Composiciones de resinas alquídicas reducibles en agua modificadas con uretano.

Una composición acuosa de revestimiento que comprende una combinación de una resina alquídica modificada con uretano de masa molar alta A y un diluyente reactivo D,

caracterizada porque la resina alquídica A tiene restos derivados de

- ácidos grasos injertados A1 que son productos de injerto de ácidos grasos A11 que tienen al menos una insaturación olefínica, como media por molécula, y ácidos alifáticos insaturados olefínicos lineales o ramificados A12 que preferiblemente tienen de 3 a 10 átomos de carbono,

- al menos uno de alcoholes alifáticos polihídricos A2, y productos de transesterificación de alcoholes alifáticos polihídricos A2 con aceites naturales A6,

- ácidos grasos A3,

- isocianatos polifuncionales A4,

y el diluyente reactivo D tiene un índice de hidroxilo como máximo de 5 mg/g, y comprende restos derivados de

- ácidos grasos insaturados olefínicos D1 que pueden estar opcionalmente injertados con monómeros insaturados olefínicos D11 incluyendo al menos uno de un ácido monocarboxílico insaturado olefínico D111

Composiciones de resinas alquídicas reducibles en agua modificadas con uretano Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones de revestimiento que comprenden resinas alquídicas reducibles en agua modificadas con uretano, a un procedimiento para su preparación y a un método para su uso.

Antecedentes de la invención

Las resinas alquídicas se pueden hacer reducibles en agua mediante injerto de ácido carboxílicos insaturados olefínicos, en especial ácidos carboxílicos alfa-insaturados como ácido metacrílico o por co-condensación con ácidos policarboxílicos tales como ácidos tetrahidroftálico o hidroxicarboxílicos que tienen grupos ácido que no reaccionan, o solo reaccionan en una medida pequeña, en condiciones de policondensación por esterificación, pero imparten hidrofilicidad después de ser neutralizados con compuestos alcalinos para proporcionar un número suficiente de grupos aniónicos en las moléculas de resina.

Las resinas alquídicas reducibles en agua donde los ácidos grasos que llevan injertos derivados de monómeros acrílicos se conocen, por ejemplo de los documentos EP 267562 A2, EP 29543 A2, EP 437743 A2, WO 1995/27762 A1, y WO 26/92211 A1.

La protección eficaz de superficies, en particular para sustratos flexibles o deformables tales como piezas de plástico o madera, necesita resinas de masa molar alta que proporcionen la combinación necesaria de elasticidad, dureza, resistencia a la intemperie y química. Puesto que las resinas de masa molar alta presentan alta viscosidad en fundido o disolución, no se pueden hacer fácilmente ya que también disminuye la velocidad de reacción con la mayor viscosidad. Aunque la viscosidad se puede reducir por adición de un disolvente, este disolvente debería separarse antes o preferiblemente después de la formación de la dispersión de resina.

Resumen de la invención

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar una dispersión acuosa de una resina alquídica modificada con uretano, reducible en agua, de alta masa molar, que sea fácil de hacer, y que proporcione un buen equilibrio de elasticidad, dureza, así como resistencias a la intemperie y química.

Este problema se ha resuelto por una resina alquídica dispersable en agua que comprende una combinación de resina alquídica de masa molar alta y un diluyente reactivo.

Por lo tanto, un objeto de la invención es una composición acuosa de revestimiento que comprende una combinación de una resina alquídica modificada con uretano de masa molar alta A y un diluyente reactivo D.

La resina alquídica A tiene restos derivados de ácidos grasos injertados A1, alcoholes alifáticos polihídricos A2, ácidos grasos A3, isocianatos polifuncionales A4, y opcionalmente, también ácidos orgánicos polibásicos A5. Los alcoholes alifáticos polihídricos A2 y ácidos grasos A3 se pueden sustituir parcial o totalmente por productos de transesterificación de aceites A6 y alcoholes alifáticos polihídricos A2 que pueden ser ¡guales o diferentes de los alcoholes alifáticos polihídricos A2, pero se seleccionan del mismo grupo de compuestos. Los ácidos grasos injertados A1 son productos de injerto de ácidos grasos A11 que tienen al menos una insaturación olefínica, como media por molécula, y ácidos alifáticos ¡nsaturados olefínicos lineales o preferiblemente ramificados A12, que preferiblemente tienen de 3 a 1 átomos de carbono, en donde estos ácidos alifáticos ¡nsaturados olefínicos lineales o preferiblemente ramificados A12 se pueden mezclar opcionalmente con monómeros ¡nsaturados olefínicos adicionales como se detalla más adelante.

