ES2229135T3 - Composiciones acuosas de revestimiento a base de resinas epoxi. - Google Patents

Composiciones acuosas de revestimiento a base de resinas epoxi.

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ES2229135T3 ES02727551T ES02727551T ES2229135T3 ES 2229135 T3 ES2229135 T3 ES 2229135T3 ES 02727551 T ES02727551 T ES 02727551T ES 02727551 T ES02727551 T ES 02727551T ES 2229135 T3 ES2229135 T3 ES 2229135T3
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Abstract

Composiciones acuosas de recubrimiento con un contenido en componentes endurecibles constituidas por A) desde 0, 5 hasta 90% en peso de resinas epoxi, con la condición de que quedan excluidas las resinas epoxi autodispersantes B) desde 0, 5 hasta 90% en peso de un (met)acrilato de poliol C) desde 5, 0 hasta 98, 0% en peso de agua D) 0 o desde 0, 1 hasta 3% en peso de disolventes orgánicos X) desde 0, 5 hasta 10% en peso de uno o varios dispersantes cumpliéndose las siguientes condiciones: ¿ los ésteres del ácido (met)acrilíco B) contienen, al menos, 2 grupos (met)acrilo reactivos por molécula, ¿ la suma de los porcentajes en peso de los componentes A), B), C) y X) da el 100% en peso y ¿ la viscosidad de la composición (medida según Brookfield a 23ºC) es al menos de 15.000 mPas.

Description

Composiciones acuosas de revestimiento a base de resinas epoxi.
La invención se refiere a composiciones acuosas de revestimiento con un contenido en componentes endurecibles, a un procedimiento para la obtención de recubrimientos así como al empleo de las composiciones de recubrimiento.
Estado de la técnica
La publicación WO-A-00/04106 describe sistemas de recubrimiento, que contienen agua, resina epoxi y poliacrilatos ("functional polyacrilate latex = polímeros auténticos"). Estos sistemas se aplican en contacto con endurecedores amínicos y se endurecen. Los recubrimientos, obtenibles de éste modo, serían adecuados para superficies metálicas, especialmente para acero, pudiéndose revestir a continuación éstos recubrimientos con betunes.
La publicación DE-A-195 04 528 describe composiciones endurecibles con aminas, que contienen una resina epoxi parcialmente acrilada, es decir un compuesto en el que está presente en una molécula tanto la funcionalidad epoxi como también la funcionalidad (met)acrilato. Éstas composiciones serían adecuadas para la obtención de revestimientos, especialmente para revestimientos de suelos. La resina acrilada es un monómero u oligómero epoxi parcialmente acrilado y tiene un peso molecular de 150 a 10.000 y contiene al menos un grupo epóxido y al menos un grupo (met)acrilato en el extremo de la cadena. El endurecedor es una mono-, di- o poliamina.
La publicación US-A-4 051 195 describe composiciones endurecibles que contienen una resina epoxi (con más de 1,2 grupos epoxi por molécula) y un éster de poli(met)acrilato de un poliol, portando éste éster >1 grupos de ácido (met)acrílico situados en el extremo de la cadena. El endurecimiento se lleva a cabo con poliaminas alifáticas (con al menos 3 átomos de H amínicos por molécula). Ejemplos de los poliésteres son: diacrilato de hexanodiol, triacrilato de trimetilolpropano. El sistema descrito está prácticamente exento de agua y exento de disolventes (en los ejemplos se encuentra el contenido en agua, de acuerdo con las tablas, en el intervalo desde un 0,1 hasta un 0,3%, el contenido en disolventes en el intervalo desde un 0,04 hasta un 1,55%).
La publicación US-A-3 383 434 describe una composición endurecible a base de: diepóxido, poliester insaturado y poliamina (con 2 grupos primarios de amina). El endurecimiento se lleva a cabo ya a la temperatura adecuada. La amina debe reaccionar con el doble enlace C = C del poliéster para dar la resina reticulada. Los sistemas presentarían un corto tiempo de gelificación y una baja exotermina. Los poliésteres se derivan de glicoles alifáticos y de ácidos dicarboxílicos alifáticos insaturados.
La publicación US-A-4 524 107 describe una composición de resina epoxi de base acuosa para la impregnación de fibras. La composición representa una emulsión acuosa de una resina epoxi, de una endurecedor y de un modificador de la resiliencia. Los modificadores de la resiliencia son polímeros, que por regla general se preparan mediante polimerización en emulsión.
Descripción de la invención
La tarea de la presente invención consistía en poner a disposición composiciones de recubrimiento, endurecibles, de base acuosa. Estas composiciones deben presentar, en todo caso, un bajo contenido en disolventes orgánicos, preferentemente sin embargo deben estar exentas de disolventes orgánicos. Las composiciones deben caracterizares además por una buena manipulabilidad y aptitud a la aplicación (= aptitud a la incorporación en sistemas utilizables para la aplicación industrial).
Composiciones de recubrimiento
El objeto de la presente invención son composiciones acuosas de recubrimiento con un contenido en componentes endurecibles, constituidas por
A) desde 0,5 hasta 90% en peso \begin{minipage}[t]{90mm} de resinas epoxi, con la condición de que quedan excluidas las resinas epoxi autodispersantes, \end{minipage}
B) desde 0,5 hasta 90% en peso de un (met)acrilato de un poliol,
C) desde 5,0 hasta 98,0% en peso de agua y
D) 0 o desde 0,1 hasta 3% en peso de disolventes orgánicos,
X) desde 0,5 hasta 10% en peso de uno o varios dispersantes
cumpliéndose las siguientes condiciones:
\bullet
los ésteres del ácido (met)acrilíco B) contienen, al menos, 2 grupos (met)acrilo reactivos por molécula,
\bullet
la suma de los porcentajes en peso de los componentes A), B), C) y X) da el 100% en peso y
\bullet
la viscosidad de la composición (medida según Brookfield a 23ºC) es al menos de 15.000 mPas.
Con relación al componente A)
El componente A) de las composiciones de revestimiento según la invención está constituido por resinas epoxi, con la condición de que están excluidas las resinas epoxi autodispersantes. Con ésta condición se quiere indicar que éstas resinas epoxi están constituidas de tal manera, que cuando se añade agua no se emulsionan de manera espontánea, es decir que no conducen a una dispersión sin adición de emulsionantes, dispersantes o similares. Se entenderán por la expresión de dispersiones, en éste caso, tanto dispersiones como emulsiones.
En una forma de realización, las resinas epoxi A) están constituidas por productos de reacción de bisfenol-A y/o bisfenol-F con epiclorhidrina.
Como ejemplos de compuestos A), disponibles en el comercio, pueden citarse los productos Chem-Res E 30 y Epikote 828, que pueden adquirirse en la firma Cognis Deutschland GmbH.
En una forma de realización se emplea el componente A) en cantidades desde un 5 hasta un 50% en peso, preferentemente desde un 20 hasta un 50% en peso.
Con relación al componente B)
Los compuestos B) están constituidos por (met)acrilatos de un poliol. En éste caso debe cumplirse la condición de que éstos compuestos deben tener al menos dos grupos (met)acrilo reactivos por molécula.
