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ES2294050T3 - Composicion de revestimiento que comprende un compuesto con el grupo funcional biciclo-ortoester, un compuesto con el grupo funcional isocianato y un compuesto con el grupo funcional tiol. - Google Patents

Composicion de revestimiento que comprende un compuesto con el grupo funcional biciclo-ortoester, un compuesto con el grupo funcional isocianato y un compuesto con el grupo funcional tiol. Download PDF

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ES2294050T3
ES2294050T3 ES01998573T ES01998573T ES2294050T3 ES 2294050 T3 ES2294050 T3 ES 2294050T3 ES 01998573 T ES01998573 T ES 01998573T ES 01998573 T ES01998573 T ES 01998573T ES 2294050 T3 ES2294050 T3 ES 2294050T3
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ES
Spain
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compound
group
thiol
coating composition
Prior art date
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ES01998573T
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English (en)
Inventor
Keimpe Jan Van Den Berg
Judith Johanna Maria Adriana Werkmann-Loenen
Frederik Rous
Huig Klinkenberg
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Akzo Nobel Coatings International BV
Original Assignee
Akzo Nobel Coatings International BV
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Abstract

Una composición de revestimiento que comprende a) un primer compuesto que comprende al menos un grupo biciclo-ortoéster, b) un segundo compuesto que comprende al menos dos grupos isocianato, y c) un tercer compuesto que comprende al menos un grupo tiol.

Description

Composición de revestimiento que comprende un compuesto con el grupo funcional biciclo-ortoéster, un compuesto con el grupo funcional isocianato y un compuesto con el grupo funcional tiol.
La invención trata de una composición de revestimiento que comprende un primer compuesto que comprende al menos un grupo biciclo-ortoéster y un segundo compuesto que comprende al menos dos grupos isocianato.
La composición de revestimiento mencionada anteriormente se conoce del documento WO 97/31073. Se ha encontrado que con la aplicación de tal composición de revestimiento como un revestimiento transparente sobre ciertos sustratos se observa formación de espuma a un grosor de película relativamente bajo.
La invención proporciona ahora una composición de revestimiento del tipo mencionado anteriormente que está libre de dicha desventaja. Por esa razón, la composición de revestimiento mencionada en el párrafo inicial se caracteriza porque comprende un tercer compuesto que comprende al menos un grupo tiol.
El uso de compuestos tiol-funcionales en la composición de revestimiento de la presente invención proporciona revestimientos con poca o ninguna formación de espumas y un grosor de película de hasta al menos aproximadamente 60 \mum sin defectos peliculares. Tal grosor de la capa de al menos aproximadamente 60 \mum dará como resultado características que, como es conocido por un experto en la técnica, se prefieren para un revestimiento transparente, tales como buena protección de la capa o las capas de revestimiento subyacentes, brillo, dureza. Por otra parte las composiciones de revestimiento de acuerdo con la presente invención muestran un bajo VOC, una relación favorable de tiempo de empleo útil:tiempo de secado, corrimiento reducido de la composición de revestimiento sobre el sustrato y un comportamiento de acumulación alto.
Una composición de revestimiento que comprende un compuesto que comprende al menos un grupo biciclo-ortoéster (biciclo-ortoéster se abrevia posteriormente en la presente memoria como BOE) es una composición que tiene grupos hidroxilo latentes. En presencia de agua o humedad del aire los grupos BOE se hidrolizarán, formando grupos hidroxilo. Esta reacción también se conoce como desbloqueo. Durante el desbloqueo, se liberan pocos componentes volátiles si se libera alguno. Cuando el grupo BOE se desbloquea de esta manera, no es posible obtener un homopolímero de grupos BOE mediante polimerización catiónica. Sin embargo, los grupos hidroxilo desbloqueados pueden reaccionar con los grupos isocianato del segundo compuesto para dar un polímero reticulado.
El documento US 4.788.083 describe una composición de revestimiento que comprende una mezcla de poliol-poliisocianato y un exceso molar de un compuesto tiol-funcional con respecto a un catalizador de estaño. Por exceso molar se entiende que se añade suficiente compuesto tiol-funcional al catalizador de estaño para que el tiempo de empleo útil en un bote abierto de la mezcla de poliol-poliisocianato sea al menos dos veces más prolongado que para la misma mezcla que contiene solo el catalizador de estaño.
Sorprendentemente, se ha encontrado que la presencia de un compuesto tiol-funcional en la composición de revestimiento de la presente invención no incrementa el tiempo de empleo útil en absoluto, sino que de hecho lo disminuye. Por otra parte, la velocidad de curado de la composición de revestimiento de la presente invención es la misma que la de una composición de revestimiento que no comprende un compuesto tiol-funcional. Además, se observa una disminución de la formación de espuma cuando se usa la composición de revestimiento de la presente
invención.
