Composición de revestimiento en polvo que comprende un poliéster y una beta-hidroxialquilamida como agente de reticulación.

Composición termoendurecible de revestimiento en polvo que comprende un agente de reticulación y un poliéster

- en la que el poliéster tiene grupos funcionales,

grupos funcionales los cuales son capaces dereaccionar con grupos β-hidroxialquilamida,

- en la que el poliéster es un poliéster funcionalizado con ácido carboxílico,

- en la que el poliéster se prepara a partir de al menos los siguientes monómeros: neopentilglicol, unalcohol difuncional distinto de neopentilglicol; ácido isoftálico, ácido tereftálico, opcionalmente ácidoadípico y un monómero de ramificación escogido del grupo de un ácido carboxílico al menostrifuncional, un alcohol al menos trifuncional, un ácido hidroxicarboxílico al menos trifuncional, y susmezclas,

- en la que la cantidad de alcohol difuncional distinto de neopentilglicol en el poliéster oscila de 1 a 50%p/p basada en el poliéster,

- en la que la cantidad de ácido isoftálico en el poliéster oscila de 6 a 35% p/p basada en el poliéster,

- en la que el poliéster tiene una funcionalidad de al menos 2,1 y de como máximo 4,0,

- en la que el poliéster tiene un índice de acidez de como máximo 80 mg de KOH/g del poliéster,

- en la que el agente de reticulación es un compuesto que tiene grupos β-hidroxialquilamida.

Composición de revestimiento en polvo que comprende un poliéster y una beta-hidroxialquilamida como agente de reticulación La presente invención se refiere a una composición termoendurecible de revestimiento en polvo que comprende un poliéster con grupos funcionales capaces de reaccionar con grupos !-hidroxialquilamida, y un compuesto que tiene grupos !-hidroxialquilamida.

La invención también se refiere a un revestimiento en polvo obtenido mediante curado, preferiblemente curado térmico, de la composición termoendurecible de revestimiento en polvo mencionada anteriormente, a un revestimiento en polvo preparado a partir de dicha composición termoendurecible de revestimiento en polvo, y a un sustrato parcial o completamente revestido con el revestimiento en polvo. La invención también se refiere al uso de la composición termoendurecible de revestimiento en polvo para revestir sustratos. La invención también se refiere a un procedimiento para preparar la composición termoendurecible de revestimiento en polvo, y a un procedimiento para revestir el sustrato con dicha composición termoendurecible de revestimiento en polvo.

Como se muestra mediante el artículo “Overview of the powder coatings market worldwide” de G. Maggiore en Pitture e Vernice Europe 1/92, p. 15-22, y por la conferencia de D. Richart “Powder Coating: Current Developments, Future Trends” (Waterborne, High-Solids and Powder Coatings Symposium, 22-24 de febrero de 1995) , la investigación todavía continúa en busca de composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo que se puedan curar con poco esfuerzo térmico del sustrato y que consiguientemente sean adecuadas para uso en sustratos sensibles al calor, tales como, por ejemplo, madera y plástico.

Se desea una disminución en la temperatura a la que se puede curar una composición termoendurecible de revestimiento en polvo, ya que esto es tanto económica como técnicamente ventajoso. Una disminución en la temperatura de curado, a la vez que se mantiene constante el tiempo de curado, reduce el consumo de energía, lo que es beneficioso tanto desde un punto de vista ecológico como económico, haciendo al mismo tiempo a este tipo de composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo atractivas para revestidores de polvo, ya que el rendimiento de sus líneas de revestimiento en polvo también se puede incrementar significativamente. Además, debido a una disminución de la temperatura de curado, también se pueden usar sustratos sensibles al calor, ampliando de ese modo el campo de aplicación para tal composición termoendurecible de revestimiento en polvo.

Por lo tanto, existe el deseo de una composición termoendurecible de revestimiento en polvo que tenga la capacidad para ser curada a una baja temperatura de, por ejemplo, en el intervalo de 80 hasta e incluyendo 225ºC, preferiblemente durante tiempos de hasta e incluyendo 60 minutos. Además del deseo de una composición termoendurecible de revestimiento en polvo que se pueda curar a temperatura baja (también denominado aquí baja cocción) , también puede ser deseable que los revestimientos en polvo preparados a partir de ella usando baja cocción presenten un conjunto de propiedades.

