Composiciones de resina para composiciones de revestimiento en polvo termoendurecibles.

Composición de resina que comprende al menos:

a. un compuesto de organofósforo;

y

b. un poliéster funcional de ácido carboxílico amorfo ramificado, teniendo dicho poliéster una Tg de al menos 40ºC según se mide mediante calorimetría de barrido diferencial a una velocidad de calentamiento de 5ºC/min., comprendiendo dicho poliéster al menos:

bi) 1 a 45% en moles de 2,2-dimetil-1,3-propanodiol

; bii) 2 a 21% en moles de un diol alifático de C3 a C5 AD1, que no incluye 2,2-dimetil-1,3-propanodiol;

biii) 1 a 10% en moles de un diol alifático o cicloalifático de C6 a C50 AD2;

biv) 0,1 a 10% en moles de un monómero al menos trifuncional;

bv) 10 a 55% en moles de ácido tereftálico;

en la que el % en moles se basa en el poliéster.

Composiciones de resina para composiciones de revestimiento en polvo termoendurecibles

La invención se refiere a una composición de resina que comprende un poliéster y un compuesto de organofósforo químicamente distinto del poliéster. La invención también se refiere a composiciones de revestimiento en polvo termoendurecibles que comprenden dicha composición de resina y un agente de reticulación con grupos funcionales capaces de reaccionar con el poliéster. La invención también se refiere a revestimientos en polvo preparados a partir de dichas composiciones en polvo termoendurecibles, a un sustrato revestido con dichas composiciones de revestimiento en polvo termoendurecibles, y al uso del compuesto de organofósforo o del poliéster o de las composiciones de resina en composiciones de revestimiento en polvo termoendurecibles que son estables durante el almacenamiento, se pueden curar a bajas temperaturas, pueden proporcionar revestimientos en polvo que no tienen eflorescencia, tienen buena lisura, tienen suficiente resistencia al impacto inverso (RIR), y preferiblemente tienen también buen limite de desgasificación.

Las composiciones de revestimiento en polvo que son materiales sólidos secos, finamente divididos, que fluyen libremente a temperatura ambiente y a presión atmosférica han ganado una considerable popularidad en años recientes con respecto a composiciones de revestimiento en liquido por una serie de razones. Los revestimientos en polvo son materiales fáciles de usar y ecológicos, puesto que están virtualmente libres de vehículos disolventes orgánicos volátiles dañinos que normalmente están presentes en composiciones de revestimiento en líquido. Por lo tanto, los revestimientos en polvo dan pocos materiales volátiles, si los dan, al medio ambiente cuando son curados. Esto elimina los problemas de emisión de disolventes asociados con composiciones de revestimiento en líquido, tales como contaminación del aire y peligros para la salud de los trabajadores empleados en operaciones de revestimiento. Las composiciones de revestimiento en polvo (o normalmente también conocidas como polvos) también son limpias y convenientes de usar, puesto que se aplican de manera limpia sobre el sustrato ya que están en forma de sólido seco. Los polvos son fácilmente barridos en el caso de un derrame, y no requieren limpieza especial ni suministros de contención del derrame, como sí lo hacen las composiciones de revestimiento en líquido. De este modo se mejora la higiene del trabajo. Además, las composiciones de revestimiento en polvo son esencialmente 1% reciclables, puesto que los polvos pulverizados se pueden recuperar completamente y recombinar con alimentación de polvo reciente. El reciclaje de los revestimientos en líquido durante la aplicación no se realiza a menudo, lo que conduce a mayores residuos y costes de desecho de residuos peligrosos. Además, las composiciones de revestimiento en polvo están listas para el uso, es decir, no es necesario la reducción de la concentración o la dilución.