Por grupos BOE se entiende grupos que tienen una estructura de acuerdo con la fórmula I
\vskip1.000000\baselineskip
1
\vskip1.000000\baselineskip
en la que
X y Z pueden ser iguales o diferentes y se seleccionan de grupos alqu(en)ileno lineales o ramificados con 1-4 átomos de carbono que contienen opcionalmente un átomo de oxígeno o nitrógeno;
Y no es nada o se selecciona independientemente de X y Z de grupos alqu(en)ileno lineales o ramificados con 1-4 átomos de carbono que contienen opcionalmente un átomo de oxígeno o nitrógeno;
R_{1} y R_{2} pueden ser iguales o diferentes y se seleccionan del grupo de radicales monovalentes que comprende
hidrógeno, hidroxilo, grupos alqu(en)ilo que comprenden 1-30 átomos de carbono, grupos que pueden ser lineales o ramificados y opcionalmente pueden contener uno o más heteroátomos y grupos seleccionados del grupo de oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, sulfona, sulfoxi y éster, opcionalmente sustituidos con grupos epoxi, ciano, amino, tiol, hidroxilo, halógeno, nitro, fósforo, sulfoxi, amido, éter, éster, urea, uretano, tioéster, tioamida, amida, carboxilo, carbonilo, arilo y acilo, y
radicales divalentes que comprenden
grupos alqu(en)ileno que tienen 1-10 átomos de carbono, grupos que pueden ser lineales o ramificados y opcionalmente pueden contener uno o más heteroátomos y grupos seleccionados del grupo de oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, sulfona, sulfoxi y éster, opcionalmente sustituidos con grupos epoxi, ciano, amino, tiol, hidroxilo, halógeno, nitro, fósforo, sulfoxi, amido, éter, éster, urea, uretano, tioéster, tioamida, amida, carboxilo, carbonilo, arilo y acilo; grupos éster; grupos éter; grupos amida; grupos tioéster; grupos tioamida; grupos uretano; grupos urea; y un enlace sencillo.
Preferiblemente, X, Y y Z son metileno. R_{1} y R_{2} en ese caso están conectados a un radical 2,6,7-trioxabiciclo[2.2.2]octano divalente.
En el caso de que tanto R_{1} como R_{2} sean radicales monovalentes, el grupo BOE que se define por la fórmula I es el mismo que el del compuesto BOE-funcional. Los radicales monovalentes R_{1} y R_{2} pueden ser iguales o diferentes y preferiblemente se seleccionan del grupo de hidrógeno, hidroxilo y grupos alqu(en)ilo lineales o ramificados que tienen 1-20 átomos de carbono, opcionalmente sustituidos con uno o más grupos hidroxilo y que comprenden opcionalmente un grupo éster. Ejemplos de tales grupos son: metilo, metilol, etilo, etilol, propilo, propilol, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo, un grupo -CH_{2}-CH_{2}-O-CO-alqu(en)ilo(C_{1-20}) y sus mezclas.
Preferiblemente, R_{1} es alqu(en)ilo lineal o ramificado que tiene 1-20 átomos de carbono, opcionalmente sustituido con hidroxilo, mientras que R_{2} es metilo o etilo. Alternativamente, R_{1} puede ser metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo y sus mezclas, mientras que R_{2} puede ser metilo, etilo, etilol o un grupo -CH_{2}-CH_{2}-O-CO-alqu(en)ilo(C_{1-20}).
Cuando un radical divalente se selecciona para cualquiera o ambos grupos R_{1} o R_{2}, pueden formarse compuestos BOE-funcionales de alto peso molecular. Estos pueden ser aductos o polímeros que comprenden varios grupos BOE. Así, dos grupos BOE pueden formar un aducto mediante la selección de un radical monovalente para uno de los dos grupos R_{1} y R_{2} y un radical divalente para el otro. Los grupos BOE se conectarán a continuación entre sí a través del radical divalente. Los grupos BOE también pueden conectarse a través de los radicales divalentes a compuestos monómeros u oligómeros. Tales compuestos BOE-funcionales se describen, por ejemplo, en el documento US 4.338.240 mencionado anteriormente. Por ejemplo, dos grupos BOE pueden conectarse a un ácido graso dímero, por ejemplo Pripol 1009 de Unichema. Alternativamente, en la configuración mencionada anteriormente, los grupos BOE pueden funcionar como grupos laterales o grupos terminales en una cadena de polímero. Los polímeros pueden ser, por ejemplo, poliésteres, poliéteres, poliacrilatos, poliamidas o poliuretanos. Cuando el radical divalente es un enlace sencillo, el grupo BOE está unido directamente al polímero. Cuando los grupos R_{1} y R_{2} son ambos divalentes, los grupos BOE pueden incorporarse en la cadena principal de un polímero o pueden servir para conectar dos cadenas de polímero entre sí. Preferiblemente, uno o ambos grupos R_{1} y R_{2} se seleccionan del grupo de éster, éter, uretano, un enlace sencillo y grupos alqu(en)ileno que tienen 1-10 átomos de carbono que pueden ser lineales o ramificados y pueden contener uno o más grupos éster, éter o uretano.