Los revestimientos en polvo que resultan de las composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo, que se han curado a baja temperatura, pueden presentar propiedades físicas y/o mecánicas pobres, tales como, por ejemplo, mala lisura, eflorescencia y/o mala resistencia al tacto inverso, debido a un curado inadecuado. Particularmente, el desarrollo de empañamiento de la superficie debido a la eflorescencia puede convertirse en un problema significativo. La eflorescencia se manifiesta habitualmente por sí misma como enturbiamiento de la superficie que se inspecciona visualmente a simple vista y se evalúa cualitativamente. Se da el intervalo en el que se produce la deposición de material blanco o blanquecino y se manifiesta como empañamiento de la superficie. Esta inspección visual se puede llevar a cabo sobre revestimientos blancos o de color oscuro. Según Focus on Powder Coatings, vol. 2003 (6) , junio 2003, p. 3-4, y la referencia a la publicación titulada “The Development of Nonblooming Polyester Resin and its Application to Low Temperature Cure Powder Coatings” de Navin Shah y Edward Nicholl de Rohm & Haas Powder Coatings, presentados en la International Waterborne, High Solids and Powder Coatings Symposium mantenido en Nueva Orleans el 26-28 de febrero de 2003, la eflorescencia de un poliéster se ha atribuido a la presencia de un oligómero cíclico de 22 miembros formado por la condensación de dos moléculas de ácido tereftálico y dos moléculas de neopentilglicol. Este oligómero cíclico de 22 miembros posee una temperatura de fusión cristalina de alrededor de 275-280ºC, y normalmente no se volatiliza a bajas temperaturas de curado, por ejemplo temperaturas de curado que oscilan de 120ºC a 160ºC.

Las composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo en las que no se produce la eflorescencia del revestimiento en polvo resultante después de curar a baja temperatura las composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo se describen, por ejemplo, en el documento WO 03/004574. Este último describe una composición termoendurecible de revestimiento en polvo que comprende un poliéster y un agente de curado que contiene un grupo epoxídico, en la que el poliéster se basa en un poliol y un poliácido, en el que el contenido de ácido isoftálico en el poliácido es de 80 a 100% en moles.

Otro ejemplo de una composición termoendurecible de revestimiento en polvo en la que está limitada la formación de eflorescencia del revestimiento en polvo resultante después de curar a baja temperatura la composición termoendurecible de revestimiento en polvo se describe, por ejemplo, en el documento US 5.880.223. El documento US 5.880.223 describe un polvo de revestimiento que comprende una resina de poliéster y un agente de reticulación epoxídico. La resina de poliéster se basa en el monómero 2-butil-2-etil-1, 3-propanodiol para reducir o eliminar la eflorescencia del revestimiento curado cuando dicho revestimiento curado se expone a una temperatura de 107ºC durante un período de 12 horas.

Los agentes de reticulación epoxídicos, cuando se usan en composiciones termoendurecibles epoxídicas puras de revestimiento en polvo, son conocidos por sus propiedades protectoras y su excelente resistencia química y a la corrosión. Desafortunadamente, también sufren decoloración bajo exposición a la luz UV, e insuficiente durabilidad en exteriores. El TGIC (isocianurato de triglicidilo) es un agente de reticulación epoxídico que es popular para composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo, en particular en combinación con poliésteres, puesto que los revestimientos en polvo que resultan de curar composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo de TGIC/poliéster tienen un buen comportamiento global incluso aunque su flexibilidad y resistencia a la corrosión es inferior a la de composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo típicas a base de epoxi. Sin embargo, TGIC es un mutágeno conocido (CEPE-Safe Powder Guide 7ª Edición, 2005) , y se sospecha que las epoxis de bisfenol-A son carcinógenas.

Por lo tanto, existe un deseo de sustituir agentes de reticulación epoxídicos en composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo y en revestimientos en polvo.

Otro grupo atractivo de agentes de reticulación alternativos son los compuestos que tienen grupos !hidroxialquilamida, cuyos ejemplos son comercializados por EMS Chemie como agentes de reticulación PRIMID®. Las composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo que usan como agente de reticulación compuestos que tienen grupos !-hidroxialquilamida presentan generalmente una buena durabilidad en exteriores en los revestimientos en polvo preparados a partir de ellas, y no son ni mutágenas ni carcinógenas y de este modo son preferidas respecto a composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo a base de epoxi. Por lo tanto, se desea curar con un agente de reticulación de !-hidroxialquilamida.

