COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO ENDURECIBLES MEDIANTE ENERGÍA.

Composición de revestimiento endurecible mediante energía composición que comprende un monómero u oligómero de epóxido,

un fotoiniciador catiónico y un carbonato cíclico, siempre y cuando la composición no comprenda un 57,1% de carboxilato de 3,4-epoxiciclohexilmetil-3',4'-epoxiclohexano, un 10,0% de oxetano de 3-etil-3-hidroximetilo, un 15,0% de pigmento, un 17,4% de hexafluorofosfato de 10-bifenil-4-il-2-isopropil-9-oxo-9H-tioxanten-10-io como disolución al 23% en carbonato de propileno y un 0,5% de aditivo nivelador, siempre que el carbonato de propileno sea al único carbonato cíclico presente en una cantidad de por lo menos el 12% en peso de la composición total

Composiciones de revestimiento endurecibles mediante energía.

La presente invención se refiere a unas nuevas composiciones de revestimiento endurecibles mediante energía, tales como tintas de imprimir o barnices, que presentan un endurecimiento excelente y, si se pretende de este modo, una viscosidad relativamente baja, como resultado de la incorporación en la composición de unos niveles elevados sin precedentes de carbonatos cíclicos.

Aunque desde hace mucho tiempo se conoce el endurecimiento catiónico de tintas de imprimir con la exposición a radiación ultravioleta (UV) mediante la polimerización con rotura del anillo de epóxidos, nunca ha alcanzado mucho éxito comercial, debido a, entre otras causas, de la velocidad de endurecimiento lenta de dichos sistemas. A fin de que dichos sistemas resulten comercialmente atractivos, es necesario mejorar la velocidad de endurecimiento de las tintas de imprimir y de las composiciones de revestimiento similares basadas en epóxidos que se pueden endurecer catiónicamente con UV.

Los presentes inventores han descubierto sorprendentemente que ello se puede conseguir mediante la incorporación en la composición de revestimiento de unos niveles relativamente elevados de uno o más carbonatos cíclicos, tales como el carbonato de propileno. Este descubrimiento resulta más sorprendente debido a que el carbonato de propileno, en particular, se utiliza habitualmente como disolvente para el fotoiniciador catiónico en dichos sistemas (utilizándose habitualmente el fotoiniciador catiónico como una disolución al 50% en carbonato de propileno) y debido a la presión de los usuarios para que dichas composiciones de revestimiento presenten unos niveles reducidos de carbonato de propileno, basándose en que se desplazan hacia el exterior de la composición endurecida. Además, la mayoría de fabricantes de productos químicos y usuarios finales consideran que el carbonato de propileno es un compuesto que no reacciona, y por lo tanto no se espera que desempeñe un efecto positivo en el endurecimiento. De hecho, la patente US n.º 5.262.449 no es la única que indica específicamente que los carbonatos de alquileno simples son únicamente disolventes y no intervienen en la polimerización, y que se deberían utilizar en unas cantidades relativamente bajas a fin de evitar efectos no pretendidos.

Debido a que el nivel de carbonato de propileno en las composiciones de las técnicas anteriores se determina mediante el nivel de fotoiniciador catiónico, resulta fácilmente posible determinar los niveles de carbonato de propileno en las composiciones resultantes. En general, se han utilizado fotoiniciadores catiónicos de sales de sulfonio en la técnica anterior en unos niveles comprendidos entre el 8 y el 10% en peso, y por lo tanto el nivel de carbonato de propileno en dichas composiciones estaría comprendido entre el 4 y el 5% en peso.

El documento EP 1 384 727 A da a conocer una composición para una capa captadora de imágenes, que comprende un compuesto epoxi, un compuesto de oxetano y un iniciador de la polimerización fotocatiónico.

El documento JP 11 140279 A da a conocer una composición de endurecimiento activo, que comprende un compuesto de oxetano, un compuesto que presenta por lo menos dos componentes epoxi y un iniciador catiónico de la fotopolimerización.

El documento US 2003/158286 A1 da a conocer una composición de endurecimiento activo con un haz energético que comprende un compuesto epoxi, un compuesto de oxetano, un iniciador de la polimerización fotocatiónico, un pigmento y un agente dispersante del pigmento.