El diluyente reactivo D es un éster de un componente ácido que comprende al menos uno de ácidos di o policarboxílicos alifáticos o aromáticos D3 o sus anhídridos, y ácidos grasos ¡nsaturados olefínicos D1 que pueden estar opcionalmente injertados con monómeros ¡nsaturados olefínicos D11 que incluyen al menos uno de un ácido monocarboxílico insaturado olefínico D111, y un anhídrido de ácido dicarboxílico ¡nsaturado olefínico D112, y opcionalmente, monómeros insaturados olefínicos D113 adicionales, y un componente con grupo funcional hidroxi que puede ser agua o un alcohol monohídrico D5 y también, polioxialquilenglicoles D2 o sus monoéteres, y opcionalmente, alcoholes alifáticos polihídricos D4 que tienen al menos dos grupos hidroxilo. En lugar de, o junto con los ácidos grasos insaturados olefínicos D1, también se pueden usar sus ésteres con dichos alcoholes alifáticos polihídricos D4 que tienen al menos dos grupos hidroxilo. En esta invención, es esencial que el diluyente reactivo D tenga un número de hidroxilo como máximo de 5 mg/g, se prefiere no más de 3 mg/g, y se prefiere en particular, no más de 2 mg/g.

Un objeto adicional de la invención es un procedimiento para hacer una composición acuosa de revestimiento que comprende una combinación de una resina alquídica modificada con uretano de masa molar alta A y un diluyente reactivo D.

La resina alquídica A se hace por un procedimiento por etapas que comprende, en la primera etapa, injertar ácidos

grasos A11 que tienen al menos una ¡nsaturación olefínica, como media por molécula, con ácidos alifáticos insaturados olefínicos lineales o preferiblemente ramificados A12, que preferiblemente tienen de 3 a 1 átomos de carbono, en la segunda etapa, someter los ácidos grasos injertados A1 de la primera etapa a una reacción de esterificación junto con los alcoholes alifáticos polihídricos A2, ácidos grasos A3, isocianatos polifuncionales A4, y opcionalmente, también ácidos orgánicos polibásicos A5, y en la tercera etapa, mezclar la resina alquídica A hecha en la segunda etapa con un diluyente reactivo D que se hace en una etapa separada por esterificación de un componente ácido que comprende al menos uno de ácidos di o policarboxílicos alifáticos o aromáticos D3 o sus anhídridos, y de ácidos grasos insaturados olefínicos D1 que pueden estar opcionalmente injertados con monómeros insaturados olefínicos D11 que incluyen al menos uno de un ácido monocarboxílico insaturado olefínico D111, y un anhídrido de ácido dicarboxílico insaturado olefínico D112, y opcionalmente, monómeros insaturados olefínicos D113 adicionales, y de un componente con grupo funcional hidroxi que comprende polioxialquilenglicoles D2 o sus monoéteres, y opcionalmente, uno o más de alcoholes monohídricos D5 y alcoholes alifáticos polihídricos D4 que tienen al menos dos grupos hidroxilo.

También se puede usar un producto de transesterificación de aceites naturales o modificados A6 que son ásteres de glicerol con ácidos grasos que pueden estar modificados, p. ej., por hidrogenación, con ácidos grasos injertados A1, y opcionalmente, al menos uno de alcoholes polihídricos A2, ácidos grasos A3, ácidos orgánicos polibásicos A5, que después se hace reaccionar con isocianatos polifuncionales A4.

En una realización preferida, la reacción con isocianatos polifuncionales A4, y opcionalmente ácidos orgánicos polibásicos A5, se hace después de la adición del diluyente reactivo D4.

En lugar de, o junto con los ácidos grasos insaturados olefínicos D1, también se pueden usar sus ásteres con dichos alcoholes alifáticos polihídricos D4 que tienen al menos dos grupos hidroxilo. El tipo y las cantidades de los materiales de partida, o educios, del diluyente reactivo D se eligen de forma que el índice de hidroxilo del diluyente reactivo D sea como máximo de 5 mg/g, preferiblemente no más de 3 mg/g, y en particular preferiblemente no más de 2 mg/g.

Un objeto adicional más de la presente invención es un método de uso de la composición acuosa de revestimiento que comprende una combinación de una resina alquídica modificada con uretano de masa molar alta A y un diluyente reactivo D como se ha definido antes, que comprende añadir un desecante S, y opcionalmente, al menos uno de los aditivos seleccionados del grupo que consiste en agentes dispersantes, agentes de flujo e igualadores, agentes humectantes, agentes antisedimentación, biocidas, absorbentes de UV, pigmentos, y cargas, y aplicar la composición acuosa de revestimiento a un sustrato que puede ser madera, tanto madera natural como industrial, fibra de madera, producto textil, papel, cartón y material termoplástico.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La resina alquídica A preferiblemente tiene un índice de acidez de 2 mg/g a 12 mg/g, en particular, preferiblemente de 25 mg/g a 11 mg/g, y se prefiere en especial de 3 mg/g a 1 mg/g. El contenido de grupos uretano, expresado como fracción másica de grupos uretano, -NH-CO-O-, con una masa molar M = 59,2 g/mol, en la... [Seguir leyendo]