La baja cocción es particularmente un reto para composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo en las que el agente de reticulación es un compuesto que tiene grupos !-hidroxialquilamida. Los compuestos que tienen grupos !-hidroxialquilamida presentan habitualmente puntos de fusión relativamente elevados, por ejemplo típicamente mayores que 110-120ºC. Cuanto más próxima esté la temperatura de fusión de un componente tal como el agente de reticulación en composiciones termoendurecibles de revestimiento en polvo a la temperatura de curado, más difícil... [Seguir leyendo]

1. Composición termoendurecible de revestimiento en polvo que comprende un agente de reticulación y un poliéster -en la que el poliéster tiene grupos funcionales, grupos funcionales los cuales son capaces de reaccionar con grupos !-hidroxialquilamida.

5. en la que el poliéster es un poliéster funcionalizado con ácido carboxílico, -en la que el poliéster se prepara a partir de al menos los siguientes monómeros: neopentilglicol, un alcohol difuncional distinto de neopentilglicol; ácido isoftálico, ácido tereftálico, opcionalmente ácido adípico y un monómero de ramificación escogido del grupo de un ácido carboxílico al menos trifuncional, un alcohol al menos trifuncional, un ácido hidroxicarboxílico al menos trifuncional, y sus 10 mezclas, -en la que la cantidad de alcohol difuncional distinto de neopentilglicol en el poliéster oscila de 1 a 50%

p/p basada en el poliéster, -en la que la cantidad de ácido isoftálico en el poliéster oscila de 6 a 35% p/p basada en el poliéster, -en la que el poliéster tiene una funcionalidad de al menos 2, 1 y de como máximo 4, 0,

-en la que el poliéster tiene un índice de acidez de como máximo 80 mg de KOH/g del poliéster, -en la que el agente de reticulación es un compuesto que tiene grupos !-hidroxialquilamida.

2. Composición termoendurecible de revestimiento en polvo según la reivindicación 1, en la que la cantidad de ácido isoftálico en el poliéster oscila de 7 a 35% p/p basada en el poliéster.

3. Composición termoendurecible de revestimiento en polvo según la reivindicación 1 o reivindicación 2, en la que la 20 cantidad de ácido adípico en el poliéster oscila de 1 a 10% p/p basada en el poliéster.

4. Composición termoendurecible de revestimiento en polvo según la reivindicación 2 o reivindicación 3, en la que la cantidad de alcohol difuncional distinto de neopentilglicol en el poliéster oscila de 1 a 11% p/p basada en el poliéster, y en la que el poliéster tiene una viscosidad de como máximo 56 Pa.s medida a 160ºC usando un reómetro de cono y plato, el viscosímetro de Brookfield CAP 2000+, con husillo CAP-S-05 a 21 rpm (velocidad de cizallamiento 70 s-1) ,

5. Composición termoendurecible de revestimiento en polvo según una cualquiera de las reivindicaciones 2-4,

- en la que la cantidad de ácido adípico en el poliéster oscila de 1 a 10% p/p basada en el poliéster, y

- en la que la cantidad de ácido isoftálico en el poliéster oscila de 7 a 30% p/p basada en el poliéster, y

-en la que el poliéster tiene una viscosidad de como máximo 56 Pa.s medida a 160ºC usando un reómetro de cono y plato, el viscosímetro de Brookfield CAP 2000+, con husillo CAP-S-05 a 21 rpm 30 (velocidad de cizallamiento 70 s-1) , y

-en la que el alcohol difuncional distinto de neopentilglicol oscila de 8 a 11% p/p basado en el poliéster cuando el alcohol difuncional distinto de neopentilglicol es 2-metil-1, 3-propanodiol, o

- en la que el alcohol difuncional distinto de neopentilglicol oscila de 1 a 10% p/p basado en el poliéster cuando el alcohol difuncional distinto de neopentilglicol es un alcohol difuncional distinto de 35 neopentilglicol y 2-metil-1, 3-propanodiol.

