Composición acuosa curable por radiación para revestimientos de poco brillo.

Una composición de revestimiento acuosa curable por radiación que tiene un brillo a 85º de ≤

60 al curarla, que comprende:

(A) 10 a 99% en peso de un poliuretano obtenido mediante la reacción de componentes que comprenden:

(i) 5 a 65% en peso de al menos un poliisocianato orgánico;

(ii) 0,1 a 6% en peso de al menos un componente reactivo con isocianato que contiene grupos dispersantes en el agua iónicos o potencialmente iónicos, que tiene un peso molecular en el intervalo de 100 hasta 500 g/mol;

(iii) 0 a 30% en peso de al menos un componente reactivo con isocianato que contiene grupos dispersantes en agua y que tiene un peso molecular en el intervalo de 500 a 6000 g/mol;

(iv) 0 a 80% en peso de al menos un componente reactivo con isocianato que contiene grupos funcionales curables por radiación y que tiene un peso molecular en el intervalo de 70 a 6000 g/mol;

(v) 0 a 50% en peso de al menos un componente no comprendido por (i), (ii), (iii), (iv) o (vi);

(vi) 0 a 50% en peso de al menos un compuesto alargador de la cadena con hidrógenos activos;

en el que (i), (ii), (iii), (iv) (v) y (vi) suman hasta 100% en peso; y

en el que la relación NCO:OH está en el intervalo de 0,4:1,0 a 10,0:1,0;

(B) 1 a 90% en peso de un componente curable por radiación;

(C) 0,1 a 10% en peso de un espesante asociativo;

en el que (A) + (B) + (C) suman hasta 100% en peso;

en el que al menos 80% en peso de (A) + (B) + (C) tiene un tamaño de partículas mayor que 500 nm; y en el que la concentración de enlaces C≥C de la composición es 0,2 a 5,0 mmoles por g de (A) + (B) + (C).

Composición acuosa curable por radiación para revestimientos de poco brillo

La presente invención se refiere a una composición acuosa de revestimiento curable por radiación que tiene un brillo a 85° de < 6 al secarla, a un procedimiento para preparar tal composición, y a un revestimiento obtenido a partir de tal composición.

Las composiciones de revestimiento se han usado desde hace tiempo para producir revestimientos que tienen características de revestimiento deseadas. Por ejemplo, las composiciones de revestimiento se usan para proteger superficies del medio ambiente, para ocultar irregularidades superficiales, para proporcionar una superficie que es más receptiva a un tratamiento posterior, o para potenciar el aspecto de la superficie, tal como para proporcionar mucho brillo o poco brillo.

El brillo está asociado con la capacidad de una superficie para reflejar más luz en algunas direcciones que en otras. Las superficies con mucho brillo reflejan una proporción elevada de luz dirigida a ellas, y las superficies de poco brillo reflejan una baja proporción de luz dirigida a ellas. Las direcciones asociadas con la reflexión de un espejo (o especular) tienen normalmente las mayores reflectancias. Las medidas mediante tal método de ensayo (como se describe por ejemplo en ASTM D 523-89) se correlacionan con observaciones visuales de brillo superficial realizadas a aproximadamente los ángulos correspondientes. Los revestimientos de poco brillo que producen una menor alteración de la imagen son a menudo estéticamente más agradables.

Tradicionalmente, las composiciones de revestimiento de poco brillo se obtienen mediante la adición de agentes opacificantes tales como dióxido de silicona. Los agentes opacificantes son bien conocidos en la técnica, y tradicionalmente comprenden materiales molidos en partículas pequeñas de forma irregular que se usan en composiciones tales como pinturas y barnices para dispersar los rayos de luz incidente de manera que se logra un efecto de poco brillo. Los agentes opacificantes estándar incluyen, pero no se limitan a, sílice (por ejemplo, dióxido de silicio amorfo), tierra de diatomeas, jabones de metales pesados, talco y creta. Por ejemplo, para obtener poco brillo en revestimientos transparentes, se han de añadir típicamente más de 6% en peso de agente opacificante basado en el peso de la composición de revestimiento. Tales composiciones se describen, por ejemplo, en los documentos US 6.284.836 B1 y EP 1.186.641 A1.

Las desventajas que resultan de la adición de agentes opacificantes para reducir el brillo incluyen la coagulación de la composición que da como resultado un aspecto gastado; mayor fragilidad del revestimiento resultante; sedimentación de los agentes opacificantes que da a menudo como resultado un mezclamiento inconsistente antes de la aplicación, que da como resultado una variación en el brillo a lo largo del revestimiento; y una disminución en la resistencia al pulido así como una reducción de la resistencia general y propiedades de comportamiento del revestimiento. El pulido es el cambio de aspecto de un revestimiento como resultado de frotar el revestimiento con un material diferente. El cambio de aspecto se puede medir como un cambio en el nivel de brillo de un revestimiento.