Además del compuesto BOE-funcional, la composición de revestimiento de acuerdo con la invención comprende un segundo compuesto que comprende al menos dos grupos isocianato. Ejemplos de compuestos que comprenden al menos dos grupos isocianato son poliisocianatos alifáticos, alicíclicos y aromáticos tales como diisocianato de trimetileno, 1,2-diisocianato de propileno, diisocianato de tetrametileno, 2,3-diisocianato de butileno, diisocianato de hexametileno, diisocianato de octametileno, diisocianato de 2,2,4-trimetilhexametileno, diisocianato de 2,4,4-trimetilhexametileno, diisocianato de dodecametileno, \alpha,\alpha'- diisocianato de dipropil-éter, 1,3-diisocianato de ciclopentileno, 1,2-diisocianato de ciclohexileno, 1,4-diisocianato de ciclohexileno, 4-metil-(1,3-diisocianato de ciclohexileno), (4,4'-diisocianato de diciclohexileno)-metano, 3,3'-dimetil-(4,4'-diisocianto de diciclohexileno)-metano, m- y p-diisocianato de fenileno, 1,3- y 1,4-bis(isocianatometil)benceno, 1,5-dimetil-2,4-bis(isocianatometil)benceno, 1,3,5-triisocianatobenceno, 2,4- y 2,6-diisocianato de tolueno, 2,4,6-triisocianato de tolueno, \alpha,\alpha,\alpha',\alpha'-tetrametil-(o-, m- y p-diisocianato de xilileno), (4,4'-diisocianto de difenileno)-metano, 4,4'- diisocianato de difenileno, 3,3'-dicloro-(4,4'- diisocianato de difenileno), 1,5-diisocianato de naftaleno, diisocianato de isoforona y diisocianato de transvinilideno y mezclas de los poliisocianatos mencionados anteriormente.
Además, tales compuestos pueden ser aductos de poliisocianatos, por ejemplo biurets, isocianuratos, alofanatos, uretdionas y sus mezclas. Ejemplos de tales aductos son el aducto de dos moléculas de diisocianato de hexametileno o diisocianato de isoforona para un diol tal como etilenglicol, el aducto de 3 moléculas de diisocianato de hexametileno para una molécula de agua, el aducto de una molécula de trimetilolpropano para 3 moléculas de diisocianato de isoforona, el aducto de 1 molécula de pentaeritritol para 4 moléculas de diisocianato de tolueno, el isocianurato de diisocianato de hexametileno, disponible de Bayer bajo las denominaciones comerciales Desmodur® N3390 y Desmodur® N3600, la uretdiona de diisocianato de hexametileno, disponible de Bayer bajo la denominación comercial Desmodur® N3400, el alofanato de diisocianato de hexametileno, disponible de Bayer bajo la denominación comercial Desmodur® LS2101, y el isocianurato de diisocianato de isoforona, disponible de Hüls bajo la denominación comercial Vestanat® T1890E. Por otra parte, (co)polímeros de monómeros isocianato-funcionales tales como \alpha,\alpha'-dimetil-m-(isocianato de isopropenilbencilo) son adecuados para el uso. Finalmente, los isocianatos mencionados anteriormente y sus aductos pueden estar presentes en la forma de isocianatos bloqueados, como es conocido por el experto.
Además del compuesto BOE-funcional y el compuesto de poliisocianato, la composición de revestimiento de acuerdo con la invención comprende un tercer compuesto que comprende al menos un grupo tiol. Preferiblemente, el compuesto tiol-funcional comprende al menos dos grupos tiol. Además del grupo tiol, el tercer compuesto también puede contener otros grupos reactivos, por ejemplo grupos hidroxilo y carboxilo. Compuestos tiol-funcionales se describen en la Patente de EE.UU. 4.788.083, que se incorpora mediante referencia en la presente memoria. Ejemplos del tercer compuesto que comprende al menos un grupo tiol incluyen dodecilmercaptano, mercaptoetanol, 1,3-propanoditiol, 1,6-hexanoditiol, tioglicolato de metilo, ácido 2-mercaptoacético, ésteres de ácido 2-mercaptoacético, ácido 3-mercaptopropiónico, ésteres de ácido 3-mercaptopropiónico, ácido 2-mercaptopropiónico, ésteres de ácido 2-mercaptopropiónico, ácido 11-mercaptoundecanoico y ésteres de ácido 11-mercaptoundecanoico. Los ésteres pueden derivarse de todos los tipos de compuestos hidroxilo-funcionales, oligómeros y polímeros. Preferiblemente, se usan tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano y tetraquis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol.
Alternativamente, el compuesto que comprende al menos un grupo tiol puede tener por ejemplo una estructura de acuerdo con la siguiente fórmula: T[(C_{3}H_{6}O)_{n}CH_{2}CHOHCH_{2}SH]_{3}, siendo T un triol tal como trimetilolpropano o glicerol y siendo n 1-100. Un ejemplo de tal compuesto está disponible comercialmente de Cognis bajo la marca comercial Capcure® 3/800.
El compuesto tiol-funcional se usa en una cantidad de 0,1 a 10% en peso, preferiblemente 0,5 a 5% en peso, más preferiblemente en una cantidad de 1 a 3% en peso, calculada sobre el compuesto BOE-funcional.
