ES2969367T3 - Composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes - Google Patents
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Abstract
Una composición de recubrimiento a base de disolvente de dos componentes que comprende: A un componente que comprende una resina autooxidable que comprende ácidos grasos insaturados y un complejo de metal-ligando como catalizador de secado, en donde el metal es manganeso, vanadio o hierro; y B un componente que comprende un compuesto de (met)acrilato y un compuesto de tiol, en el que el compuesto de (met)acrilato es un éster poli(met)acriloílo funcional del ácido (met)acrílico y un alcohol polihídrico o un poli(met)acriloílo funcional. dímero de dicho éster, en el que el componente B está libre de catalizador de secado, en el que el componente A está libre de un compuesto que comprende un grupo tiol y de un compuesto que comprende un grupo funcional (met)acriloílo, y en el que la composición de recubrimiento está libre de cobalto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes y a un sustrato recubierto con un recubrimiento depositado a partir de dicha composición de recubrimiento.
Antecedentes de la invención
Se conocen en la técnica composiciones de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes que dan por resultado recubrimientos muy duros resistentes a los arañazos. Dichos recubrimientos se basan típicamente en tecnología de curado de isocianato. Dichas composiciones de recubrimiento comprenden un componente de resina que comprende un polímero ligante con funcionalidad reactiva al isocianato, tal como un poliéster o alquido con funcionalidad OH, y un componente de curado que comprende un agente de curado con funcionalidad isocianato, típicamente un diisocianato.
Los agentes de curado con funcionalidad isocianato, sin embargo, son tóxicos y forman un riesgo para la salud para el usuario. Por lo tanto, hay una demanda para composiciones de recubrimiento libres de isocianato que pueden proporcionar propiedades de recubrimiento similares.
Las composiciones de recubrimiento con base de resina alquídica u otras resinas autooxidables típicamente dan por resultado recubrimientos que no son tan duros o resistentes a los arañazos como los recubrimientos reticulados de isocianato. Para aumentar la dureza de los recubrimientos con base alquídica, las resinas alquídicas se han mezclado con compuestos que tienen funcionalidad acriloilo o metacriloilo.
Por ejemplo, en el documento US 4.014.830 se describe una composición de recubrimiento que comprende una resina alquídica mezclada con 1 a 10 % en peso en base al peso total de la mezcla de un éster de poliacrilato de polimetacrilato de un poliol.
En la patente internacional WO 01/46294 se describe una composición de recubrimiento de un componente que comprende una resina alquídica, un secante y un politiol como reticulante. La relación de equivalencia de grupos con funcionalidad SH a enlaces carbono-carbono insaturados es menor que 0,3; entre 0,04 y 0,12 en los ejemplos.
En la patente internacional WO 02/46294, el politiol se añade a la resina alquídica para mejorar el curado a bajas temperaturas en comparación a las composiciones de recubrimiento alquídicas convencionales.
La adición de un compuesto de tiol a una resina alquídica con un secante se ha encontrado, sin embargo, que da por resultado estabilidad de almacenamiento limitada y en un olor a sulfuro indeseado.
La patente internacional WO00/29495 describe una composición de recubrimiento que comprende un disolvente (a), una resina alquídica (b), y un polímero estrella vinílico (c), en donde (c) comprende un residuo de un compuesto de tiol polifuncional (d) que tiene al menos tres grupos tiol funcionales y al menos tres cadenas vinílicas que comprende cada una el residuo de al menos un monómero insaturado vinílicamente monofuncional. La composición de recubrimiento contiene típicamente otros ingredientes que incluyen un componente secante, por ejemplo, sales de cobalto, plomo, zinc, zirconio o calcio, presentes normalmente a una concentración de entre 0,1 y 1,0 % en peso del componente de resina alquídica del recubrimiento.
Ninguna de las composiciones recubiertas con base alquídica descritas en la técnica anterior da por resultado un recubrimiento con una dureza comparable a composiciones de recubrimiento curadas con isocianato. Hay una necesidad de recubrimientos duros, resistentes a arañazos, mejorados sin curado de isocianato.
Compendio de la invención
Se ha encontrado ahora que los recubrimientos resistentes a arañazos, duros, libres de isocianato, pueden obtenerse a partir de una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes que tiene un componente A que comprende una resina autooxidable con ácidos grasos insaturados y un complejo de metal-ligando como catalizador de secado y un componente B que comprende un compuesto de (met)acrilato con funcionalidad de poli(met)acriloilo y un compuesto tiol.