Las composiciones de revestimiento en polvo son típicamente partículas finamente divididas de un polímero, y un agente de reticulación en caso de una composición de revestimiento en polvo termoendurecible, que también contienen habitualmente pigmentos, cargas, y otros aditivos. Tras la aplicación al sustrato, las partículas de polvo individuales se funden en un horno y coalescen para formar una película continua típicamente conocida como un revestimiento en polvo que tiene propiedades decorativas y protectoras asociadas con los revestimientos orgánicos convencionales. Los métodos de aplicación de las composiciones de revestimiento en polvo son considerados procedimientos de revestimiento por fusión; esto es, en algún momento en el procedimiento de revestimiento, las partículas del polvo se deben fundir o derretir. Aunque esto se lleva a cabo habitualmente en un horno de convección, también se han usado métodos de calentamiento por infrarrojos, por resistencia y por inducción. Por lo tanto, con pocas excepciones, los revestimientos en polvo son aplicados en la factoría en instalaciones fijas, excluyendo esencialmente su uso en aplicaciones de mantenimiento. Las composiciones de revestimiento en polvo se aplican típicamente sobre un sustrato vía un procedimiento de pulverización electrostática; la composición de revestimiento en polvo se dispersa en una corriente de aire y se hace pasar a través de un campo de descarga de corona, en el que las partículas adquieren una carga electrostática. Las partículas cargadas son atraídas y depositadas sobre el objeto triturado a revestir. El objeto, habitualmente a temperatura ambiente, se coloca entonces en un horno, en el que el polvo se funde y forma un revestimiento en polvo. Se ha desarrollado un procedimiento híbrido basado en una combinación de técnicas de cargado electrostático con alto voltaje y de aplicación de lecho fluidizado (lecho fluidizado electrostático), así como métodos de aplicación por pulverización triboeléctrica. Las composiciones de revestimiento en polvo y su procedimiento de aplicación son las composiciones y procedimiento de revestimiento preferidos para revestir muchos artículos familiares tales como equipo para el césped y el jardín, mobiliario para el patio y otro mobiliario metálico, armarios eléctricos, farolas, estanterías y expositores, y muchos componentes de automoción. Actualmente, las composiciones de revestimiento en polvo están ampliamente aceptadas, con miles de instalaciones en las factorías de fabricantes de equipos originales (OEMS) y tiendas de trabajos de revestimiento para clientes.

Las composiciones de revestimiento en polvo pueden ser termoendurecibles o termoplásticas. La presente invención se refiere al campo de composiciones de revestimiento en polvo termoendurecibles. La preparación de composiciones de revestimiento en polvo termoendurecibles se describe por Misev en Powder Coatings, Chemistry and Technology (p. 224-3; 1991, John Wiley).

Las composiciones de revestimiento en polvo se separan frecuentemente en grados decorativos y funcionales. Los grados decorativos son generalmente más finos en el tamaño de partículas, y el color y aspecto son importantes. Se aplican a un sustrato frío usando técnicas electrostáticas a un grosor de película relativamente bajo, por ejemplo 2-

75 pm. Los grados funcionales se aplican habitualmente en películas gruesas, por ejemplo 2-1 pm, usando técnicas de revestimiento de lecho fluidizado, por floculación, o por pulverización electrostática a partes precalentadas. La resistencia a la corrosión y las propiedades eléctricas, mecánicas y otras propiedades funcionales son más Importantes en los revestimientos funcionales. Otra distinción de composiciones de revestimiento en polvo es aquella entre grados de interior (interior) y exterior (exterior). Los grados de exterior presentan típicamente mejor resistencia a la intemperie con respecto a los grados de interior.

Una clase importante de composiciones de revestimiento en polvo de grado de interior se basa en una combinación de una resina de poliéster funcionalizada con ácido y una resina epoxídica, conocidas también habitualmente como composiciones de revestimiento en polvo híbridas. Las resinas epoxídicas, o compuestos habitualmente conocidos como epoxis o epoxi, son una clase importante de materiales poliméricos, caracterizados por la presencia de más de un anillo de tres miembros conocido como el grupo epoxi, epóxido, oxirano, o etoxilina. Las expresiones compuestos epoxi o resinas epoxi o epoxis se usarán de forma intercambiable en el contexto de la presente invención. Las resinas epoxi son una de las clases más versátiles de compuestos químicos que han ganado una amplia aceptación como materiales de lección para una multitud de aplicaciones de revestimientos.

Debido a su método de aplicación que implica en algún momento en el tiempo calentar a una temperatura requerida para fundir y curar una composición de revestimiento en polvo termoendurecible, el sustrato debe ser capaz de soportar esta temperatura, limitando la aplicación de composiciones de revestimiento en polvo a sustratos metálicos, cerámicos y de vidrio en la mayoría de las veces.