Se entenderá por un grupo acrilo en éste caso un grupo -O-CO-CH=CH_{2}, se entenderá por un grupo metacrilo un grupo -O-CO-C(CH_{3})=CH_{2}.
Los componentes B) pueden obtenerse de manera sencilla por esterificación de polioles total o parcialmente con ácido acrílico y/o con ácido metacrílico.
En éste caso, se entenderán por polioles, que son adecuados para la preparación del componente B), en el ámbito de la presente invención, en el sentido más amplio de la palabra, todos los compuestos orgánicos que contengan al menos dos grupos OH por molécula. Los grupos OH pueden estar enlazados en éste caso tanto directamente sobre un resto alifático, tal como por ejemplo en el caso de los alcanodioles (por ejemplo glicoles) o alcanotrioles (por ejemplo glicerina o trimetilolpropano); no obstante pueden estar enlazados también directamente sobre un resto aromático (tal como por ejemplo en el caso del bisfenol A).
Los compuestos B) adecuados son, por ejemplo, aquellos que se han divulgado en la página 5, líneas 45 a 46, de la publicación DE-A-195 04 528.
Como compuestos B) son especialmente preferentes:
\bullet
Di(met)acrilato de etilenglicol,
\bullet
Di(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, productos de reacción de ácido acrílico y/o de ácido metacrílico con productos de adición de 1 hasta 200 moles de óxido de etileno y/o óxido de propileno sobre 1,6-hexanodiol.
\bullet
Di(met)acrilato de trimetilolpropano, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, productos de reacción de en total 2 hasta 3 moles de ácido acrílico y/o de ácido metacrílico con productos de adición de 1 hasta 200 moles de óxido de etileno y/o de óxido de propileno sobre trimetilolpropano.
\bullet
Di(met)acrilato de glicerina, tri(met)acrilato de glicerina, di(met)acrilato de monoglicéridos de ácidos grasos, epóxido de aceite de soja acrilado y/o metacrilado, epóxido de aceite de linaza acrilado y/o metacrilado, productos de reacción de ácido acrílico y/o de ácido metacrílico con productos de adición de 1 hasta 200 moles de óxido de etileno y/o de óxido de propileno sobre glicerina.
\bullet
Productos de reacción de ácido acrílico y/o de ácido metacrílico con (bisfenol A y/o bisfenol F)-diglicidiléter, productos de reacción de ácido acrílico y/o de ácido metacrílico con productos de adición de 1 hasta 200 moles de óxido de etileno y/o de óxido de propileno sobre (bisfenol A y/o bisfenol F)-digliciléter.
\bullet
Productos de reacción de ácido acrílico y/o de ácido metacrílico con \alpha,\omega-dioles, que pueden obtenerse mediante reacción de 1 mol de bisfenol A (o bisfenol F) con 2 moles de glicerina, a continuación reacción del diéter obtenido en éste caso, que presenta grupos OH terminales, con 2 moles de anhídrido del ácido maleico, del ácido glutárico o del ácido succínico, a continuación reacción del producto intermedio, obtenido en éste caso, que presenta grupos carboxilato terminales, con 2 moles de un diol alifático (preferentemente un diol con grupos OH terminales).
Con relación al componente C)
El componente C) está constituido por agua, de manera que es innecesaria cualquier otra explicación especial. En una forma de realización la cantidad de C) está comprendida entre un 10 y un 50% en peso, especialmente entre un 35 y un 50% en peso.
Con relación al componente D)
El componente D) está constituido por disolventes. En éste caso entran en consideración todos los disolventes orgánicos conocidos por el técnico en la materia. Preferentemente se emplean aquellos disolventes que el técnico en la materia conoce por el sector de la tecnología de los recubrimientos. Ejemplos de disolventes adecuados son aquellos de las clases de los mono-, di- y polialcoholes, de los ésteres de glicol, de los éteres de glicol, además hidrocarburos alifáticos, cicloalifáticos y aromáticos y, finalmente, cetonas.
Con relación al componente X)
El componente X) está constituido por dispersiones. Estos son productos, que son capaces de dispersar o bien de emulsionar en agua a las resinas epoxi A), a ser empleadas según la invención.
Los dispersantes correspondientes son conocidos por el técnico en la materia.
Preferentemente se eligen los dispersantes X) entre el grupo de los tensioactivos aniónicos y no iónicos.
Como dispersantes X) aniónicos adecuados, pueden citarse, de manera ejemplificativa: sulfatos de alcoholes grasos, étersulfatos de alcoholes grasos.
Como dispersantes X) no iónicos adecuados, pueden citarse, de manera ejemplificativa: alcoholes grasos así como productos de adición, de en total, 1 a 200 (preferentemente 10-110) moles de óxido de etileno y/o de óxido de propileno sobre alcoholes grasos y/o alquilfenoles, alquilpoliglucósidos.
Obtención de las composiciones de recubrimiento
La obtención de las composiciones de recubrimiento puede llevarse a cabo por cualquier forma conocida por el técnico en la materia. Especialmente pueden mezclarse entre sí sucesivamente los componentes. Sin embargo es posible también efectuar una confección previa, en primer lugar de dos o varios componentes y ponerlos en contacto, en ésta forma, con los otros componentes, después de lo cual resulta la composición de revestimiento acabada. La variante, citada en último lugar, es especialmente válida para los componentes C) (= agua); el agua puede incorporarse por las vías más diversas en el transcurso de la obtención de las composiciones de recubrimiento según la invención en el conjunto del sistema; de manera ejemplificativa pueden emplearse especialmente los compuestos de las clases A) y/o B) disponibles comercialmente, en particular en una forma comercial acuosa. El agua puede incorporarse, dicho con otras palabras, tanto en sí misma con los otros componentes, a ser empleados de manera obligatoria, de la composición de revestimiento, como también puede incorporarse de tal manera que se utilicen los componentes A) y/o B) individualmente o en conjunto en forma acuosa de comercialización; también es posible la combinación de ambas vías.
Las indicaciones en % en peso para los componentes A) y B) se refieren, por lo demás, siempre al contenido en producto activo correspondiente. Cuando se prepare, por ejemplo, una composición de revestimiento, en la cual uno o varios componentes se utilicen en forma acuosa de comercialización, entonces es decisivo, respectivamente, con relación a la caracterización de la composición del conjunto de la composición de revestimiento para los componentes individuales, que cantidad de substancia activa está presente respectivamente y no el que se utilicen en el transcurso de la obtención de la composición de revestimiento determinados componentes anhidros o que contengan agua; la proporción en componente C), es decir en agua, se deduce por lo tanto, en cada caso, por la suma del agua presente en el conjunto de la composición de revestimiento.
Tal como se ha indicado anteriormente con relación al componente A), están excluidos los productos de reacción de bisfenol-A y/o de bisfenol-F con epiclorhidrina. A éste respecto se hará referencia expresa a que ésta limitación se refiere, exclusivamente, a los productos de reacción directos de bisfenol-A y/o de bisfenol-F con epiclorhidrina. Naturalmente no quedan excluidos los productos derivados de los productos de reacción directos de bisfenol-A y/o de bisfenol-F con epiclorhidrina, puesto que éstos productos derivados están constituidos por otras clases de substancia, es decir por compuestos químicamente diferentes.