Por consiguiente, la invención proporciona en un primer aspecto una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes que comprende:
A un componente que comprende una resina autooxidable que comprende ácidos grasos insaturados y un complejo de metal-ligando como catalizador de secado, en donde el metal es manganeso, vanadio o hierro; y
B un componente que comprende un compuesto de (met)acrilato y un compuesto de tiol, en donde el compuesto de (met)acrilato es un éster con funcionalidad poli(met)acriloilo de ácido (met)acrílico y un alcohol polihídrico o un dímero con funcionalidad poli(met)acriloilo de dicho éster,
en donde el componente B está libre de catalizador de secado,
en donde el componente A está libre de un compuesto que comprende un grupo tiol y de un compuesto que comprende un grupo funcional (met)acriloilo, y
en donde la composición de recubrimiento está libre de cobalto.
La composición de recubrimiento según la invención se ha encontrado que da por resultado recubrimientos muy duros, resistentes a los arañazos, que están libres de pegajosidad poco después de la aplicación.
Además, se ha encontrado que cada uno de los componentes A y B se almacenan de forma estable y, tras la mezcla de los dos componentes, la composición de recubrimiento tiene un tiempo de vida útil aceptable. Una ventaja adicional de la composición de recubrimiento según la invención es que puede formularse de manera que no tiene el olor desagradable que es típico para sulfuro de hidrógeno.
En un segundo aspecto, la invención proporciona un sustrato recubierto con un recubrimiento depositado a partir de una composición de recubrimiento según el primer aspecto de la invención.
Descripción detallada de la invención
La composición de recubrimiento según la invención es una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes. Comprende un componente A y un componente B. Los componentes individuales A y B se fabrican y almacenan separadamente y se combinan en poco tiempo antes del uso para obtener la composición de recubrimiento. El tiempo de vida útil (el tiempo durante el cual una composición de recubrimiento puede aplicarse a una temperatura en el intervalo de 15 a 25 °C sin el aumento de viscosidad como resultado de las reacciones de reticulado en un grado que la aplicación ya no es posible), depende de los constituyentes usados, en particular la resina autooxidable, catalizador de secado, compuesto de (met)acrilato, y compuesto de tiol. Preferiblemente, el tiempo de vida útil de la composición de recubrimiento está en el intervalo de 30 minutos a 240 minutos, más preferiblemente de 60 minutos a 120 minutos.
El componente A comprende una resina autooxidable que comprende ácidos grasos insaturados. Las resinas autooxidables con ácidos grasos insaturados son resinas que forman una película mediante evaporación del vehículo líquido (disolvente orgánico y/o agua) seguido de endurecimiento de la resina por medio de reacciones de autooxidación radicales. Lo último se conoce como secado químico u oxidativo. Los enlaces carbono-carbono insaturados en los ácidos grasos reaccionan con oxígeno de la atmósfera para formar hidroperóxidos que se descomponen posteriormente para formar radicales libres. La recombinación de estos radicales libres provoca que se formen enlaces covalentes entre las cadenas poliméricas. De esta forma, una composición de recubrimiento líquida que comprende resina autooxidable se endurece para formar un recubrimiento curado sólido. Este proceso también se denomina como autooxidación o secado oxidativo.
La resina autooxidable en el componente A puede ser cualquier resina autooxidable adecuada que comprenda ácidos grasos insaturados, por ejemplo un poliacrilato modificado con ácidos grasos insaturados o una resina alquídica, preferiblemente una resina alquídica.
Preferiblemente, la resina autooxidable comprende ácidos grasos insaturados con 12 a 22 átomos de carbono, más preferiblemente ácidos grasos insaturados con dos o más enlaces carbono-carbono insaturados y 12 a 22 átomos de carbono. Ejemplos de ácidos grasos insaturados adecuados incluyen ácido oleico, ácido ricinoleico, ácido linoleico, ácido linolénico y ácido eleosteárico. Los ácidos grasos derivados del aceite de semillas de lino, aceite de girasol, aceite de soja, aceite de tung o aceite de colza son particularmente adecuados. Preferiblemente los ácidos grasos comprendidos en la resina autooxidable tienen un valor de yodo en el intervalo de 120 a 180, más preferiblemente de 135 a 180. El valor de yodo se define como la masa de yodo en gramos que se consume por 100 gramos de ácido graso. La referencia en la presente memoria al valor de yodo es al valor de yodo como se determina según la norma ISO 3961.
En una realización preferida, la resina autooxidable es una resina alquídica.
La resina alquídica puede ser cualquier resina alquídica adecuada. Las resinas alquídicas adecuadas se conocen en la técnica y son obtenibles por reacción de un alcohol polihídrico, un ácido polibásico y un aceite insaturado o ácido graso.