6. Composición termoendurecible de revestimiento en polvo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en la que el alcohol difuncional distinto de neopentilglicol oscila de 1 a 5% p/p basado en el poliéster cuando el alcohol difuncional distinto de neopentilglicol es un alcohol difuncional distinto de neopentilglicol y 2-metil-1, 3-propanodiol, y

- en la que la cantidad de ácido isoftálico en el poliéster oscila de 7 a 30% p/p basada en el poliéster, y

-en la que el poliéster tiene una viscosidad de como máximo 56 Pa.s medida a 160ºC usando un reómetro de cono y plato, el viscosímetro de Brookfield CAP 2000+, con husillo CAP-S-05 a 21 rpm (velocidad de cizallamiento 70 s-1) .

7. Composición termoendurecible de revestimiento en polvo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que el poliéster tiene un índice de acidez que oscila de 30 a 60 mg de KOH/g de poliéster, preferiblemente un índice 45 de acidez que oscila de 34 a 56 mg de KOH/g de poliéster.

8. Composición termoendurecible de revestimiento en polvo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en la que el alcohol difuncional distinto de neopentilglicol es etilenglicol, éster del ácido hidroxipiválico con neopentilglicol,

1, 6-hexanodiol, o una mezcla de los mismos, preferiblemente el alcohol difuncional distinto de neopentilglicol es 1, 6hexanodiol.

9. Composición termoendurecible de revestimiento en polvo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en la que la cantidad total de neopentilglicol, un alcohol difuncional distinto de neopentilglicol; ácido isoftálico, ácido tereftálico, opcionalmente ácido adípico y un monómero de ramificación escogido del grupo de un ácido carboxílico al menos trifuncional, un alcohol al menos trifuncional, un ácido hidroxicarboxílico al menos trifuncional, y sus mezclas, es al menos 90% p/p en el poliéster.

10. Composición termoendurecible de revestimiento en polvo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en la que la cantidad de poliéster es al menos 90% p/p basada en la cantidad total de resinas presentes en la composición termoendurecible de revestimiento en polvo.

11. Una composición termoendurecible de revestimiento en polvo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en la que la composición termoendurecible de revestimiento en polvo comprende además un aditivo del procesamiento de fórmula general Xn-Ym, en la que n es un número entero de 1 a 3, y m es un número entero de 1 a 4, aditivo del procesamiento el cual tiene una Tg en el intervalo de 30 a 90ºC, en la que Y es un poliéster, poliacrilato

o poliesteruretano, y en la que Y está conectado vía un enlace de éster a X, que se elige del grupo de ácido fosfórico, ácido fosfónico, ácido sulfúrico, ácido sulfónico, ácido sulfamínico, ácido bórico, piridinetanol, ácido 1, 4, 5, 6, 7, 7-hexaclorobiciclo[2.2.1]-hept-5-en-2, 3-dicarboxílico (ácido HET) , ácido maleico, y sus combinaciones, en la que el aditivo del procesamiento está presente en una cantidad de al menos 0, 5% p/p en el poliéster.

12. Revestimiento en polvo obtenible curando una composición termoendurecible de revestimiento en polvo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11.

13. Sustrato total o parcialmente revestido con una composición termoendurecible de revestimiento en polvo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, o con un revestimiento en polvo según la reivindicación 12.

14. Procedimiento para revestir un sustrato, que comprende las etapas de:

-aplicar la composición termoendurecible de revestimiento en polvo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11 a un sustrato, de manera que el sustrato se reviste parcial o totalmente con la composición termoendurecible de revestimiento en polvo,

-calentar el sustrato parcial o totalmente revestido obtenido durante un tiempo, preferiblemente de 1 minuto a 40 minutos, y a una temperatura, preferiblemente de 140ºC a 180ºC, de manera que se obtenga un revestimiento que está al menos parcialmente curado.

15. Uso del sustrato parcial o totalmente revestido según la reivindicación 13, en el que el sustrato parcial o totalmente revestido se cura a una temperatura que oscila de 140ºC a 180ºC durante un tiempo que oscila de 1 minuto a 40 minutos, para aplicaciones aplicaciones de automóviles, aplicaciones marinas, aplicaciones aeroespaciales, aplicaciones médicas, aplicaciones de defensa, aplicaciones deportivas/recreativas, aplicaciones arquitectónicas, aplicaciones de embotellado, aplicaciones domésticas, aplicaciones de maquinaria.