Se indicará expresamente que los componentes A), B) y D) pueden emplearse respectivamente como especies individuales o como mezclas de tales especies. Por lo tanto pueden emplearse respectivamente tanto una como varias resinas epoxi A), uno o varios ésteres de los ácidos (met)acrílicos B) o bien uno o varios disolventes D).
En una forma de realización, la solubilidad en agua del componente B) es menor que 0,1 g/l.
Las composiciones de recubrimiento, según la invención, son composiciones endurecibles. En éste caso puede llevarse a cabo un endurecimiento según los métodos conocidos por el técnico en la materia. Especialmente puede emplearse un endurecimiento por irradiación (por ejemplo endurecimiento por medio de UV) en base al contenido de las composiciones según la invención en componente B), que contienen dobles enlaces C=C. También puede ser deseable emplear endurecedores usuales para las resinas epoxi. En una forma de realización se combina un endurecimiento mediante irradiación y un endurecimiento mediante la adición de endurecedores para resinas epoxi.
Procedimientos de recubrimiento
Otro objeto de la invención es un procedimiento para la obtención de recubrimientos, poniéndose en contacto una composición constituida por
A) desde 0,5 hasta 90% en peso \begin{minipage}[t]{90mm} de resinas epoxi, con la condición de que quedan excluidas las resinas epoxi autodispersantes, \end{minipage}
B) desde 0,5 hasta 90% en peso de un (met)acrilato de un poliol,
C) desde 5,0 hasta 98,0% en peso de agua y
D) 0 o desde 0,1 hasta 3% en peso de disolventes orgánicos,
X) desde 0,5 hasta 10% en peso de uno o varios dispersantes
cumpliéndose las siguientes condiciones:
\bullet
los ésteres del ácido (met)acrilíco B) contienen, al menos, 2 grupos (met)acrilo reactivos por molécula,
\bullet
la suma de los porcentajes en peso de los componentes A), B), C) y X) da el 100% en peso y
\bullet
la viscosidad de la composición (medida según Brookfield a 23ºC) es al menos de 15.000 mPas.
con
E) de 1 hasta 200% en peso \begin{minipage}[t]{90mm} de endurecedores diluibles con agua - el % en peso del endurecedor se refiere a la resina epoxi A) - y \end{minipage}
F) de 0 hasta 90% en peso \begin{minipage}[t]{90mm} de otros aditivos y/o agentes auxiliares para la la transformación - el % en peso del componente F) se refiere a la cantidad total de todos los componentes -, \end{minipage}
la mezcla se lleva a la forma deseada y se deja endurecer.
Endurecedores para el procedimiento según la invención
En el procedimiento según la invención se emplean a modo de componente E) endurecedores diluibles con agua. En la elección de un endurecedor puede recurrirse, en principio, a todos los endurecedores para resinas epoxi conocidos por el técnico en la materia. Ejemplos de endurecedores adecuados para resinas epoxi son aminocompuestos funcionales, resinas fenólicas funcionales, mercaptanos funcionales, anhídridos funcionales o ácidos carboxílicos, que contengan al menos un grupo funcional, preferentemente sin embargo que contengan varios grupos funcionales. Los compuestos adecuados como endurecedores para resinas epoxi, aquí citados, son conocidos por el técnico en la materia.
Preferentemente se emplean, en el ámbito del procedimiento según la invención, a modo de componente A), aminocompuestos polifuncionales, que permitan un endurecimiento a temperaturas moderadas. Ejemplos de compuestos adecuados de ésta clase están citados en la solicitud de patente internacional publicada, no examinada WO 00/04106 citada al principio (véanse en la misma la página 3, líneas 10 hasta la página 4, línea 12); los compuestos allí citados quedan incluidos expresamente en la divulgación de la presente invención.
En una forma de realización se emplearán a modo de componente E), compuestos que se deriven de aductos a base de ésteres de ácidos carboxílicos \alpha,\beta-insaturados y de compuestos de mono-, di- o de poliaminopolióxido de alquileno. Especialmente se elegirán los compuestos E) del grupo de los tipos E1) hasta E3) descritos más adelante con mayor detalle.
Los endurecedores del tipo E1) pueden obtenerse, si
(a)
Se hacen reaccionar uno o varios ésteres de ácidos carboxílicos \alpha,\beta-insaturados (I)
(I)R^{2}R^{3}C=C(R^{4})COOR^{1}
en la que el resto R^{1} significa un resto aromático o alifático con hasta 15 átomos de carbono, los restos R^{2}, R^{3} y R^{4} significan, independientemente entre sí, hidrógeno, grupos alifáticos o aromáticos, ramificados o no ramificados con, respectivamente, hasta 20 átomos de carbono o un grupo -(CH_{2})_{n}-COOR^{1}, donde R^{1} tiene el significado anteriormente indicado y n significa un número en el intervalo desde 0 hasta 10, en presencia de un catalizador para la transesterificación con
(b)
uno o varios hidroxicompuestos, empleándose los compuestos (a) y (b) en cantidades tales, que la proporción entre los equivalentes de los grupos hidroxilo, en (b), y los grupos éster COOR^{1}, en los ésteres de los ácidos carboxílicos \alpha,\beta-insaturados (a), se encuentre en el intervalo desde 1,5:1 hasta 10:1,
el producto intermedio Z1, obtenido en éste caso se hace reaccionar con
(c)
uno o varios compuestos de mono-, di- o poliaminopolióxido de alquileno, estableciéndose una proporción entre los equivalentes de los átomos de H reactivos, en los átomos de nitrógeno de tipo amino de (c), y los grupos éster en el compuesto intermedio Z1, en el intervalo desde 10:1 hasta 1:10,
el producto intermedio Z2, obtenido en éste caso, se hace reaccionar, finalmente, con
(d)
uno o varios poliepóxidos, ajustándose la proporción entre los equivalentes de los anillos oxirano, en el poliepóxido (d), y los átomos de hidrógeno reactivos de los compuestos mono-, di- o poliaminopolióxido de alquileno, empleados según (c), a un valor en el intervalo desde 100:1 hasta 1,5:1,
y el producto intermedio Z3, obtenido en éste caso, se hace reaccionar a continuación con
(e)
una o varias aminas primarias y/o secundarias, estableciéndose la proporción entre los equivalentes de los anillos oxirano, en el producto intermedio Z3, y los átomos de H reactivos, en los átomos de nitrógeno de tipo amino de (e), a un valor en el intervalo desde 1:1,5 hasta 1:20.
Los endurecedores a ser añadidos según la invención representan, según su peso molecular, substancias o bien líquidas o bien sólidas.