Ejemplos de alcoholes dihídricos adecuados incluyen etilenglicol, 1,3-propanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,12-dodecanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, 2,2,4-trimetil-1,6-hexanodiol, 2,2-dimetil-1,3-propanodiol y 2-metil-2-ciclohexil-1,3-propanodiol. Ejemplos de trioles adecuados son glicerol, trimetiloletano y trimetilolpropano. Polioles adecuados que tienen más de tres grupos hidroxilo son pentaeritritol, sorbitol y productos de eterificación de los compuestos en cuestión, como ditrimetilolpropano y di-, tri- y tetrapentaeritritol.
Ejemplos de ácidos polibásicos adecuados incluyen ácido ftálico, ácido cítrico, ácido fumárico, ácido mesacónico, ácido maleico, ácido citracónico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido 5-terc-butilisoftálico, ácido trimelítico, ácido piromelítico, ácido succínico, ácido adípico, ácido 2,2,4-trimetiladípico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácidos grasos dimerizados, ácido ciclopentano-1,2-dicarboxílico, ácido ciclohexano-1,2-dicarboxílico, ácido 4-metilciclohexano-1,2-dicarboxílico, ácido tetrahidroftálico, ácido endometilen-ciclohexano-1,2-dicarboxílico, ácido butano-1,2,3,4-tetracarboxílico, ácido endoisopropiliden-ciclohexano-1,2-dicarboxílico, ácido ciclohexano-1,2,4,5-tetracarboxílico y ácido butano-1,2,3,4-tetracarboxílico. Si se desea, los ácidos carboxílicos en cuestión pueden usarse como anhídridos o en forma de un éster, preferiblemente un éster de un alcohol que tenga uno a cuatro átomos de carbono.
La resina alquídica es preferiblemente una resina alquídica con una longitud corta de aceite, más preferiblemente una longitud de aceite en el intervalo de 20 a 40 %, incluso más preferiblemente de 25 a 38 %. La referencia en la presente memoria a la longitud de aceite es al peso de ácidos grasos en base al peso de sólidos totales de la resina alquídica.
El peso molecular promedio en número de la resina alquídica está preferiblemente en el intervalo de 1.000 a 5.000 g/mol, más preferiblemente de 1.500 a 3.500 g/mol, incluso más preferiblemente de 2.000 a 3.000 g/mol. El peso molecular promedio en peso de la resina alquídica está preferiblemente en el intervalo de 5.000 a 50.000 g/mol, más preferiblemente de 10.000 a 30.000 g/mol, incluso más preferiblemente de 12.000 a 20.000 g/mol. En una realización particularmente preferida, el peso molecular promedio en número de la resina alquídica está en el intervalo de 1.500 a 3.500 g/mol y el peso molecular promedio en peso en el intervalo de 10.000 a 30.000 g/mol. La referencia en la presente memoria al peso molecular promedio en peso y al peso molecular promedio en número es al peso molecular promedio en peso y al peso molecular promedio en número como se determina por cromatografía de permeación en gel (GPC) usando los patrones de poliestireno de acuerdo con la norma ISO 16014-1.
El catalizador de secado en el componente A es un complejo de metal-ligando, en donde el metal es manganeso, vanadio o hierro. Los complejos de ligando-manganeso, vanadio y hierro se conocen en la técnica como secadores primarios para las resinas autooxidables como resinas alquídicas. Puede usarse cualquier complejo de ligandomanganeso, vanadio o hierro adecuados, por ejemplo bis(acetilacetonato) de vanadilo o un complejo de hierro o manganeso y un ligando dador de nitrógeno. Preferiblemente, el catalizador de secado es un complejo de ligandohierro o un complejo de ligando-manganeso, ya que se ha encontrado que las composiciones de recubrimiento con un complejo de ligando-hierro o un complejo de ligando-manganeso tienen un mejor tiempo de vida útil que las composiciones de recubrimiento con complejo de ligando-vanadio como catalizador de secado.
Los complejos adecuados de hierro o manganeso y un ligando dador de nitrógeno se describen, por ejemplo, en las patentes internacionales WO 2012/079624 y en WO 2012/093250. Los complejos de ligando-hierro adecuados incluyen complejos de hierro y un ligando de bispidina, en particular un complejo de hierro-bispidona. Más preferiblemente, el catalizador de secado es un complejo de ligando-manganeso, incluso más preferiblemente un complejo de manganeso-1,4,7-trialquil-1,4,7-triazaciclononano. Se prefiere particularmente un complejo de manganeso-1,4,7-trimetil-1,4,7-triazaciclononano.