Las composiciones de revestimiento de poco brillo se han descrito, por ejemplo, en el documento US 6.331.582 B1, que describe una composición de revestimiento activada térmicamente que comprende una resina aglutinante acrílica o de poliéster a base de disolventes, un colorante y un agente deslustrador de acetal polivinílico. El documento EP.841.992 A2 describe una composición de revestimiento de poco brillo que comprende partículas poliméricas acrílicas que contienen al menos un vacío y pigmentos. El documento US 6.41.147 describe una composición de revestimiento de poco brillo reticulable a base de disolventes que comprende una combinación de un polímero polar, un polímero no polar y un agente de reticulación. El documento US 5.744.522 describe una composición de revestimiento en polvo de poco brillo que comprende un copolímero acrílico, un poliéster aromático y un agente de curado de isocianurato específico.

Todos estos describen formas para evitar el uso de agentes opacificantes de dióxido de silicona; sin embargo, parecen proporcionar soluciones complejas y costosas, incluyendo una preferencia por el uso de disolventes y

polvos.

El documento WO 4/6949 describe una composición de poco brillo que comprende un poliuretano reticulable por ejemplo mediante autooxidación, reticulación mediante base de Schiff y condensación silánica. Tales composiciones dan como resultado un aumento rápido del peso molecular y posiblemente una mayor densidad de reticulación. Por reticulación mediante autooxidación se quiere decir que la reticulación resulta de una oxidación que se produce en presencia de aire. Por el contrario, por curable por radiación se quiere decir que se necesita radiación para iniciar la reticulación. Por ejemplo, en el curado por UV se necesita un fotoiniciador y radiación UV, en el que el fotoiniciador debe absorber radiación UV para sufrir una reacción química para producir subproductos que entonces iniciarán la reticulación. Además, para el curado mediante UV, la presencia de aire es perjudicial.

Lockhart (International Waterborne, High-Solids and Powder Coatings Symposium, 18-2 de febrero de 24) describe dispersiones poliuretánicas portadas por agua, curables por UV, generales.

La composición de revestimiento acuosa de la presente invención proporciona un revestimiento de poco brillo con buenas resistencias químicas preferiblemente sin el uso de agentes opacificantes, que se pueden curar según se

necesite mediante exposición a radiación. Además, el revestimiento obtenido de la composición de revestimiento acuosa de la presente invención tiene un aspecto más cálido cuando se compara con un revestimiento uretánico convencional que usa agentes opacificantes. El aspecto es muy subjetivo, y no parece que haya ninguna medida instrumental específica disponible; sin embargo, la calidez se puede medir mediante tonos de color: un aspecto más frío puede parecer más azul, mientras que un aspecto más cálido puede parecer más blanco.

Según la presente invención, se proporciona una composición de revestimiento acuosa curable por radiación que tiene un brillo a 85° de < 6 al curarla, que comprende:

(A) 1 a 99% en peso de un poliuretano obtenido mediante la reacción de componentes que comprenden:

(i) 5 a 65% en peso de al menos un poliisocianato orgánico;

(ii) ,1 a 6% en peso de al menos un componente reactivo con isocianato que contiene grupos dispersantes en el agua iónicos o potencialmente iónicos, que tiene un peso molecular en el intervalo de 1 hasta 5 g/mol;

(iii) a 3% en peso de al menos un componente reactivo con isocianato que contiene grupos dispersantes en agua y que tiene un peso molecular en el intervalo de 5 a 6 g/mol;

(iv) a 8% en peso de al menos un componente reactivo con isocianato que contiene grupos funcionales curables por radiación y que tiene un peso molecular en el intervalo de 7 a 6 g/mol;

(v) a 5% en peso de al menos un componente no comprendido por (i), (ii), (iii), (iv) o (vi);

(vi) a 5% en peso de al menos un compuesto alargador de la cadena con hidrógenos activos; en el que (i), (ii), (iii), (iv) (v) y (vi) suman hasta 1% en peso; y

en el que la relación NCO:OH está en el intervalo de ,4:1, a 1,:1,;

(B) 1 a 9% en peso de un componente curable por radiación;

(C) ,1 a 1% en peso de un espesante asociativo; en el que (A) + (B) + (C) suman hasta 1% en peso;

en el que al menos 8% en peso de (A) + (B) + (C) tiene un tamaño de partículas mayor que 5 nm; y en el que la concentración de enlaces C=C de la composición es ,2 a 5, mmoles por g de (A) + (B) + (C).

Preferiblemente, la concentración de enlaces C=C de la composición está en el intervalo de ,25 a 3 mmoles por g, más preferiblemente ,3 a 3 mmoles por g, lo más preferible ,35 a 2 mmoles por g, y especialmente ,4 a 1,5 mmoles por g de (A) + (B) + (C).