La expresión "proporción entre los equivalentes" es conocida por el técnico en la materia. La idea básica que se encuentra tras la expresión de equivalente, consiste en que para cada substancia, que participa en una reacción, se consideran los grupos reactivos que participan en la reacción pretendida. Mediante la indicación de una proporción entre los equivalentes se expresa la proporción numérica en la que se encuentran la totalidad de los grupos reactivos de los compuestos empleados (x) e (y). En éste caso debe tenerse en cuenta que debe entenderse por un grupo reactivo el grupo reactivo más pequeño posible - la expresión de grupo reactivo no coincide por lo tanto con la expresión de grupo funcional. En el caso de los compuestos H-ácidos, esto significa que los grupos OH o los grupos NH representan ciertamente aquellos grupos reactivos pero no representan grupos NH_{2}, en los cuales están enlazados dos átomos de H reactivos sobre el mismo átomo de nitrógeno. En éste caso se considerarán por lo tanto dentro de los grupos funcionales NH_{2}, los dos átomos de hidrógeno como grupos reactivos de manera que el grupo funcional NH_{2} contiene dos grupos reactivos, concretamente los átomos de hidrógeno.
En una forma de realización se emplean el compuesto intermedio Z1 y el compuesto (c) en cantidades tales que la proporción de los equivalentes de los átomos de H reactivos, sobre los átomos de nitrógeno de tipo amino de (c), y los grupos éster, en el compuesto intermedio Z1, se encuentre en el intervalo desde 4:1 hasta 1:4 y, especialmente, desde 2,5:1 hasta 1,5:1.
En una forma de realización se establece la proporción entre los equivalentes de los anillos oxirano en el poliepóxido (d) y los átomos de hidrógeno reactivos de los compuestos mono-, di- o poliaminopolióxido de alquileno empleado según (c), a un valor en el intervalo desde 50:1 hasta 10:1.
Ejemplos de ésteres de ácidos carboxílicos \alpha,\beta-insaturados (a), a ser empleados según la invención, con la estructura (I) anteriormente indicada son el acrilato de metilo, el acrilato de etilo, el maleinato de dimetilo, el maleinato de dietilo, el fumarato de dimetilo, el fumarato de dietilo, el itaconato de dimetilo, el itaconato de dietilo. En éste caso son especialmente preferentes a modo de compuestos (a) los maleinatos de dialquilo, especialmente el maleinato de dietilo y el maleinato de dimetilo.
Los hidroxicompuestos (b) pueden ser alifático o aromáticos. Los compuestos (b) deben ser inertes frente a los catalizadores para la transesterificación.
Ejemplos de compuestos aromáticos (b) adecuados son: resorcina, hidroquinona, 2,2-bis-(4-hidroxifenil)propano (bisfenol A), mezclas isómeras del dihidroxidifenilmetano (bisfenol F), tetrabromobisfenol A, 4,4'-dihidroxidifenilciclohexano, 4,4'-dihidroxi-3,3-dimetildifenilpropano, 4,4'-dihidroxidifenilo, 4,4'-dihidroxi-benzofenol, bis-(4-hidroxifenil)-1,1-etano, bis-(4-hidroxifenil)-1,1-isobutano, bis-(4-hidroxifenil)-metano, bis-(4-hidroxifenil)-éter, bis-(4-hidroxifenil)-sulfona y similares así como los productos de cloración y de bromación de los compuestos anteriormente citados. El bisfenol A es preferente a modo de compuesto (b) aromático.
En una forma preferente de realización se eligen los hidroxicompuestos (b) de la clase de los alcoholes grasos, de los alcanodioles y de los poliéterdioles. En caso deseado éstos compuestos también pueden estar alcoxilados.
Los alcoholes grasos están constituidos por alcoholes primarios con 6 hasta 36 átomos de carbono, que pueden ser saturados o pueden estar olefínicamente insaturados. Ejemplos de alcoholes grasos adecuados son hexanol, heptanol, octanol, pelargonalcohol, decanol, undecanol, laurilalcohol, tridecanol, miristinalcohol, pentadecanol, palmitilalcohol, heptadecanol, estearilalcohol, nonadecanol, araquidilalcohol, heneicosanol, behenilalcohol, tricosanol, lignocerilalcohol, 10-undecanol, oleilalcohol, elaidilalcohol, ricinolalcohol, linoleiolalcohol, linolenilalcol, gadoleilalcohol, araquidonalcohol, erucaalcohol, brasidilalcohol,
Los alcanodioles están constituidos por compuestos con la fórmula general HOCH_{2}-R^{5}-CH_{2}-OH, en la que el resto R^{5} significa un resto hidrocarbonado hidrófobo, que puede estar saturado o insaturado, de cadena lineal o de cadena ramificada y, en caso dado, puede contener también elementos estructurales aromáticos, son ejemplos el 1,6-hexanodiol, el 1,7-heptanodiol y el 1,8-octanodiol, además polioxitetrametilendioles -conocidos también como politetrahidrofuranos- así como los denominados dimerdioles. Los dimerdioles son muy especialmente preferentes en el ámbito de la presente invención.
Los dimerdioles son compuestos conocidos desde hace mucho tiempo y obtenibles en el comercio, que se obtienen, por ejemplo, mediante reacción de ésteres de ácidos grasos dímeros. Los ácidos grasos dímeros, en los que están basados éstos ésteres de ácidos grasos dímeros, son ácidos carboxílicos que pueden obtenerse mediante oligomerización de ácidos carboxílicos insaturados, por regla general ácidos grasos tales como ácido oleico, ácido linoleico, ácido erúcico y similares. Usualmente se lleva a cabo la oligomerización a temperatura elevada en presencia de un catalizador constituido por ejemplo por arcilla. Las substancias, obtenidas en éste caso -los ácidos grasos dímeros de calidad industrial- representan mezclas, siendo preponderantes los productos de dimerización. Sin embargo está contenida también una pequeña proporción de oligómeros superiores, especialmente de ácidos grasos trímeros. Los ácidos grasos dímeros son productos usuales en el comercio y se ofrecen en diversas composiciones y calidades. Con relación a los ácidos grasos dímeros existe una ingente literatura. De manera ejemplificativa se hará referencia al artículo: Fette & Öle 26 (1994), páginas 47-51; Speciality Chemicals 1984 (cuaderno de Mayo), páginas 17, 18, 22-24. Los dimerdioles son perfectamente conocidos en el ramo industrial de manera ejemplificativa se hará referencia a un artículo reciente, en el cual se trata, entre otras cosas, la obtención, la estructura y la química de los dimerdioles: Fat. Sci. Technol. 95 (1993) Nr.3, páginas 91-94. En el ámbito de la presente invención son preferentes aquellos dimerdioles, que presenten un contenido en dímeros de al menos el 50% y, especialmente, del 75% y en los cuales el número de átomos de carbono por molécula dímera se encuentre preponderantemente en el intervalo desde 36 hasta 44.
En el ámbito de la presente invención se entenderán por poliéterdioles aquellos dioles de la fórmula general HOCH_{2}-R^{6}-CH_{2}-OH en la que el resto R^{6} significa un resto hidrocarbonado hidrófobo, que puede estar saturado o insaturado, de cadena lineal o de cadena ramificada y que puede contener, en caso dado, también elementos estructurales aromáticos y en el cual están reemplazadas obligatoriamente una o varias unidades CH_{2} respectivamente o por un átomo de oxígeno.