El metal y el ligando puede añadirse de forma separada al componente A para formar un complejo de metal-ligando in situ. Si el complejo de metal-ligando es por ejemplo un complejo de manganeso-1,4,7-trimetil-1,4,7-triazaciclononano, el manganeso puede añadirse como una sal de carboxilato de manganeso y el ligando puede añadirse como tal. Un complejo de manganeso-1,4,7-trimetil-1,4,7-triazaciclononano se forma entonces en el componente A, de la misma forma que se ha descrito en la patente internacional WO 2013/092441.
La composición de recubrimiento está libre de cobalto y el componente de resina está por consiguiente libre de un catalizador de secado con base de cobalto. Se ha encontrado que la presencia de cobalto en una composición de recubrimiento que comprende una resina autooxidable de combinación, compuesto de (met)acrilato y compuesto de tiol como se define en la presente memoria, da por resultado una decoloración rojiza de la composición de recubrimiento tras la mezcla del componente que comprende el cobalto con el componente que comprende el compuesto de tiol.
El componente A puede comprender además secadores de coordinación y/o secadores secundarios. Los secadores de coordinación, también denominados como los secadores directos, promueven la formación de película mediante la interacción con grupos carboxilo e hidroxilo en el ligante polimérico. Por consiguiente, los secadores de coordinación pueden unir dos o más cadenas poliméricas. Dichos grupos carboxilo e hidroxilo pueden estar presentes inicialmente en la resina alquídica o pueden formarse durante el proceso de secado. Los secadores de coordinación comprenden secadores metálicos con base de zirconio (Zr), estroncio (Sr), aluminio (Al), bismuto (Bi), lantano (La), neodimio (Nd), plomo (Pb) o bario (Ba). Los secadores secundarios, también denominados como secadores auxiliares son compuestos con base metálica que existen en un estado de oxidación individual y no son catalíticamente activos por ellos mismos. Los secadores secundarios afectan a la velocidad de secado interactuando con secadores primarios. Los secadores secundarios incluyen jabones metálicos de calcio (Ca), zinc (Zn), potasio (K) y litio (Li).
El componente A comprende preferiblemente un agente anti-pelado. Se conocen agentes anti-pelado en la técnica e incluyen fenoles, hidroquinonas, hidroxilaminas, en particular N,N-dialquilhidroxilaminas, y oximas.
El componente B comprende un compuesto de (met)acrilato y un compuesto de tiol. El compuesto de (met)acrilato y el compuesto de tiol son preferiblemente compuestos diferentes, en donde el compuesto de (met)acrilato está libre de grupos funcionales tiol y el compuesto de tiol está libre de grupos funcionales de (met)acriloilo.
El compuesto de (met)acrilato es un éster con funcionalidad poli(met)acriloilo de ácido acrílico o ácido metacrílico y un alcohol polihídrico o un dímero con funcionalidad poli(met)acriloilo de dicho éster. Dichos compuestos tienen un peso molecular relativamente bajo y tienen dos o más grupos funcionales de (met)acriloilo polimerizables, preferiblemente dos a cuatro grupos funcionales de (met)acriloilo polimerizables. El compuesto es por consiguiente, preferiblemente un compuesto con funcionalidad di-, tri- o tetra-(met)acriloilo. Preferiblemente, el compuesto de (met)acrilato tiene un peso molecular en el intervalo de 180 a 500 g/mol, más preferiblemente de 200 a 400 g/mol.
Los ejemplos de compuestos de (met)acrilato adecuados incluyen triacrilato de trimetiloletano, triacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de trimetiloletano, trimetacrilato de trimetilolpropano, dimetacrilato de tetrametilenglicol, dimetacrilato de trietilenglicol, diacrilato de tetraetilenglicol, dimetacrilato de tetraetilenglicol, dimetacrilato de neopentilglicol, dimetacrilato de 1,3-propanodiol, dimetacrilato de 1,4-butanodiol, trimetacrilato de pentaeritritol, tetrametacrilato de pentaeritritol y tetraacrilato de di(trimetilolpropano).
Preferiblemente, el compuesto de (met)acrilato es un compuesto de metacrilato, es decir un éster de ácido metacrílico y un alcohol polihídrico. Se ha encontrado que la estabilidad de almacenamiento del componente B con un compuesto de metacrilato es mejor que con un compuesto de acrilato comparable. Los compuestos de metacrilato preferidos son trimetacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de trimetiloletano, dimetacrilato de neopentilglicol y tetrametacrilato de pentaeritritol, más preferiblemente trimetacrilato de trimetilolpropano.