Además de los compuestos BOE-funcionales, isocianato-funcionales y tiol-funcionales descritos, otros compuestos pueden estar presentes en la composición de revestimiento de acuerdo con la presente invención. Tales compuestos pueden ser aglutinantes principales y/o diluyentes reactivos que comprenden grupos reactivos que pueden reticularse con los compuestos hidroxilo-funcionales, tiol-funcionales y/o isocianato-funcionales mencionados anteriormente. Ejemplos incluyen aglutinantes hidroxilo-funcionales, por ejemplo poliéster-polioles tales como los descritos en H. Wagner y otros, Lackkunstharze, 5ª ed., 1971 (Carl Hanser Verlag, Munich), poliéter-polioles, poliacrilato-polioles, poliuretano-polioles, acetobutirato de celulosa, resinas epoxídicas hidroxilo-funcionales, alquidos y polioles dendrímeros tales como los descritos en el documento WO 93/17060. Además, pueden estar presentes oligómeros y monómeros hidroxilo-funcionales, tales como aceite de ricino y trimetilolpropano. Finalmente, pueden estar presentes resinas cetónicas, ésteres de ácido aspártico y compuestos amino-funcionales latentes y no latentes tales como oxazolidinas, cetiminas, aldiminas, diiminas, aminas secundarias y poliaminas. Estos y otros compuestos son conocidos para el experto y se mencionan, entre otros, en el documento US 5.214.086.
La relación de grupos isocianato a grupos hidroxilo y tiol varía de 50 a 300% en equivalentes, preferiblemente de 70 a 250% en equivalentes.
La invención abarca además un procedimiento para curar la presente composición de revestimiento. Más particularmente, los grupos hidroxilo latentes del compuesto BOE-funcional tienen que desbloquearse y los grupos hidroxilo resultantes y los grupos tiol ya presentes tienen que reaccionar con los grupos isocianato del segundo compuesto para permitir que la presente composición de revestimiento se cure.
El desbloqueo de los grupos hidroxilo latentes de los compuestos de BOE tiene lugar bajo la influencia de agua en forma de, por ejemplo, humedad del aire o agua añadida. Este desbloqueo es catalizado preferiblemente por un primer catalizador seleccionado del grupo de ácidos de Lewis, tales como AlCl_{3}, SbCl_{5}, BF_{3}, BCl_{3}, BeCl_{2}, FeCl_{3}, FeBr_{3}, SnCl_{4}, TiCl_{4}, ZnCl_{2} y ZrCl_{4} y sus complejos orgánicos, por ejemplo, BF_{3}Et_{2}O, BF_{3}-2CH_{3}COOH, BF_{3}-SH_{2}O, BF_{3}-H_{3}PO_{4}, BF_{3}-(CH_{3})_{2}O, BF_{3}-THF, BF_{3}-2CH_{3}OH, BF_{3}-2C_{2}H_{5}OH y BF_{3}-C_{6}H_{5}CH, y ácidos de Brønsted. Preferiblemente, se hace uso de ácidos de Brønsted que tienen un pKa < 3, tales como fosfato de mono- o di-alquilo, un ácido carboxílico que tiene al menos un átomo de cloro y/o flúor, un ácido alquil- o aril-sulfónico o un ácido (alquil)fosfórico, más particularmente ácido metanosulfónico, ácido para-toluenosulfónico, ácidos naftalenosulfónicos opcionalmente sustituidos, ácido dodecilbencenosulfónico, fosfato de dibutilo, ácido tricloroacético, ácido fosfórico y sus mezclas.
Dichos primeros catalizadores pueden bloquearse, si así se desea, dando como resultado la liberación del ácido de Lewis o Brønsted bajo la influencia de, por ejemplo, irradiación electromagnética (luz o UV), calor o humedad. Fotoiniciadores generadores de ácido se describen, entre otros, en G. Li Bassi y otros, "Photoinitiators for the Simultaneous Generation of Free Radicals and Acid Hardening Catalysts", Radcure '86 Proceedings, por ejemplo, 2-metil-1-[4-(metltio)fenil]-2-[4-metilfenilsulfonil]propan-1-ona (MDTA) de Fratelli Laberti Spa, Varese, Italia. Alternativamente, puede hacerse uso de compuestos generadores de ácidos de Lewis tales como Irgacure® 261 de Ciba Geigy y éster trimetilsililbencenosulfónico.
El primer catalizador puede usarse solo o como una mezcla de catalizadores en cantidades eficaces. En principio, la hidrolización de al menos una porción del compuesto BOE-funcional será suficiente. Cantidades del primer catalizador de 0 a 10% en peso con relación a los compuestos BOE-funcionales pueden ser suficientes. Preferiblemente, estará presente 0,3 a 8% en peso, más específicamente 0,5 a 6% en peso.