Otra clase, especialmente atractiva, de poliéterdioles puede obtenerse mediante alcoxilación de alcanodioles tales como 1,2-etanodiol, 1,3-propanodiol, 1,2,propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,3-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,7-heptanodiol y 1,8-octanodiol, polioxitetrametilendioles (politetrahidrofuranos) y dimerdioles. En la obtención de ésos dioles alcoxilados se procede usualmente de la manera siguiente: en una primera etapa se pone en contacto el diol deseado con óxido de etileno y/o con óxido de propileno y se hace reaccionar ésta mezcla en presencia de un catalizador alcalino y a temperaturas en el intervalo desde 20 hasta 200ºC. De ésta forma se obtienen productos de adición de óxido de etileno (EO) y/o de óxido de propileno (PO) sobre el diol empleado. Los productos de adición están constituidos por lo tanto por aductos de EO o por aducto de PO y/o por aductos de EO/PO sobre el diol correspondiente; en el caso de los aducto EO/PO puede producirse la adición de EO y de PO de manera estadística o en forma de bloques.
Como catalizadores de transesterificación entran en consideración para la reacción de los compuestos (a) y (b), todos los catalizadores de transesterificación conocidos por el técnico en la materia en el estado de la técnica. Ejemplos de catalizadores adecuados son metilato de sodio, diacetato de dibutilestaño, ortotitanato de tetraisopropilo. Los catalizadores pueden desactivarse, en caso dado, después de la transesterificación, sin embargo esto no es obligatoriamente necesario.
Como aminocomponentes (c) sirven compuestos de mono-, di- o poliaminopolióxido de alquileno. Bajo ésta expresión debe entenderse que éstos compuestos contienen, por un lado, una, dos o varias funciones amino (funciones NH- o bien NH_{2}-), por otro lado contienen componentes de óxido de alquileno. Los componentes citados en último lugar están constituidos especialmente por óxido de etileno, óxido de propileno y óxido de butileno, siendo especialmente preferentes el óxido de etileno y el óxido de propileno. Los compuestos (c) son substancias al menos parcialmente solubles en agua a 20ºC.
La obtención de los compuestos (c) es conocida en el estado de la técnica y comprende la reacción de compuestos que abarcan grupos hidroxilo con óxidos de alquileno, además de la transformación subsiguiente de los grupos hidroxilo terminales resultantes en grupos amino.
Con relación a la reacción de los compuestos que comprenden grupos hidroxilo con óxidos de alquileno tienen un significado especial la etoxilación y la propoxilación. En éste caso se procede, usualmente, de la manera siguiente: en una primera etapa se ponen en contacto los compuestos deseados, que contienen grupos hidroxilo, con óxido de etileno y/o con óxido de propileno y ésta mezcla se hace reaccionar, en presencia de un catalizador alcalino y a temperaturas en el intervalo desde 20 hasta 200ºC. De éste modo se obtienen productos de adición de óxido de etileno (EO) y/o de óxido de propileno (PO). Los productos de adición están constituidos preferentemente por aductos de EO o por aductos de PO o por aductos de EO/PO sobre los correspondientes compuestos que contienen grupos hidroxilo; en el caso de los aductos de EO/PO puede llevarse a cabo la adición de EO y PO de manera estadística o en forma de bloques.
En una forma de realización se hacen reaccionar a modo de compuestos (c), substancias de la fórmula general R^{8}-O-R^{9}-CH_{2}CH(R^{10})- NH_{2}. En éste caso significan:
\bullet
R^{8} un grupo orgánico monovalente con 1 hasta 12 átomos de carbono, que puede ser alifático, cicloalifático o aromático,
\bullet
R^{9} un grupo polioxialquileno, que está constituido por 5 a 200 unidades de óxido de polialquileno, especialmente unidades de EO y/o unidades de PO,
\bullet
R^{10} hidrógeno o un resto alifático con hasta 4 átomos de carbono.
Los representantes especialmente adecuados de los compuestos (c) en el ámbito de la presente invención son las "Jeffamine" conocidas por el técnico en la materia, que están constituidas por substancias usuales en el comercio. De manera ejemplificativa se citará aquí la "Jeffamin 2070", que se obtiene según las indicaciones de la firma Texaco mediante reacción de metanol con óxido de etileno y óxido de propileno además de la transformación de los grupos hidroxilo terminales del producto intermedio, obtenido en primer lugar, en grupos amino (véase la publicación WO 96/20971, página 10, líneas 12-15).
Los compuestos (c) tienen, preferentemente, pesos moleculares medios (promedio en número; Mn) en el intervalo desde 148 hasta 5.000, especialmente entre 400 y 2.000.
Los epoxicompuestos (d) están constituidos por poliepóxidos con, en promedio, al menos dos grupos epóxido por molécula. Estos compuestos epóxido pueden ser en éste caso tanto saturados como también insaturados así como alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos o heterocíclicos y también pueden presentar grupos hidroxilo. Éstos pueden contener además aquellos substituyentes que no provoquen reacciones secundarias perturbadoras bajo las condiciones de mezcla y de reacción, por ejemplo substituyentes alquilo o arilo, agrupamientos éter y similares. Preferentemente éstos epoxicompuestos están constituidos por poliglicidiléteres a base de alcoholes polivalentes, preferentemente divalentes, fenoles, productos de hidrogenación de éstos fenoles y/o de novolacas (productos de reacción de fenoles mono o polivalentes con aldehídos, especialmente con formaldehído en presencia de catalizadores ácidos). El peso equivalente de epóxido de éstos epóxido compuestos se encuentra comprendido preferentemente entre 160 y 500, especialmente entre 170 y 250. El peso equivalente en epóxido de una substancia se define en éste caso como aquella cantidad de substancia (en gramos), que contiene 1 mol de anillo oxirano.
Como fenoles polivalentes entran en consideración preferentemente los compuestos siguientes: resorcina, hidroquinona, 2,2-bis-(4-hidroxifenil)propano (bisfenol A), mezclas isómeras del dihidroxidifenilmetano (bisfenol F), tetrabromobisfenol A, 4,4'-dihidroxi-difenilciclohexano, 4,4'-dihidroxi-3,3-dimetildifenilpropano, 4,4'-dihidroxidifenilo, 4,4'-dihidroxi-benzofenol, bis-(4-hidroxifenil)-1,1-etano, bis-(4-hidroxifenil)-1,1-isobutano, bis-(4-hidroxifenil)-metano, bis-(4-hidroxifenil)-éter, bis-(4-hidroxifenil)-sulfona y similares así como los productos de cloración y los productos de bromación de los compuestos anteriormente citados; el bisfenol A es muy especialmente preferente en éste caso.
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También son adecuados a modo de compuestos (d) los poliglicidiléteres de alcoholes polivalentes. Como ejemplos de tales alcoholes polivalentes pueden citarse etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, 1,2-propilenglicol, polioxipropilenglicoles (n = 1-20), 1,3-propilenglicol, 1,4-butilenglicol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,2,6-hexanotriol, glicerina y bis-(4-hidroxiciclohexil)-2,2-propano.
También pueden emplearse poliglicidiléteres de ácidos policarboxílicos a modo de compuestos (d), que se obtienen mediante reacción de epiclorhidrina o de epoxicompuestos similares con un ácido policarboxílico alifático, cicloalifático o aromático, tal como el ácido oxálico, el ácido succínico, el ácido adípico, el ácido glutárico, el ácido ftálico, el ácido tereftálico, el ácido hexahidroftálico, el ácido 2,6-naftalindicarboxílico y el ácido linoléneico dimerizado. Ejemplos son el adipato de diglicidilo, el ftalato de diglicidilo y el hexahidroftalato de diglicidilo.