El compuesto de tiol puede ser un compuesto de tiol mono-funcional, di-funcional o poli-funcional. El compuesto de tiol tiene preferiblemente un peso molecular en el intervalo de 100 a 10.000 g/mol, más preferiblemente de 120 a 5.000 g/mol, incluso más preferiblemente de 130 a 1.000 g/mol. Preferiblemente, el compuesto de tiol es un alcanotiol con al menos 6 átomos de carbono, en particular en el intervalo de 10 a 20 átomos de carbono, o un éster de ácido tioglicólico, ácido 2-mercaptopropiónico o ácido 3-mercaptopropiónico con un alcohol o un poliol como glicol, pentaeritritol, dipentaeritritol o trimetilolpropano. Los compuestos de tiol más preferidos se seleccionan del grupo que consiste en 1-undecanotiol, 1-dodecanotiol, 1-hexadecanotiol, 1-octadecanotiol, 1-nonadecanotiol, bis(tioglicolato) de etilenglicol, bis(2-mercaptopropionato) de etilenglicol, bis(3-mercaptopropionato) de etilenglicol, tris(2-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tris(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tetrakis(tioglicolato) de pentaeritritol, tetrakis(2-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, y mezclas de dos o más de los mismos. Los compuestos de tiol particularmente preferidos son compuestos de tiol tri-o tetrafuncionales, más en particular tris(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano o tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol.
La relación molar de los grupos tiol en el compuesto de tiol a grupos etilénicamente insaturados en el compuesto de (met)acrilato preferiblemente está en el intervalo de 0,01 a 0,10, más preferiblemente de 0,04 a 0,06. Se ha encontrado que el tiempo anterior a que el recubrimiento aplicado se quede libre de pegajosidad aumenta a relaciones mayores. Además, se ha encontrado que las propiedades de película se deterioran a una mayor relación. Si la relación es muy baja, típicamente por debajo de 0,01, los tiempos libres de pegajosidad aumenta indeseablemente.
Todo el compuesto de tiol y todo el compuesto de (met)acrilato en la composición de recubrimiento están en el componente B. El componente A está por tanto, libre del compuesto del tiol y libre del compuesto de (met)acrilato. El componente A está libre de cualquier compuesto con un grupo tiol o con un grupo con funcionalidad (met)acriloilo. El componente B está libre de cualquier catalizador de secado. Por consiguiente, se evita la presencia combinada de un compuesto de tiol o un compuesto de (met)acrilato y un catalizador de secado en un único componente. Se ha encontrado que esto da por resultado una estabilidad de almacenamiento muy buena de la composición de recubrimiento.
La composición de recubrimiento (componentes A y B juntos) comprende preferiblemente en el intervalo de 20 a 40 % en peso de la resina autooxidable que comprende ácidos grasos insaturados como se especifica anteriormente. Al menos parte de la resina autooxidable que comprende ácidos grasos insaturados en la composición de recubrimiento es un componente A. Parte de la resina autooxidable puede estar en el componente B. Preferiblemente al menos el 50 % en peso de la resina autooxidable está en el componente A, más preferiblemente al menos 80 % en peso, incluso más preferiblemente toda la resina autooxidable está en el componente A. Preferiblemente, la composición de recubrimiento está libre de cualquier resina ligante distinta de la resina autooxidable con ácidos grasos insaturados.
Las cantidades de la resina autooxidable y el compuesto de (met)acrilato son preferiblemente tales que si los dos componentes se combinan para formar la composición de recubrimiento, la composición de recubrimiento comprende en el intervalo de 15 a 40 % en peso de compuesto de (met)acrilato en base al peso total de la resina autooxidable y el compuesto de (met)acrilato.
La composición es una composición con base de disolvente. La resina autooxidable en el componente A se disuelve en disolvente orgánico. El componente B puede estar libre de disolvente o comprender un disolvente orgánico para obtener una viscosidad deseada. Preferiblemente, ambos componentes comprenden disolvente orgánico. La composición de recubrimiento total, es decir, después de combinar los componentes A y B preferiblemente tiene un contenido de disolvente orgánico en el intervalo de 25 a 45 % en peso, más preferiblemente de 30 a 42 % en peso.
Puede usarse cualquier disolvente orgánico adecuado. Los disolventes orgánicos adecuados se conocen en la técnica e incluyen disolventes hidrocarbonados aromáticos como tolueno y xileno, disolventes hidrocarbonados alifáticos como alcanos lineales y ramificados que comprenden 6 a 10 átomos de carbono, y disolventes orgánicos oxigenados como por ejemplo un alcohol, éter glicólico, éster glicólico, acetato de alquilo, cetona, éster y éter/éster glicólico. Se prefieren disolventes orgánicos oxigenados.
