminas A21, que tienen al menos dos grupos amino, donde al menos uno es un grupo amino primario, de los compuestos fenólicos A22, que tienen al menos dos grupos hidroxi fenólicos, y de ácidos orgánicos A23, siempre que se utilice al menos una amina A21 y al menos un compuesto fenólico A22 , y se agrega una primera parte de un epóxido monofuncional A1 y se hace reaccionar la mezcla obtenida de este modo hasta que no se detecten más grupos epóxido,

- en una etapa opcional, se agrega una cantidad adicional de uno de los compuestos de acuerdo con A2 y luego,

- en una tercera etapa, se agrega una secunda parte del compuesto epóxido A1 y se hace reaccionar la masa de reacción tal como se indicó anteriormente hasta que todos los grupos epóxido se consuman,

- en una etapa aparte, se prepara un agente de curado a partir de al menos un isocianato difunctional B1 y un

agente de protección B2 primero mediante la carga de un agente de terminación B2 y la admezcla de un catalizador, se calienta la mezcla y se agrega el isocianato B1 en partes, manteniendo la temperatura constante, y se hace reaccionar hasta que se consuman por completo los grupos isocianato, - en la cuarta etapa, se agrega el agente de curado formado en la etapa aparte a la mezcla de reacción, se homogeniza bien y se enfrí la mezcla homogénea resultante y se dispersa en agua, a lo que se agrega un agente de neutralización antes de la adición de la mezcla homogenizada y - en una etapa adicional opcional, se agrega diepóxido A12 a la dispersión acuosa formada en la cuarta etapa y se hace reaccionar nuevamente hasta que se consuman todos los grupos epóxido.