La reacción de los grupos hidroxilo desbloqueados del compuesto BOE-funcional, los grupos isocianato del segundo compuesto y los grupos tiol del tercer compuesto tiene lugar preferiblemente bajo la influencia de un segundo catalizador. Tales catalizadores son conocidos por el experto. El segundo catalizador se usa en una cantidad de 0 a 10% en peso, preferiblemente 0,001 a 5% en peso, más preferiblemente en una cantidad de 0,01 a 1% en peso, calculada sobre la materia sólida (es decir, la cantidad de compuesto BOE-funcional, el compuesto isocianato-funcional, el compuesto tiol-funcional y opcionalmente otros compuestos que tienen grupos reactivos).
Ejemplos del segundo catalizador incluyen dilaurato de dietilestaño, dilaurato de dibutilestaño, diacetato de dibutilestaño, octoato de estaño, octoato de zinc, quelato de aluminio y dicloruro de dimetilestaño.
La composición de revestimiento de acuerdo con la invención puede ser parte de un sistema de componentes, por ejemplo puede emplearse un sistema de tres componentes. Por ejemplo, un componente puede comprender el compuesto BOE-funcional y el compuesto tiol-funcional. Un segundo componente puede comprender el compuesto isocianato-funcional. Un tercer componente puede comprender el catalizador para la hidrólisis del compuesto BOE-funcional. Preferiblemente, el primer componente también comprende el catalizador para la reacción entre el isocianato y los grupos reactivos con isocianato.
Se prefiere más un sistema de tres componentes en el que un primer componente puede comprender el compuesto BOE-funcional, un segundo componente puede comprender el compuesto isocianato-funcional y un tercer componente puede comprender el catalizador para la hidrólisis del compuesto BOE-funcional y el compuesto tiol-funcional. Preferiblemente, el primer componente también comprende el catalizador para la reacción entre el isocianato y los grupos reactivos con isocianato.
Alternativamente, la composición de revestimiento puede ser parte de un sistema de cuatro componentes en el que un primer componente puede comprender el compuesto BOE-funcional, un segundo componente puede comprender el compuesto isocianato-funcional, un tercer componente puede comprender el catalizador para la hidrólisis del compuesto BOE-funcional y un cuarto componente comprende el compuesto tiol-funcional. El catalizador para la reacción entre el isocianato y los grupos reactivos con isocianato puede estar presente en el primer, segundo, tercer o cuarto componente.
Además, una composición de revestimiento tal como la descrita puede contener los aditivos habituales tales como disolventes, pigmentos, cargas, agentes niveladores, emulsionantes, agentes antiespumantes y agentes de control de la reología, agentes reductores, antioxidantes, estabilizantes HALS, estabilizantes UV, atrapadores de agua tales como tamices moleculares y agentes antisedimentación.
La aplicación sobre un sustrato puede ser a través de cualquier método conocido para el experto, por ejemplo a través de aplicación con rodillo, pulverización, aplicación con brocha, revestimiento por flujo, inmersión y revestimiento con rodillo. Preferiblemente, una composición de revestimiento tal como la descrita se aplica mediante pulverización.
La composición de revestimiento de la presente invención puede aplicarse a cualquier sustrato. El sustrato puede ser, por ejemplo, metal, por ejemplo hierro, acero y aluminio, plástico, madera, vidrio, material sintético, papel, cuero u otra capa de revestimiento. La otra capa de revestimiento puede estar comprendida por la composición de revestimiento de la presente invención o puede ser una composición de revestimiento diferente. Las composiciones de revestimiento de la presente invención muestran particular utilidad como revestimientos transparentes (sobre revestimientos de base, al agua y al disolvente), revestimientos de base, revestimientos superiores pigmentados, imprimaciones y cargas. Las composiciones son particularmente adecuadas para retocar vehículos a motor y vehículos de transporte y para acabar vehículos de transporte grandes tales como trenes, camiones, autobuses y aeroplanos.
La composición de revestimiento aplicada puede curarse muy eficazmente a una temperatura de, por ejemplo, 0-50ºC. Si así se desea, la composición de revestimiento puede cocerse, por ejemplo a una temperatura en el intervalo de 50-120ºC.
Se prefiere el uso de la composición de revestimiento de la presente invención como un revestimiento transparente. Los revestimientos transparentes deben ser altamente transparentes y tener buena adherencia a la capa de revestimiento de base. Se requiere además que el revestimiento transparente no cambie el aspecto estético del revestimiento de base mediante penetración, es decir, decoloración del revestimiento de base debido a su solvatación por la composición del revestimiento transparente, o por amarilleamiento del revestimiento transparente durante la exposición al exterior. Un revestimiento transparente basado en la composición de revestimiento de la presente invención no tiene estas desventajas.