La composición puede comprender algo de agua, preferiblemente menos del 10 % en peso, más preferiblemente menos de 5 % en peso. Típicamente, la composición de recubrimiento comprenderá en el intervalo de 0,5 a 3 % en peso de agua.
La comparación de recubrimientos tiene un contenido en sólidos en el intervalo de 55 a 75 % en peso, más preferiblemente de 58 a 70 % en peso. La referencia en la presente memoria al contenido en sólidos es al contenido en sólidos como se determina de acuerdo con la norma ISO 3251 con una masa de muestra inicial de 1,0 g, la duración de la prueba de 60 minutos, a una temperatura de 125 °C.
La composición de recubrimiento puede comprender ingredientes adicionales usados normalmente en las composiciones de recubrimiento como pigmentos blancos y de color, pigmentos extensores y uno o más aditivos como por ejemplo estabilizantes de UV, dispersantes, tensioactivos, agentes antiestáticos, agentes retardantes de llama, lubricantes, agentes antiespumantes, plastificantes, agentes anticongelantes, ceras, espesantes, agentes de nivelación y biocidas. Los pigmentos y aditivos pueden estar comprendidos en cualquiera de los componentes A y B o en ambos. Los pigmentos están preferiblemente comprendidos en el componente A.
Se ha encontrado que la composición de recubrimiento según la invención es estable al almacenamiento, es decir tanto el componente A como el componente B no gelifican tras el almacenamiento. Además, se ha encontrado que el componente B no desarrolla un nivel inaceptable de olor a sulfuro. T ras combinar los dos componentes, la composición de recubrimiento tiene un tiempo de vida útil aceptable para permitir la aplicación en un sustrato. Se ha encontrado que la composición de recubrimiento aplicada da por resultado un recubrimiento duro, resistente a los arañazos, cuando se permite secar al aire en condiciones ambiente. Un recubrimiento libre de pegajosidad se obtiene en un tiempo relativamente corto. No hay necesidad de añadir peróxido u otro iniciador de polimerización radical a los componentes A y B combinados para iniciar el curado o lograr un recubrimiento libre de pegajosidad en un corto tiempo.
En un aspecto final, la invención se refiere a un sustrato recubierto con un recubrimiento depositado desde una composición de recubrimiento según la invención. El sustrato puede ser cualquier sustrato adecuado, como por ejemplo sustrato de madera, polímero, compuesto, metal o mineral. La composición de recubrimiento puede aplicarse en un sustrato desnudo o en un sustrato imprimado. La composición de recubrimiento puede aplicarse como una capa de imprimación o como una última capa, preferiblemente como una última capa. Puede aplicarse una o más capas de la composición de recubrimiento. Si la composición de recubrimiento se usa como una capa de imprimación, comprende preferiblemente componentes típicos de imprimación como cargas. Preferiblemente, la composición de recubrimiento se aplica como una última capa.
Ejemplos
La invención se ilustra adicionalmente por medio de los siguientes ejemplos no limitantes.
Preparación de los componentes A y B
Disolución de resina alquídica 1
Se preparó una disolución al 80 % en peso de resina alquídica en xileno como sigue. Una mezcla de ácidos grasos derivados de aceite de soja, anhídrido Itálico (300 partes en peso), ácido benzoico (338 partes en peso), anhídrido maleico (7 partes en peso) y pentaeritritol (308 partes en peso) se hicieron reaccionar en xileno a 230 °C hasta que se obtuvo un valor ácido por debajo de 10 mg de KOH/g. El alquido resultante tenía una longitud de aceite del 35 %, un peso molecular promedio en número de 2.663 g/mol, un peso molecular promedio en peso de 19.267 g/mol y una viscosidad de 84 Pa.s (determinado con un viscosímetro de cono y placa a 23 °C y una velocidad de cizalladura de 100 s-1).
Disolución de resina alquídica 2
Se preparó una disolución al 80 % en peso de resina alquídica en xileno como sigue. Una mezcla de ácidos grasos derivados de aceite de semillas de lino, anhídrido ftálico (291 partes en peso), ácido benzoico (343 partes en peso), anhídrido maleico (7 partes en peso) y pentaeritritol (305 partes en peso) se hicieron reaccionar en xileno a 230 °C hasta que se obtuvo un valor ácido por debajo de 12 mg de KOH/g. El alquido resultante tenía una longitud de aceite de 35 %, un peso molecular promedio en número de 2.347 g/mol, un peso molecular promedio en peso de 18.314 g/mol y una viscosidad de 51 Pa.s (determinado con un viscosímetro de cono y placa a 23 °C y una velocidad de cizalladura de 100 s-1).