El documento JP 10 330652 A da a conocer una composición para pinturas en polvo de endurecimiento activado con un rayo energético, que comprende un compuesto de resina que presenta oxetano, un poliepóxido y un iniciador fotocatiónico de la polimerización.

Carroy [New Developments en Cationic Curing Flexo Inks ("Nuevos avances en las tintas flexográficas con endurecimiento catiónico"), un documento presentado en RadTech e/5 2004 Technical Proceedings] da a conocer una composición que contiene aproximadamente un 13,4% de carbonato de propileno, pero atribuye los resultados obtenidos al excelente fotoiniciador catiónico de tioxantonio que utilizó y a su buena disolución en la tinta de imprimir. Específicamente, la composición que da a conocer Carroy comprende un 57,1% de carboxilato de 3,4-epoxiciclohexilmetil-3',4'-epoxiclohexano, un 10,0% de oxetano de 3-etil-3-hidroximetilo, un 15,0% de pigmento, un 17,4% de hexafluorofosfato de 10-bifenil-4-il-2-isopropil-9-oxo-9H-tioxanten-10-io como disolución al 23% en carbonato de propileno, y un 0,5% de aditivo nivelador.

El documento JP 2004-32361 (Konica Minolta) da a conocer asimismo una composición de revestimiento para utilizar en impresión en chorro de tinta que utiliza tanto un compuesto éster cíclico (en una cantidad comprendida entre un 2,5 y un 20% en masa, preferentemente entre un 5,0 y un 15% en masa, de la masa de tinta total) o carbonato de propileno (en unas cantidades sin especificar).

Según la presente invención, se ha descubierto que se necesitan unos niveles significativamente más elevados de un carbonato cíclico, tal como el carbonato de propileno, de los que se utilizan habitualmente a fin de alcanzar la velocidad de endurecimiento mejorada pretendida.

La presente invención consiste en una composición de revestimiento endurecible mediante energía composición que comprende un monómero un oligómero de epóxido, un fotoiniciador catiónico y un carbonato cíclico, siempre y cuando la composición no comprenda un 57,1% de carboxilato de 3,4-epoxiciclohexilmetil-3',4'-epoxiclohexano, un 10,0% de oxetano de 3-etil-3-hidroximetilo, un 15,0% de pigmento, un 17,4% de hexafluorofosfato de 10-bifenil-4-il-2-isopropil-9-oxo-9H-tioxanten-10-io como disolución al 23% en carbonato de propileno y un 0,5% de aditivo nivelador, siempre que el carbonato de propileno sea al único carbonato cíclico presente en una cantidad de por lo menos el 12% en peso de la composición total.

En una variante de la presente invención se proporciona una composición de revestimiento endurecible mediante energía que comprende un monómero u oligómero de epóxido, un fotoiniciador catiónico y un carbonato cíclico distinto del carbonato de propileno.

La composición puede comprender asimismo un monómero u oligómero de oxetano. Dichos compuestos pueden polimerizarse mediante una reacción de abertura del anillo provocada catiónicamente. Los ejemplos de oxetanos aptos comprenden el oxetano de 3-etil-3-hidroximetilo o el oxetano 3-etil-3-[2-etilexiloxi]-metilo]. Sin embargo, las composiciones de la presente invención carecen preferentemente de oxetanos monofuncionales añadidos.

Los epóxidos habituales que se pueden utilizar comprenden los epóxidos cicloalifáticos (tales como los que se comercializan con las denominaciones Cyracure UVR6105, UVR6107, UVR6110 y UVR6128, por Dow), que resultan muy conocidos por los expertos en la materia.

Otros epóxidos que se pueden utilizar comprenden oligómeros/monómeros funcionales con epoxi tales como los éteres de glicidilo de polioles [bisfenol A, dioles alquílicos o poli(óxidos de alquileno), que pueden ser bifuncionales, trifuncionales, tetrafuncionales o hexafuncionales]. Asimismo, se pueden utilizar también los epóxidos obtenidos mediante la epoxidación de materiales insaturados (por ejemplo aceite de soja epoxidado, polibutadieno epoxidado o alquenos epoxidado). Se pueden utilizar asimismo epóxidos naturales, que comprenden el aceite de cultivos recogido de Vemonia galamensis.