Las medidas de brillo se realizan con geometría de ángulos y aperturas de 6°, 2° u 85°. La geometría de 85° es ventajosa para comparar muestras que tienen valores de brillo a 6° menores que 1. La geometría de 6° se usa para comparar la mayoría de las muestras y para determinar cuándo la geometría de 2° puede ser más aplicable. La geometría de 2° es ventajosa para comparar muestras que tienen un valor de brillo a 6° mayor que 7.

Preferiblemente, el brillo a 85° de la composición de revestimiento acuosa de la invención al curarla es... [Seguir leyendo]

1. Una composición de revestimiento acuosa curable por radiación que tiene un brillo a 85° de < 6 al curarla, que comprende:

(A) 1 a 99% en peso de un poliuretano obtenido mediante la reacción de componentes que comprenden:

(i) 5 a 65% en peso de al menos un poliisocianato orgánico;

(ii) ,1 a 6% en peso de al menos un componente reactivo con isocianato que contiene grupos dispersantes en el agua iónicos o potencialmente iónicos, que tiene un peso molecular en el intervalo de 1 hasta 5 g/mol;

(iii) a 3% en peso de al menos un componente reactivo con isocianato que contiene grupos dispersantes en agua y que tiene un peso molecular en el intervalo de 5 a 6 g/mol;

(iv) a 8% en peso de al menos un componente reactivo con isocianato que contiene grupos funcionales curables por radiación y que tiene un peso molecular en el intervalo de 7 a 6 g/mol;

(v) a 5% en peso de al menos un componente no comprendido por (i), (ii), (iii), (iv) o (vi);

(vi) a 5% en peso de al menos un compuesto alargador de la cadena con hidrógenos activos; en el que (i), (ii), (iii), (iv) (v) y (vi) suman hasta 1% en peso; y

en el que la relación NCO:OH está en el intervalo de ,4:1, a 1,:1,;

(B) 1 a 9% en peso de un componente curable por radiación;

(C) ,1 a 1% en peso de un espesante asociativo; en el que (A) + (B) + (C) suman hasta 1% en peso;

en el que al menos 8% en peso de (A) + (B) + (C) tiene un tamaño de partículas mayor que 5 nm; y en el que la concentración de enlaces C=C de la composición es ,2 a 5, mmoles porg de (A) + (B) + (C).

2. Una composición de revestimiento acuosa según la reivindicación 1, que contiene < 5% en peso de agente opacificante por peso del poliuretano (A).

3. Una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de revestimiento acuosa es curable mediante radiación por UV.

4. Una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el brillo a 6° de la composición de revestimiento acuosa al curarla es < 4.

5. Una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos 85% en peso de (A) + (B) + (C) tiene un tamaño de partículas mayor que 5 nm y menor que 25 nm.

6. Una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el tamaño medio de partículas (D[,1 ]) de (A) + (B) + (C) es mayor que 5 nm y menor que 9 nm.

7. Una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el poliuretano (A) comprende ,5 a 3,% en peso de componente (ii) neutralizado.

8. Una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente (B) curable por radiación se selecciona del grupo que consiste en (met)acrilatos epoxídicos; (met)acrilatos de uretano; monómeros de (met)acrilato multifuncionales; dispersiones de uretano curables por UV, aducios de amina-(met)acrilato, y mezclas de los mismos.

9. Una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición comprende 1 a 3% en peso de un componente (B1) curable por radiación de bajo peso molecular.

1. Una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la composición comprende 1 a 9% en peso de un componente (B2) curable por radiación de bajo peso molecular.

11. Una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente (C) de los espesantes asociativos se selecciona del grupo que consiste en polímeros solubles en agua modificados hidrófobos, emulsiones solubles en álcalis modificadas hidrófobamente, y mezclas de los mismos.

12. Una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que

comprende adicionalmente un polímero vinílico.

13. Una composición de revestimiento acuosa según la reivindicación 12, en la que la relación del polímero vinílico a poliuretano (A) está en el Intervalo de 1:9 a 9:1.

14. Un procedimiento para preparar una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las 5 reivindicaciones anteriores, que comprende las siguientes etapas:

a) hacer reaccionar los componentes (i) a (vi) para formar un poliuretano (A);

b) formar una dispersión acuosa del poliuretano (A) en agua;

c) neutralizar opcionalmente el poliuretano (A);

d) añadir al menos un componente (B) curable por radiación;

e) añadir al menos un espesante asociativo;

f) añadir opcionalmente un iniciador de la radiación;

g) añadir opcionalmente monómero vinílico;

en el que las etapas b), c), d), e), f) y g) pueden estar en cualquier orden.

15. Un revestimiento obtenido a partir de una composición de revestimiento acuosa según una cualquiera de las 15 reivindicaciones 1 a 13.