Se usaron los siguientes secantes y agentes anti-pelado:
Mn Noudex 10 Carboxilato de manganeso
Ligando (disolución al 9,5 % en peso) 1,4,7-trimetil-1,4,7-triazaciclononano en D60/éter
de dipropilenglicol y metilo (1,0:0,4)
Durham Nuodex Calcium 10 Carboxilato de calcio
Duroct® Zirconium 18 % Carboxilato de zirconio
Exkin 2 Cetoxima de metilo y etilo
Se prepararon cuatro componentes A diferentes añadiendo secadores y un agente anti-pelado a una disolución de resina alquídica 1 o una disolución de resina alquídica 2.
Las cantidades de los diferentes constituyentes en los componentes A1 a A4 se dan en la tabla 1 (constituyentes en % en peso).
Tabla 1 - componentes A1 y A2
Se prepararon diferentes componentes B combinando un compuesto de (met)acrilato y un compuesto de tiol.
Tabla 2 - Componentes B1 a B9
Métodos de prueba
Dureza de Konig
La dureza de Konig de las películas de recubrimiento se evaluó usando la prueba de amortiguación pendular según la norma ISO 1522:2006. Un panel de vidrio se recubrió con una película húmeda de 150 pm, se mantuvo a 21 °C y 49 % de humedad relativa y se monitorizó el desarrollo de la dureza en el tiempo con un péndulo de Konig. Se midió el número de oscilaciones necesarias para reducir desde una desviación de 6° a una desviación de 3°. Se grabó la media de medidas duplicadas. La dureza de Konig se midió después de 1 día, 8 días, 14 días, 4 semanas, 8 semanas y/o 3 meses de almacenamiento a 21 °C y 49 % de humedad relativa.
Tiempo libre de pegajosidad
Una capa húmeda de composición de recubrimiento se aplicó a un panel de vidrio (10 x 30 cm) usando un recubridor de control K con un aplicador en barra (tamaño de hueco de 150 pm). El panel de vidrio recubierto se dejó secar a 22 °C y 44 % de humedad relativa en una mesa. A intervalos regulares de tiempo después de la aplicación, se dejó caer una pequeña bola de algodón al panel desde 10-15 cm de altura. El panel se elevaba entonces inmediatamente sobre uno de sus lados cortos mientras el otro lado corto descansaba aún en la mesa y se rotaba en posición vertical (ángulo de 90° con la mesa). Si la bola de algodón se pega al panel, el recubrimiento no está libre de pegajosidad. El tiempo en el que la bola de algodón cae del panel es el tiempo al que se considera que el recubrimiento está libre de pegajosidad.
Ejemplo 1 - dureza y tiempo libre de pegajosidad
Las composiciones de recubrimiento se prepararon mezclando manualmente un componente A y un componente B como se indica en las tablas 3 y 4 (cantidades de componentes en partes en peso). Las composiciones de recubrimiento 2 a 8 en la tabla 3 y composiciones de recubrimiento 13 a 17 en la tabla 4 son composiciones según la invención; las composiciones de recubrimiento 1 y 9 a 11 en la tabla 3 y las composiciones de recubrimiento 12 y 18 a 20 en la tabla 4 son composiciones de comparación (indicadas con *). La dureza de Konig y el tiempo libre de pegajosidad se determinaron como se describe anteriormente. Los resultados se dan en las tablas 3 y 4. Los resultados muestran que las composiciones de recubrimiento según la invención desarrollan dureza aceptable y tienen un tiempo libre de pegajosidad aceptable.
Tabla 3 - Composiciones de recubrimiento 1 a 11
Tabla 4 - Composiciones de recubrimiento 12 a 20
<a>determinada a 23 °C y una velocidad de cizalladura de 10.000 s-1 usando un viscosímetro rotatorio
<b>número de oscilaciones necesarias para reducir de una desviación inicial de 6° a una desviación de 3° Ejemplo 2 - estabilidad de almacenamiento
Se prepararon diferentes composiciones de recubrimiento de dos componentes, todas con composición total comparable (si los componentes A y B respectivos se combinaron en una relación en peso de 2:1). La composición 21 es una composición según la invención. Las composiciones 22 a 25 son composiciones de comparación.