Así como los epóxidos y opcionalmente los oxetanos, los otros monómeros/oligómeros reactivos que se pueden utilizar comprenden los éteres vinílicos de polioles [tales como el éter divinílico de trietilenglicol, éter divinílico del 1,4-ciclohexano dimetanol y los éteres vinílicos de poli(óxidos de alquileno)]. Los ejemplos de prepolímeros funcionales de éter vinílico comprenden los productos basados en el uretano suministrados por Allied Signal. De un modo similar, se pueden utilizar monómeros/oligómeros que contienen grupos de éter propenílico en vez de los compuestos correspondientes a los que se ha hecho referencia anteriormente que contienen grupos éter vinílico.

Otras especies reactivas pueden comprender derivados del estireno y ésteres cíclicos (tales como las lactonas y sus derivados).

La composición de la presente invención contiene asimismo...

1. Composición de revestimiento endurecible mediante energía composición que comprende un monómero u oligómero de epóxido, un fotoiniciador catiónico y un carbonato cíclico, siempre y cuando la composición no comprenda un 57,1% de carboxilato de 3,4-epoxiciclohexilmetil-3',4'-epoxiclohexano, un 10,0% de oxetano de 3-etil-3-hidroximetilo, un 15,0% de pigmento, un 17,4% de hexafluorofosfato de 10-bifenil-4-il-2-isopropil-9-oxo-9H-tioxanten-10-io como disolución al 23% en carbonato de propileno y un 0,5% de aditivo nivelador, siempre que el carbonato de propileno sea al único carbonato cíclico presente en una cantidad de por lo menos el 12% en peso de la composición total.

2. Composición según la reivindicación 1, en la que el carbonato cíclico se encuentra presente en una cantidad comprendida entre el 12% y el 35% en peso de la composición entera.

3. Composición según la reivindicación 2, en la que el carbonato cíclico se encuentra presente en una cantidad comprendida entre el 12% y el 30% en peso de la composición entera.

4. Composición según la reivindicación 3, en la que el carbonato cíclico se encuentra presente en una cantidad comprendida entre el 12% y el 25% en peso de la composición entera.

5. Composición según la reivindicación 1, en la que el carbonato cíclico se encuentra presente en una cantidad de por lo menos el 15% en peso de la composición entera.

6. Composición según la reivindicación 5, en la que el carbonato cíclico se encuentra presente en una cantidad comprendida entre el 15% y el 35% en peso de la composición entera.

7. Composición según la reivindicación 6, en la que el carbonato cíclico se encuentra presente en una cantidad comprendida entre el 15% y el 25% en peso de la composición entera.

8. Composición según la reivindicación 1, en la que el carbonato cíclico se encuentra presente en una cantidad de por lo menos el 7% en peso de la composición entera.

9. Composición según la reivindicación 8, en la que el carbonato cíclico se encuentra presente en una cantidad de por lo menos el 8% en peso de la composición entera.

10. Composición según la reivindicación 9, en la que el carbonato cíclico se encuentra presente en una cantidad comprendida entre el 8% y el 35% en peso de la composición entera.

11. Composición según la reivindicación 10, en la que el carbonato cíclico se encuentra presente en una cantidad de por lo menos el 10% en peso de la composición entera.

12. Composición según la reivindicación 11, en la que el carbonato cíclico se encuentra presente en una cantidad comprendida entre el 10% y el 30% en peso de la composición entera.

13. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un monómero u oligómero de oxetano.

14. Composición según la reivindicación 13, en la que el oxetano es el oxetano de 3-etil-3-hidroximetilo o el oxetano 3-etil-3-[2-etilexiloxi]-metilo].

15. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el carbonato cíclico es carbonato de propileno, carbonato de glicerina, carbonato de viniletileno, carbonato de etileno o carbonato de butileno.

16. Composición según la reivindicación 15, en la que el carbonato cíclico es carbonato de propileno.

17. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en forma de tinta de imprimir o barniz.

18. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, formulada para impresión por chorro de tinta.

19. Procedimiento para preparar una composición endurecida de revestimiento, que comprende aplicar una composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores a un sustrato y exponer el sustrato revestido a una radiación endurecedora para endurecer el revestimiento.

20. Procedimiento según la reivindicación 19, en el que la radiación endurecedora es ultravioleta.