Una enumeración detallada de los epoxicompuestos adecuados (d) se encuentra en la publicación:
\bullet
A.M. Paquin, Handbuch "Epoxidverbindungen und Epoxidharze", Springer-Verlag, Berlín 1958, capítulo V, página 308 hasta 461; además en la publicación:
\bullet
Lee, Neville "Handbook of Epoxy Resins", 1967, capítulo 2, página 2-1 hasta 2-33.
También pueden emplearse mezclas de varios epoxicompuestos (d).
Como aminas (e) entran en consideración en el ámbito de la presente invención aminas primarias y/o aminas secundarias. Preferentemente se emplean como aminas (e), polaminas con al menos dos átomos de nitrógeno y al menos dos átomos de hidrógeno amino activos por molécula. Pueden utilizarse diaminas y poliaminas alifáticas, aromáticas, alifáticas-aromáticas, cicloalifáticas y heterocíclicas.
Ejemplos de aminas adecuadas (e) son: polietilenaminas (etilendiamina, dietilentriamina, trietilentetramina, tetraetilenpentamina, etc.), 1,2-propilendiamina, 1,3-propilendiamina, 1,4-butanodiamina, 1,5-pentanodiamina, 1,3-pentanodiamina, 1,6-hexanodiamina, 3,3,5-trimetil-1,6-hexanodiamina, 3,5,5-trimetil-1,6-hexanodiamina, 2-metil-1,5-pentanodiamina, bis(3-aminopropil)amina, N,N'-bis(3-aminopropil)-1,2-etanodiamina, N-(3-aminopropil)-1,2-etanodiamina, 1,2-diaminociclohexano, 1,3-diaminociclohexano, 1,4-diaminociclohexano, aminoetilpiperazina, las poli(óxido de alquileno)diaminas y triaminas (tales como por ejemplo Jeffamine D-230, Jeffamine D-400, Jeffamine D-2000, Jeffamine D-4000, Jeffamine T-403, Jeffamine EDR-148, Jeffamine EDR-192, Jeffamine C-346, Jeffamine ED-600, Jeffamine ED-900, Jeffamine ED-2001), meta-xililendiamina, fenilendiamina, 4,4'-diaminodifenilmetano, toluoldiamina, Isoforonadiamina, 3,3'-dimetil-4,4'-diaminodiciclohexilmetano, 4,4'-diaminodiciclohexilmetano, 2,4'-diaminodiciclohexilmetano, la mezcla de las poli(ciclohexil-aromáticas)aminas, enlazadas a través de un puente de metileno (conocidas también como MBPCAA) y poliaminoamidas.
Además, entran en consideración a modo de compuestos (e) también los productos de la reacción de las aminas que acaban de citarse con los ácidos carboxílicos \alpha,\beta-insaturados (a), anteriormente citados. Además los productos de reacción de las aminas que acaban de citarse con los poliepoxicompuestos anteriormente descritos (d).
Los endurecedores del tipo E2) pueden obtenerse, si se hacen reaccionar
(a)
uno o varios ésteres de ácidos carboxílicos, \alpha,\beta-insaturados, (I)
(I)R^{2}R^{3}C=C(R^{4})COOR^{1}
en la que el resto R^{1} significa un resto aromático o alifático con hasta 15 átomos de carbono, los restos R^{2}, R^{3} y R^{4} significan, independientemente entre sí, hidrógeno, grupos ramificados o no ramificados, alifáticos o aromáticos con, respectivamente, hasta 20 átomos de carbono o un grupo -(CH_{2})_{n}-COOR^{1}, donde R^{1} tiene el significado anteriormente indicado y n significa un número en el intervalo desde 0 hasta 10, con
(c)
uno o varios compuestos de mono-, di- o de poliaminopolióxido de alquileno, empleándose los compuestos (a) y (c) en cantidades tales, que la proporción de los equivalentes entre los átomos de H reactivos, en los átomos de nitrógeno de tipo amino de (c), y el doble enlace C=C, representado en la fórmula (I), en relación con el grupo COOR^{1}, en la posición \alpha,\beta, en los ésteres de los ácidos carboxílicos (a), se encuentre en el intervalo desde 10:1 hasta 1:10,
el producto intermedio Z4, obtenido en éste caso se hace reaccionar a continuación con
(d)
uno o varios poliepóxidos, ajustándose la proporción entre los equivalentes de los anillos de oxirano, en el poliepóxido (d), y los átomos de hidrógeno reactivos, de los compuestos de mono-, di- o de poliaminopolióxido de alquileno, empleados según (c), a un valor comprendido en el intervalo desde 100:1 hasta 1,5:1,
y el producto intermedio Z5, obtenido de éste modo, se hace reaccionar a continuación con
(e)
una o varias aminas primarias y/o secundarias, estableciéndose la relación entre los equivalentes de los anillos oxirano, en el producto intermedio Z5, y los átomos de H reactivos, en los átomos de nitrógeno de tipo amino de (e), a un valor en el intervalo desde 1:1,5 hasta 1:20.
Para las substancias (a) así como para las substancias (c) y (e) es válido, por lo demás, lo que se ha indicado anteriormente -para los endurecedores del tipo E1)-.
Los endurecedores del tipo E3) pueden obtenerse, si se hacen reaccionar
(a)
uno o varios ésteres de ácidos carboxílicos \alpha,\beta-insaturados (I)
(I)R^{2}R^{3}C=C(R^{4})COOR^{1}
en la que el resto R^{1} significa un resto aromático o alifático con hasta 15 átomos de carbono, los restos R^{2}, R^{3} y R^{4} significan, independientemente entre sí, hidrógeno, grupos ramificados o no ramificados, alifáticos o aromáticos con, respectivamente, hasta 20 átomos de carbono o un grupo -(CH_{2})_{n}-COOR^{1}, en el que R^{1} tiene el significado anteriormente indicado y n significa un número en el intervalo desde 0 hasta 10, con
(c)
uno o varios compuestos de mono-, di- o de poliaminopolióxido de alquileno, empleándose los compuestos (a) y (c) en cantidades tales, que la proporción de los equivalentes entre los átomos de H reactivos, en los átomos de nitrógeno de tipo amino de (c), y el doble enlace C=C, representado en la fórmula (I), en relación con el grupo COOR^{1}, en la posición \alpha,\beta, en los ésteres de los ácidos carboxílicos (a), se encuentre en el intervalo desde 10:1 hasta 1:10,
el producto intermedio Z4, obtenido de éste modo, se hace reaccionar a continuación con
(g)
uno o varios polihidroxicompuestos, estableciéndose la proporción de los equivalentes entre los grupos éster en el compuesto intermedio Z4 y los grupos hidroxi en el polihidroxicompuesto (g) a un valor en el intervalo desde 1:1,1 hasta 1:10,
y el producto intermedio Z6, obtenido en éste caso, se hace reaccionar a continuación con
(d)
uno o varios poliepóxidos, estableciéndose la proporción de los equivalentes entre los anillos de oxirano en el poliepóxido (d) y los grupos hidroxilo en el producto intermedio Z6 a un valor en el intervalo desde 1,5:1 hasta 6:1,
y el producto intermedio Z7, obtenido en éste caso, se hace reaccionar a continuación con
(e)
una o varias aminas primarias y/o secundarias, estableciéndose la proporción de los equivalentes entre los anillos oxirano en el producto intermedio Z7 y los átomos de H reactivos sobre los átomos de nitrógeno amino de (e) a un valor en el intervalo de 1:1,5 hasta 1:20.