La estabilidad de almacenamiento de los componentes A y B se determinó almacenando los componentes a 50 °C e inspeccionando visualmente y olfatoriamente los componentes después de 4 semanas.
Los constituyentes (en % en peso) y la estabilidad de almacenamiento de los diferentes componentes A y B para cada una de las composiciones de recubrimiento 21 a 25 se da en la tabla 4. Los componentes A23 y A24 gelificaron. El componente A24, además, desarrolló un fuerte olor a sulfuro. Los componentes A21, A22 y A25 fueron estables al almacenaje (no ocurrió gelificación; no se desarrolló olor a sulfuro). Los componentes B22 y B25 gelificaron. Los componentes B21, B23 y B24 fueron estables al almacenamiento (no ocurrió gelificación; no se desarrolló olor a sulfuro).
La composición de recubrimiento 21 (según la invención) es la única composición de recubrimiento para la que los dos componentes podrían combinarse para formar una composición de recubrimiento (sin gelificación de ninguno de los componentes).
Tabla 4 Composiciones de recubrimiento 21 a 25: constituyentes (% en peso) y estabilidad de almacenamiento
c tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol
d trimetacrilato de trimetilolpropano
Claims (15)
1. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes que comprende:
A un componente que comprende una resina autooxidable que comprende ácidos grasos insaturados y un complejo metal-ligando como catalizador secante, en donde el metal es manganeso, vanadio o hierro; y
B un componente que comprende un compuesto de (met)acrilato y un compuesto de tiol, en donde el compuesto de (met)acrilato es un éster con funcionalidad poli(met)acriloilo de ácido (met)acrílico y un alcohol polihídrico o un dímero con funcionalidad poli(met)acriloilo de dicho éster,
En donde el componente B está libre de catalizador de secado,
En donde el componente A está libre de un compuesto que comprende un grupo tiol y de un compuesto que comprende un grupo con funcionalidad (met)acriloilo, y en donde la composición de recubrimiento está libre de cobalto.
2. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según la reivindicación 1, en donde la relación molar de grupos tiol en el compuesto tiol a grupos etilénicamente insaturados en el compuesto de (met)acrilato está en el intervalo de 0,01 a 0,10, preferiblemente de 0,04 a 0,06.
3. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según la reivindicación 1 o 2, en donde la composición de recubrimiento comprende en el intervalo de 15 a 40 % en peso del compuesto de (met)acrilato en base al peso total de la resina autooxidable y el compuesto de (met)acrilato.
4. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición de recubrimiento tiene un contenido en sólidos en el intervalo de 55 a 75 % en peso.
5. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el compuesto de (met)acrilato es un compuesto con funcionalidad di-, tri- o tetra-(met)acriloilo.
6. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el compuesto de (met)acrilato es un compuesto de metacrilato, preferiblemente trimetacrilato de trimetilolpropano.
7. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde los ácidos grasos comprendidos en la resina autooxidable tienen un valor de yodo en el intervalo de 135 a 180, y en donde el valor de yodo se determinó como se indica en la descripción.
8. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la resina autooxidable es la resina alquídica.
9. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según la reivindicación 8, en donde la resina alquídica tiene un peso molecular promedio en peso en el intervalo de 10.000 a 30.000 g/mol, preferiblemente de 12.000 a 20.000 g/mol, y en donde el peso molecular promedio en peso se determinó como se indica en la descripción.
10. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según la reivindicación 8 o 9, en donde la resina alquídica tiene un peso molecular promedio en número en el intervalo de 1.500 a 3.500 g/mol, preferiblemente de 2.000 a 3.000 g/mol, y en donde el peso molecular promedio en número se determinó como se indica en la descripción.
11. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde la resina alquídica tiene una longitud de aceite en el intervalo de 20 a 40 %.
12. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el catalizador de secado es un complejo de hierro-ligando o un complejo de manganeso-ligando, preferiblemente un complejo de manganeso-ligando, más preferiblemente un complejo de manganeso-1,4,7-trimetil-1,4,7-triazaciclononano.
13. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el compuesto de tiol es un alcanotiol que comprende en el intervalo de 10 a 20 átomos de carbono o un éster de ácido tioglicólico, ácido 2-mercaptopropiónico o ácido 3-mercaptopropiónico con glicol, pentaeritritol, dipentaeritritol o trimetilolpropano.
14. Una composición de recubrimiento con base de disolvente de dos componentes según la reivindicación 13, en donde el compuesto tiol es un compuesto de tiol tri-o tetra-funcional, preferiblemente es tris(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano o tetrakis(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol.
15. Un sustrato recubierto con un recubrimiento depositado a partir de una composición de recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
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