Si la composición de revestimiento es un revestimiento transparente, el revestimiento de base puede ser un revestimiento de base convencional conocido en la técnica del revestimiento. Ejemplos son revestimientos de base al disolvente, por ejemplo, Autobase® de Akzo Nobel Car Refinishes BV, y revestimientos de base al agua, por ejemplo, Autowave® de Akzo Nobel Car Refinishes BV. Por otra parte, el revestimiento de base puede comprender pigmentos (pigmentos de color, compuestos metálicos y/o perlas), cera, disolventes, aditivos de flujo, un agente neutralizante y antiespumantes. También pueden usarse revestimientos de base con altos contenidos de sólidos. Estos se basan, por ejemplo, en polioles, iminas e isocianatos. La composición de revestimiento transparente se aplica a la superficie de un revestimiento de base y a continuación se cura. Puede introducirse una etapa de curado intermedia para el revestimiento de base.
La invención se elucidará adicionalmente con referencia a los siguientes ejemplos.
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Ejemplos
En los ejemplos se usan las siguientes abreviaturas:
tetraquis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol
:PENTA(SH)_{4}
tris(3-mercaptoprionato) de trimetilolpropano
:TMPTMP
dilaurato de dibutilestaño
:DBTL
ácido dodecilbencenosulfónico
:DDBSA
propionato de etoxietilo
:EEP
propionato de etoxietilo/Solvesso 100
:EEP/S
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En los ejemplos, se usan los siguientes compuestos.
Byk 300, Byk 322, Byk 331, Byk 344 y Byk 390 son aditivos de flujo, de Byk Chemie.
Nacure 5076 es DDBSA al 70% en isopropanol, de King Industries.
BOE es 4-etil-1-(alquil C_{5-11})-2,6,7-trioxabiciclo[2.2.2]octano preparado de acuerdo con el documento WO 97/
31073, Ejemplo 6.
Capcure® 3/800 es un compuesto tiol-funcional, de Cognis.
Tinuvin 1130 es un estabilizante UV, de Ciba-Geigy.
Tinuvin 123 es un estabilizante HALS, de Ciba-Geigy.
Solvesso 110 es una combinación de disolventes aromáticos, de Exxon.
Desmodur® N3300 es un poliisocianato alifático basado en el isocianurato de diisocianato de hexametileno, de Bayer.
Vestanat® T1890E es un poliisocianato cicloalifático basado en el isocianurato de diisocianato de isoforona, de Hüls.
A no ser que se indique otra cosa, las propiedades de las composiciones de revestimiento y las películas resultantes se miden como sigue.
La viscosidad se mide en una copa de flujo DIN número 4 de acuerdo con DIN 53211-1987. La viscosidad se presenta en segundos.
El grosor de la capa seca se mide de acuerdo con ISO 2808.
Ejemplos 1-20 y Ejemplos Comparativos A-J
Formulaciones de revestimiento transparente de tres componentes 1 y 2 y la Formulación comparativa A (C.F.A.) se prepararon como se lista en la Tabla 1, todos los pesos se dan en gramos. El compuesto tiol-funcional está presente en el primer componente.
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TABLA 1 Formulaciones de revestimiento transparente
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2
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Los revestimientos transparentes tiene una viscosidad de pulverización similar (18 s) y se aplicaron con una pistola de pulverización HPLV (Devilbiss 1,3, tobera 110, 2,5 bar) sobre varios revestimientos de base al agua coloreados (Autowave®) que se secaron durante al menos 15 minutos. Los revestimientos transparentes se aplicaron en capas de grosor creciente. Los revestimientos transparentes se secaron durante 10 minutos a 0ºC. Las composiciones de los revestimientos de base al agua basados en viradores Autowave® disponibles comercialmente se listan en las Tablas 2A y 2B (los pesos se dan en gramos). Los resultados de los revestimientos transparentes obtenidos se resumen en la Tabla 3. Las características de espuma se establecen determinando el grosor de capa mínimo del revestimiento transparente al que aparece espuma. Esto se determinó visualmente.
TABLA 2A Formulaciones de revestimiento de base Autowave®
4
TABLA 2B Formulaciones de revestimiento de base Autowave®
5
TABLA 3 Detección de espuma en sistemas de revestimiento de base (BC)/revestimiento transparente (CC)
6
Estos resultados muestran claramente que la adición de PENTA(SH)_{4} a la formulación de revestimiento transparente disminuye la susceptibilidad hacia la formación de espuma de ese revestimiento transparente a lo largo de una amplia gama de colores del revestimiento de base. Los estabilizantes HALS y UV no influyen en la susceptibilidad de la formación de espuma. Todos los revestimientos transparentes se curaban suficientemente después de 10 minutos a 60ºC y mostraban buenas propiedades de resistencia.
Ejemplos 21-24 y Ejemplos Comparativos K-N
La formulación de revestimiento transparente de tres componentes 3 y la Formulación comparativa B (C.F.B.) se prepararon según se lista en la Tabla 4, todos los pesos se dan en gramos. El compuesto tiol-funcional está presente en el primer componente.
TABLA 4 Formulaciones de revestimiento transparente
7
Los revestimientos transparentes se pulverización sobre un revestimiento de base al agua, Autowave®, y un revestimiento de base al disolvente, Autobase®, ambos preparadas en el color Peugeot 1607:87 (Rouge Vallelunga), de la misma manera que se describe en el Ejemplo 1. Los resultados se resumen en la Tabla 5.