A fin de cumplir con normativas medioambientales más restrictivas, ha habido una mayor atención hacia el desarrollo de composiciones de revestimiento en polvo termoendurecibles que se pueden curar a bajas temperaturas. Se desea una disminución en la temperatura a la que se puede curar una composición de revestimiento en polvo termoendurecible, ya que esto es económico, medioambiental y técnicamente ventajoso. Una disminución en la temperatura de curado, a la vez que se mantiene constante el tiempo de curado, reduce... [Seguir leyendo]

1. Composición de resina que comprende al menos:

a. un compuesto de organofósforo; y

b. un poliéster funcional de ácido carboxílico amorfo ramificado, teniendo dicho poliéster una Tg de al menos 4°C según se mide mediante calorimetría de barrido diferencial a una velocidad de calentamiento de 5°C/min., comprendiendo dicho poliéster al menos:

b¡) 1 a 45% en moles de 2,2-dimetil-1,3-propanodiol;

bii) 2 a 21% en moles de un diol alifático de C3 a C5 AD1, que no incluye 2,2-dimetll-1,3-propanodiol;

biii) 1 a 1% en moles de un diol alifático o cicloalifático de C6 a C5 AD2;

biv) ,1 a 1% en moles de un monómero al menos trifuncional;

bv) 1 a 55% en moles de ácido tereftálico;

en la que el % en moles se basa en el poliéster.

2. Composición según la reivindicación 1, en la que la relación molar de AD1 a AD2 (= moles de AD1/moles de AD2) en el poliéster es al menos igual o mayor que 1, y como máximo igual a 1.

3. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en la que AD1 es 1,2-propanodiol, y AD2 es 1,6- hexanodiol.

4. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el poliéster comprende además 1 a 15% en moles de ácido adípico.

5. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que dicha composición también comprende una amina terciaria y/o una sal de amonio cuaternario.

6. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la cantidad de compuesto de organofósforo, y cualquier amina terciaria y/o sal de amonio cuaternario presentes está en el Intervalo de al menos ,1 a como máximo 5% p/p, basada en el peso total de poliéster y de compuesto de organofósforo, y cualquier amina terciaria y/o sal de amonio cuaternario presentes.

7. Composición de revestimiento en polvo termoendureclble que comprende una composición de resina como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y un agente de reticulación que tiene grupos funcionales que son reactivos con los grupos ácido carboxílico del poliéster.

8. Composición según la reivindicación 7, en la que

i. la cantidad del poliéster oscila de 5 a 98% p/p, basada en el peso total del poliéster y del agente de reticulación, y

¡i. la cantidad del agente de reticulación oscila de 2 a 5% p/p, basada en el peso total del poliéster y del agente de reticulación.

9. Composición según la reivindicación 7 o reivindicación 8, en la que el agente de reticulación es un compuesto que tiene al menos dos anillos oxiránicos.

1. Composición según la reivindicación 7 o reivindicación 8, en la que el agente de reticulación es un compuesto que tiene al menos dos grupos p-hidroxialquilamida (BHA).

11. Procedimiento para la preparación de una composición como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 1, que comprende las etapas de

a. mezclar una composición de resina como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 con un agente de reticulación que tiene grupos funcionales que son reactivos con los grupos ácido carboxílico del poliéster de la composición de resina, para obtener una premezcla;

b. calentar la premezcla obtenida, preferiblemente en una extrusora, para obtener un extrusado;

c. enfriar el extrusado obtenido en la etapa b) para obtener un extrusado solidificado;

d. moler el extrusado solidificado obtenido en partículas más pequeñas para obtener la composición de revestimiento en polvo termoendureclble, y clasificar preferiblemente las partículas del polvo así preparadas

vía un tamiz y recoger la fracción del tamiz con un tamaño de partículas por debajo de 13 pm, preferiblemente por debajo de 9 pm.

12. Procedimiento para formar un revestimiento sobre un sustrato, que comprende las etapas de aplicar una composición como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 1 sobre el sustrato, y curar la

composición para formar el revestimiento.

13. Revestimiento en polvo preparado mediante curado parcial o total de una composición de revestimiento en polvo termoendurecible según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 1.

14. Sustrato revestido que comprende un revestimiento derivado al curar una composición como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 1.

15. Uso de una composición de resina como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, o de una

composición de revestimiento en polvo termoendurecible como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 1, o de un sustrato revestido como se define en la reivindicación 14, en aplicaciones de automoción, marinas, aerospaciales, médicas, de defensa, deportivas/recreativas, arquitectónicas, de embotellado, domésticas, y de maquinaria.