1Una composición acuosa de revestimiento que comprende una combinación de una resina alquídica modificada con uretano de masa molar alta A y un diluyente reactivo D, caracterizada porque la resina alquídica A tiene restos derivados de

- ácidos grasos injertados A1 que son productos de injerto de ácidos grasos A11 que tienen al menos una ¡nsaturación olefínica, como media por molécula, y ácidos alifáticos insaturados olefínicos lineales o ramificados A12 que preferiblemente tienen de 3 a 1 átomos de carbono,

- al menos uno de alcoholes alifáticos polihídricos A2, y productos de transesterificación de alcoholes alifáticos polihídricos A2 con aceites naturales A6,

- ácidos grasos A3,

- ¡socianatos polifuncionales A4,

y el diluyente reactivo D tiene un índice de hidroxilo como máximo de 5 mg/g, y comprende restos derivados de

- ácidos grasos ¡nsaturados olefínicos D1 que pueden estar opcionalmente injertados con monómeros ¡nsaturados olefínicos D11 incluyendo al menos uno de un ácido monocarboxílico ¡nsaturado olefínico D111.

2.- La composición acuosa de revestimiento de la reivindicación 1, en donde la resina alquídica A también tiene restos derivados de ácidos orgánicos polibásicos A5.

3.- La composición acuosa de revestimiento de la reivindicación 1, en donde el diluyente reactivo D comprende además restos derivados de ácidos di o policarboxílicos alifáticos o aromáticos D3 o sus anhídridos.

4.- La composición acuosa de revestimiento de la reivindicación 1, en donde el diluyente reactivo D comprende además restos derivados de alcoholes alifáticos polihídricos D4 que tienen al menos dos grupos hidroxilo.

5.- La composición acuosa de revestimiento de la reivindicación 1, en donde el diluyente reactivo D es un éster hecho a partir de ácidos grasos D1 y alcoholes alifáticos lineales o ramificados, que después se injerta con anhídridos de ácidos dicarboxílicos insaturados olefínicos, preferiblemente anhídridos de ácido maleico o tetrahidroftálico, seguido de apertura de anillo con agua o alcoholes alifáticos que tienen al menos un grupo hidroxilo por molécula.

6.- Un procedimiento para hacer una composición acuosa de revestimiento de la reivindicación 1, que comprende una combinación de una resina alquídica modificada con uretano de masa molar alta A y un diluyente reactivo D, en donde la resina alquídica A se hace por un procedimiento por etapas que comprende,

- en la primera etapa, injertar ácidos A11 que tienen al menos una insaturación olefínica, como media por molécula, con ácidos alifáticos insaturados olefínicos lineales o ramificados A12 que preferiblemente tienen de 3 a 1 átomos de carbono,

- en la segunda etapa, someter los ácidos grasos injertados A1 de la primera etapa a una reacción de esterificación junto con al menos uno de alcoholes alifáticos polihídricos A2 y productos de transesterificación de alcoholes alifáticos polihídricos D4 con aceites naturales A6, ácidos grasos A3, y

- en la tercera etapa, mezclar la resina alquídica A hecha en la segunda etapa con un diluyente reactivo D que se hace en una etapa separada por esterificación de ácidos grasos insaturados olefínicos D1 o de aceites secantes que son ásteres de estos ácidos grasos, y polioxialquilenglicoles D2 o sus monoéteres, y hacer reaccionar

- en la cuarta etapa, con ¡socianatos polifuncionales A4.

7.- El procedimiento de la reivindicación 6, en donde en la tercera etapa los ácidos di o policarboxílicos alifáticos o aromáticos D3 o sus anhídridos, también están presentes en la mezcla de reacción.

8.- El procedimiento de la reivindicación 6 o reivindicación 7, en donde en la tercera etapa, los alcoholes alifáticos polihídricos D4 que tienen al menos dos grupos hidroxilo, también están presentes en la mezcla de reacción.

9.- Un método de uso de la composición acuosa de revestimiento que comprende una combinación de una resina alquídica modificada con uretano de masa molar alta A y un diluyente reactivo D según la reivindicación 1, que comprende añadir un desecante S, y aplicar la composición acuosa de revestimiento a un sustrato, que puede ser madera, tanto madera natural como industrial, fibra de madera, producto textil, papel, cartón, cuero y material termoplástico.

1.- El método de la reivindicación 9, en donde se añade al menos uno de los aditivos seleccionado del grupo que consiste en agentes dispersantes, agentes de flujo e igualadores, agentes humectantes, agentes antisedimentación, biocidas, absorbentes de UV, pigmentos y cargas, a la composición acuosa de revestimiento.