TABLA 5 Detección de espuma en sistemas de revestimiento de base (BC)/revestimiento transparente (CC)
9
Este experimento muestra claramente que el grosor de capa mínimo en el que se produce formación de espuma ha cambiado de aproximadamente 40 \mum a al menos 75 \mum al añadir PENTA(SH)_{4} y es independiente del revestimiento de base usado. Todos los revestimientos transparentes se curaban suficientemente después de 10 minutos a 60ºC y mostraban buenas propiedades de resistencia a disolventes.
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Ejemplos 25 y 26
Formulaciones de revestimiento transparente de tres componentes 4 y 5 se prepararon como se lista en la Tabla 6, todos lo pesos se dan en gramos. En lugar de PENTA(SH)_{4}, se usó TMPTMP en el primer componente.
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TABLA 6 Formulaciones de revestimiento transparente
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10
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Las formulaciones de revestimiento transparente 4 y 5 se pulverizaron sobre un revestimiento de base al agua, Autowave®, color Peugeot 1607:87 (Rouge Vallelunga), de la misma manera que se describe en el Ejemplo 1. Los resultados se resumen en la Tabla 7.
TABLA 7 Detección de espuma en sistemas de revestimiento de base (BC)/revestimiento transparente (CC)
11
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Estos resultados muestran claramente que la adición de TMPTMP a la formulación de revestimiento transparente disminuye la susceptibilidad hacia la formación de espuma de ese revestimiento transparente.
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Ejemplo 27
Una formulación de revestimiento transparente de tres componentes 6 se preparó como se lista en la Tabla 8, todos los pesos se dan en gramos. En lugar de PENTA(SH)_{4}, se usó Capcure® 3/800 en el primer componente.
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TABLA 8 Formulación de revestimiento transparente
12
La formulación de revestimiento transparente 6 se pulverizó sobre un revestimiento de base al agua, Autowave®, color Peugeot 1607:87 (Rouge Vallelunga), de la misma manera que se describe en el Ejemplo 1. El grosor de capa mínimo en el que se establecía espuma era 100 \mu.
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Ejemplos 28 y 29
La formulación de revestimiento transparente de tres componentes 7 y una formulación de revestimiento transparente de cuatro componentes 8 se prepararon como se lista en la Tabla 9, todos los pesos se dan en gramos. Se usó Capcure® 3-800 en los componentes tercero y cuarto, respectivamente.
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TABLA 9 Formulación de revestimiento transparente
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14
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Las formulaciones de revestimiento transparente 7 y 8 se pulverizaron sobre un revestimiento de base al agua, Autowave®, color Daimler Benz 744, de la misma manera que se describe en el Ejemplo 1. El grosor de capa mínimo en el que se establecía espuma era 100 \mum.
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Ejemplo 30 y Ejemplo Comparativo O
La formulación de revestimiento transparente de tres componentes 9 y la Formulación de revestimiento transparente comparativa C (C.F.C.) se prepararon como se lista en la Tabla 10, todos los pesos se dan en gramos. El compuesto tiol-funcional está presente en el primer componente.
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TABLA 10 Formulaciones de revestimiento transparente
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16
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El tiempo de empleo útil de las formulaciones de revestimiento transparente 9 y C que se lista en la Tabla 10 se siguió a lo largo del tiempo en un bote abierto. Los resultados se representan en una gráfica de viscosidad frente al tiempo, según se muestra en la Figura 1.
18
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Sorprendentemente, la gráfica de la Figura 1 muestra que en lugar de incrementarse, según se sugiere por el documento US 4.788.083, el tiempo de empleo útil de la composición de revestimiento de la presente invención se reduce significativamente.

Claims (20)

1. Una composición de revestimiento que comprende
a) un primer compuesto que comprende al menos un grupo biciclo-ortoéster,
b) un segundo compuesto que comprende al menos dos grupos isocianato, y
c) un tercer compuesto que comprende al menos un grupo tiol.
2. Una composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el grupo biciclo-ortoéster tiene una estructura de acuerdo con la fórmula I
19
en la que
X y Z pueden ser iguales o diferentes y se seleccionan de grupos alqu(en)ileno lineales o ramificados con 1-4 átomos de carbono que contienen opcionalmente un átomo de oxígeno o nitrógeno;
Y no es nada o se selecciona independientemente de X y Z de grupos alqu(en)ileno lineales o ramificados con 1-4 átomos de carbono que contienen opcionalmente un átomo de oxígeno o nitrógeno;
R_{1} y R_{2} pueden ser iguales o diferentes y se seleccionan del grupo de radicales monovalentes que comprende hidrógeno, hidroxilo, grupos alqu(en)ilo que comprenden 1-30 átomos de carbono, grupos que pueden ser lineales o ramificados y opcionalmente pueden contener uno o más heteroátomos y grupos seleccionados del grupo de oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, sulfona, sulfoxi y éster, opcionalmente sustituidos con grupos epoxi, ciano, amino, tiol, hidroxilo, halógeno, nitro, fósforo, sulfoxi, amido, éter, éster, urea, uretano, tioéster, tioamida, amida, carboxilo, carbonilo, arilo y acilo, y
radicales divalentes que comprenden
grupos alqu(en)ileno que tienen 1-10 átomos de carbono, grupos que pueden ser lineales o ramificados y opcionalmente pueden contener uno o más heteroátomos y grupos seleccionados del grupo de oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, sulfona, sulfoxi y éster, opcionalmente sustituidos con grupos epoxi, ciano, amino, tiol, hidroxilo, halógeno, nitro, fósforo, sulfoxi, amido, éter, éster, urea, uretano, tioéster, tioamida, amida, carboxilo, carbonilo, arilo y acilo; grupos éster; grupos éter; grupos amida; grupos tioéster; grupos tioamida; grupos uretano; grupos urea; y un enlace sencillo.