Para las substancias (a) y para las substancias (c) hasta (e) es válido por lo demás lo que se ha dicho anteriormente -para los endurecedores del tipo E1)-.
Los polihidroxicompuestos (g) pueden ser alifáticos o aromáticos. En una forma de realización se eligen los polihidroxicompuestos (g) de la clase de los dioles alifáticos especiales y, concretamente, de los alcanodioles -especialmente de los dimerdioles- poliéterdioles y poliésterdioles. Para los alcanodioles -con inclusión de los dimerdioles- y los poliéterdioles es válido lo que se ha indicado anteriormente -para los endurecedores del tipo E1) en relación al componente (b)-. Para los poliésterdioles se cumple lo siguiente: en el ámbito de la presente invención se entenderán por poliésterdioles, aquellos dioles de la fórmula general HOCH_{2}-R^{7}-CH_{2}-OH, en la que el resto R^{7} significa un resto hidrocarbonado hidrófobo, que puede estar saturado o insaturado, de cadena lineal o de cadena ramificada y que puede contener, en caso dado, también elementos estructurales aromáticos y en los cuales están reemplazadas, obligatoriamente, una o varias unidades de CH_{2} respectivamente por una unidad de COO. Para la obtención se hacen reaccionar, usualmente, polioles difuncionales con ácidos dicarboxílicos o con sus anhídridos. Los polioles frecuentemente empleados son etilenglicol, 1,2-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol. Los ácidos dicarboxílicos usuales son el ácido succínico, el ácido adípico, el anhídrido del ácido ftálico. En éste caso son especialmente preferentes los poliésteres del ácido 1,6-hexanodiol-adípico.
Además pueden emplearse a modo de endurecedores E) las denominadas poliéteraminas E4). Éstos compuestos se denominarán a continuación también como endurecedores de tipo E4). Como poliéteraminas (PEA) sirven, en el ámbito de la presente invención, los compuestos de di- o de poliaminoóxido de polialquileno. Bajo ésta denominación debe entenderse que éstos compuestos contienen, por un lado dos o varias funciones amino (funciones NH- o bien NH_{2}-), por otro lado componentes de óxido de alquileno. Los componentes citados en último lugar están constituidos especialmente por óxido de etileno, óxido de propileno y óxido de butileno, siendo especialmente preferentes el óxido de etileno y el óxido de propileno.
La obtención de las poliéteraminas es conocida por el estado de la técnica y abarca la reacción de los compuestos que contienen grupos hidroxilo con óxidos de alquileno, además de la transformación subsiguiente de los grupos hidroxilo terminales resultantes en grupos amino. La publicación WO-A-97/03108 hace referencia al estado de la técnica correspondiente (véase en la misma la página 8, líneas 13-19) y establece que las poliéteraminas se preparan usualmente mediante aminación de poliéteres con amoníaco en presencia de catalizadores tales como por ejemplo Ni/Cu/Cr.
Con relación a la reacción de la reacción de los compuestos que contienen grupos hidroxilo con óxidos de alquileno tienen un significado especial la etoxilación y la propoxilación. En éste caso se procede, usualmente, de la manera siguiente: en una primera etapa se ponen en contacto los compuestos que contienen grupos hidroxilo deseados con óxido de etileno y/o con óxido de propileno y se hace reaccionar ésta mezcla en presencia de un catalizador alcalino y a temperaturas en el intervalo desde 20 hasta 200ºC. De éste modo se obtienen productos de adición de óxido de etileno (EO) y/o de óxido de propileno (PO). Los productos de adición están constituidos preferentemente por aductos de EO y por aducto de PO o por aductos de EO/PO sobre los correspondientes compuestos que contienen grupos hidroxilo; en el caso de los aductos de EO/PO puede llevarse a cabo la adición de EO y de PO de manera estadística o en forma de bloques.
Los bloques de poliéter adecuados de las poliéteraminas son por ejemplo polietilenglicoles, polipropilenglicoles, copolímeros de por ejemplo polietilenglicoles y polipropilenglicoles, poli(1,2-butileno)glicoles, poli(tetrametileno)glicoles.
Son especialmente preferentes a modo de poliéteraminas E4) las diaminas y las triaminas. En éste caso se entenderán por "diaminas y triaminas" aquellas poliéteraminas que presentes dos o bien tres grupos NH2 situados en los extremos (terminales) por molécula.
Son muy especialmente preferentes en éste caso las diaminas y triaminas descritas en los documentos EP-B-634 424 y WO-A-97/03108. De éste modo se incorporan expresamente en las enseñanzas de la presente invención la divulgación de éstas dos publicaciones en lo que se refiere a la estructura de éstas diaminas y triaminas. Especialmente se hará referencia a las siguientes citas bibliográficas:
\bullet con relación a la publicación EP-B-634 424: la página 6, línea 23 hasta página 7, línea 36.
\bullet con relación a la publicación WO-A-97/03108: la página 29, línea 1 hasta página 31, última línea.
Las diaminas y triaminas especialmente adecuadas (del tipo PEA) son, en el ámbito de la presente invención, aquellas que se comercializan bajo la marca registrada "Jeffamine" por la firma Hunstman Petrochemical Corporation. En el ámbito de la presente invención son especialmente preferentes los tipos siguientes:
\bullet Jeffamine D-400
\bullet Jeffamine D-2000
\bullet Jeffamine D-4000
\bullet Jeffamine ED-600
\bullet Jeffamine ED-900
\bullet Jeffamine ED-2001
\bullet Jeffamine ED-4000
\bullet Jeffamine ED-6000
\bullet Jeffamine T-3000
\bullet Jeffamine T-5000
\bullet Jeffamine ET-3000
Éstos tipos de Jeffamine pueden emplearse individualmente o en mezcla entre sí.
Las poliéteraminas E4) tienen, preferentemente, pesos moleculares medios (promedio en número; Mn) en el intervalo desde 400 hasta 12.000, especialmente entre 400 y 6.000.
Las poliéteraminas E4) adecuadas son también los tipos "pluronic" disponibles en el comercio, conocidos por el técnico en la materia (fabricante: BASF) así como las "aminas PC" (fabricante: firma Nitroil).
Aditivos y agentes auxiliares para la elaboración
En el transcurso del procedimiento según la invención pueden emplearse a modo de componente F) los aditivos y/o los agentes auxiliares para la elaboración conocidos por el técnico en la materia. Ejemplos a éste respecto son pigmentos, cemento, grava, desaireantes, desespumantes, agentes auxiliares para la dispersión, agentes antisedimentación, aceleradores, aminas libres, aditivos para el extendido, mejoradores de la conductibilidad.