3. Una composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque X, Y y Z son metileno.
4. Una composición de revestimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizada porque en el caso de ser radicales monovalentes, R_{1} y R_{2} pueden ser iguales o diferentes y se seleccionan del grupo de hidrógeno, hidroxilo y grupos alqu(en)ilo lineales o ramificados que tienen 1-20 átomos de carbono, opcionalmente sustituidos con uno o más grupos hidroxilo y que contienen opcionalmente un grupo éster.
5. Una composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque R_{1} y R_{2} pueden ser iguales o diferentes y se seleccionan del grupo de metilo, metilol, etilo, etilol, propilo, propilol, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo y un grupo -CH_{2}-CH_{2}-O-CO-alqu(en)ilo(C_{1-20}).
6. Una composición de revestimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el compuesto isocianato-funcional se selecciona del grupo de biurets, isocianuratos, alofanatos, uretdionas y sus mezclas.
7. Una composición de revestimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el compuesto tiol-funcional tiene al menos dos grupos tiol.
\newpage
8. Una composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque el compuesto tiol-funcional se selecciona de tetraquis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tris(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano y T[(C_{3}H_{6}O)_{n}CH_{2}CHOHCH_{2}SH]_{3}, siendo T un triol y siendo n 1-100.
9. Una composición de revestimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el compuesto tiol-funcional se usa en una cantidad de 0,1 a 10% en peso, calculada sobre el compuesto bicicloortoéster-funcional.
10. Un procedimiento para curar una composición de revestimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los grupos hidroxilo latentes de los grupos biciclo-ortoéster se desbloquean en presencia de agua, opcionalmente en presencia de un primer catalizador, y porque los grupos hidroxilo resultantes y los grupos tiol presentes se hacen reaccionar con los grupos isocianato del segundo compuesto, opcionalmente en presencia de un segundo catalizador.
11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el primer catalizador se selecciona del grupo de ácidos de Lewis y ácidos de Brønsted.
12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el ácido de Brønsted se selecciona del grupo de un fosfato de mono- o di-alquilo, un ácido carboxílico que tiene al menos un átomo de cloro y/o flúor, un ácido alquil- o aril-sulfónico o un ácido (alquil)fosfórico.
13. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el ácido de Brønsted se selecciona del grupo de ácido metanosulfónico, ácido para-toluenosulfónico, ácidos naftalenosulfónicos opcionalmente sustituidos, ácido dodecilbencenosulfónico, fosfato de dibutilo, ácido tricloroacético, ácido fosfórico y sus mezclas.
14. Un procedimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 10-13, caracterizado porque se hace uso de 0 a 10% en peso del primer catalizador, calculado sobre los compuestos bicicloortoéster-funcionales.
15. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque se hace uso de 0,3 a 8% en peso del primer catalizador.
16. Un procedimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 10-15, caracterizado porque el segundo catalizador se selecciona del grupo de dilaurato de dimetilestaño, dilaurato de dibutilestaño, diacetato de dibutilestaño, octoato de estaño, octoato de zinc, quelato de aluminio, dicloruro de dimetilestaño y sus mezclas.
17. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque el segundo catalizador está presente en una cantidad de 0,001 a 5% en peso, calculada sobre la materia sólida.
18. Un sistema de tres componentes, caracterizado porque un primer componente comprende al menos un compuesto de biciclo-ortoéster y el compuesto tiol-funcional, un segundo componente comprende al menos un compuesto isocianato-funcional y un tercer componente comprende un primer catalizador para la hidrólisis del compuesto de biciclo-ortoéster.
19. Un sistema de tres componentes, caracterizado porque un primer componente comprende al menos un compuesto de biciclo-ortoéster, un segundo componente comprende al menos un compuesto isocianato-funcional y un tercer componente comprende un primer catalizador para la hidrólisis del compuesto de biciclo-ortoéster y al menos un compuesto tiol-funcional.
20. Un sistema de cuatro componentes, caracterizado porque un primer componente comprende al menos un compuesto de biciclo-ortoéster, un segundo componente comprende al menos un compuesto isocianato-funcional, un tercer componente comprende un primer catalizador para la hidrólisis del compuesto de biciclo-ortoéster y un cuarto componente comprende el compuesto tiol-funcional.
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