Se citarán expresamente como especialmente interesantes:
\bullet cargas (designadas como componente F1)),
\bullet prolongadores del tiempo medio de vida (designados como componente F2)),
\bullet aditivos para la reología (denominados como componentes F3)).
Las cargas F1) sirven, entre otras cosas, para el abaratamiento de la receta de base, para conseguir efecto superficiales especiales así como para controlar la reología de un sistema.
La combinación de las cargas tiene un influjo decisivo sobre la estabilidad al almacenamiento así como sobre la estabilidad química del recubrimiento acabado. Naturalmente los carbonatos de calcio presentan en ésta aplicación bajas estabilidades químicas, frente a los productos químicos de reacción ácida.
La arena, que es una carga importante para la consecución de los espesores necesarios de las capas, queda excluido debido a su estructura grosera de las partículas, en comparación con las cargas tradicionales, como único material de carga. La combinación con otros aditivos inertes reduce éste comportamiento sólo en una pequeña proporción, sin embargo no puede compensar el mal comportamiento a la sedimentación cuando deban mantenerse simultáneamente buenas propiedades de aplicación. El empleo de las cargas sin embargo es indispensable para conseguir efectos superficiales especiales. El grado brillo y el precio de un recubrimiento así como la estabilidad química, ya citada, son factores dependientes que están relacionados con el empleo de una combinación correcta de
cargas.
Las cargas que se utilizan tienen naturaleza química variable. De manera ejemplificativa pueden emplearse sulfato de bario, harina de cuarzo, silicatos de aluminio, carbonatos de calcio naturales o sintéticos, silicatos, sulfato de calcio, talco, caolín, mica, feldespato, metales y óxidos metálicos, hidróxido de aluminio, hollín, grafito y otras cargas conocidas por el técnico en la materia.
Las cargas adecuadas tienen especialmente un peso específico de 2 a 3 g/cm^{3}, preferentemente de 2,4 a 2,7 g/cm^{3}. El peso a granel se encuentra comprendido especialmente entre 0,6 y un 1,0 g/cm^{3}.
Para evitar los problemas de sedimentación y para ajustar la viscosidad importante para la transformación se utilizarán especialmente cargas con una distribución de grano desde 0 hasta 100 \mum, preferentemente desde 0 hasta 50 \mum. La distribución de grano es una función de distribución del tamaño de las partículas. La determinación se lleva a cabo por medio de análisis del tamaño de las partículas, la representación en una curva de distribución del tamaño de las partículas (por ejemplo curva de distribución de grano mediante análisis por tamizado según DIN 66165-1:1097-04).
Como componentes F1) son muy especialmente adecuadas las siguientes combinaciones: arena de cuarzo/Minex S 20, arena de cuarzo/espato pesado C14 o arena de cuarzo/Calcicoll W 7. Las substancias que han sido aquí indicadas pueden adquirirse en el comercio.
En una forma de realización pueden emplearse los componentes F1) en una cantidad desde un 20 hasta un 60% en peso.
Prolongadores del tiempo medio de vida F2) a base de cera. Tales sistemas con conocidos por el técnico en la materia, (con relación al concepto de cera véase por ejemplo la publicación U. Zorll, Hrsg., RÖMPP - Lexikon, Lacke und Druckfarben, página 615, Georg Thieme Verl., Stuttgart, New York, 1998). Para prolongar el tiempo medio de vida, para aumentar la suavidad y la plasticidad de las masas de carga y de aislamiento se emplearán concretamente durante la elaboración, ceras en forma de emulsiones acuosas o en forma sólida de comercialización sobre materiales de soporte minerales. En éste caso se entenderán por la expresión ceras, tanto las ceras en el sentido estricto como también los alcoholes grasos.
En la publicación de R. Neumann, H.-G. Schulte, R. Höfer, Pulver, das Eigenschaften schafft, Bautenschutz und Bausanierung, cuaderno 3/1999, p. 22-27 así como en la publicación de U. Nagorny, Extension of workability of synthetic resin plasters with additives based on fatty raw materials; ConChem-Journal, Nr. 1/1994, p. 23-26) se han descrito ampliamente tales aditivos de elaboración a base de cera. Especialmente son adecuadas formas de administración pulverulentas de los prolongadores del tiempo medio de vida a base de cera, especialmente alcoholes grasos con 16 hasta 72 átomos de carbono por molécula, extendidos sobre un soporte sólido. En éste contexto se hará referencia expresamente a la solicitud de patente internacional publicada, no examinada WO 98/49114.
Los prolongadores del tiempo medio de vida especialmente adecuados a base de cera son los productos, comercializados por la firma Cognis Deutschland GmbH, Düsseldor/DE Loxanol® 842 DP (dispersión acuosa) y Loxanol® P (producto sólido pulverulento, anhidro).
En una forma de realización se emplean los componentes F2) en una cantidad desde un 0,1 hasta un 2,0% en peso.
Aditivos para la reología F3). En éste caso pueden emplearse todos los aditivos para la reología conocidos por el técnico en la materia, preferentemente silicatos estratificados o poli(met)acrilatos o éteres de celulosa o los denominados agentes espesantes asociativos solos o en combinación.
Son preferentes los silicatos estratificados en combinación con poliéteruretanos modificados de manera hidrófoba (HEUR) o los poliéteres modificados de manera hidrófoba (HMPE). En éste caso se entenderá por modificación hidrófoba que están contenidos grupos hidrófobo en las moléculas de las clases de substancia citadas. Los HEUR especialmente preferentes son los HEUR exentos de disolventes, descritos en la publicación de G. Schulte, J. Schmitz, R. Höfer, Additive für wäBrige Systeme und umweltfreundliche Lacke, Welt der Farben, 28-31 (12/1997) y los HEUR pseudoplásticos, descritos en la publicación DE-A-42 42687.
En una forma de realización se emplean los componentes F3) en una cantidad desde 0,1 hasta 3,0% en peso.
Aplicación
Otro objeto de la invención es el empleo de las composiciones constituidas por
A) desde 0,5 hasta 90% en peso \begin{minipage}[t]{90mm} de resinas epoxi, con la condición de que quedan excluidas las resinas epoxi autodispersantes, \end{minipage}
B) desde 0,5 hasta 90% en peso de un (met)acrilato de un poliol,
C) desde 5,0 hasta 98,0% en peso de agua y
D) 0 o desde 0,1 hasta 3% en peso de disolventes orgánicos,
X) desde 0,5 hasta 10% en peso de uno o varios dispersantes
cumpliéndose las siguientes condiciones:
\bullet
los ésteres del ácido (met)acrilíco B) contienen, al menos, 2 grupos (met)acrilo reactivos por molécula,
\bullet
la suma de los porcentajes en peso de los componentes A), B), C) y X) da el 100% en peso y
\bullet
la viscosidad de la composición (medida según Brookfield a 23ºC) es al menos de 15.000 mPas.
para la obtención de recubrimientos,
Otro objeto de la invención es el empleo de las composiciones de recubrimiento anteriormente descritas como masas allanadoras y aislantes, especialmente en el sector de la construcción. En éste caso es especialmente preferente el empleo para suelos.
Ejemplos Substancias empleadas
Chem-Res E 30: resina epoxi líquida a base de bisfenol A/F (Cognis Deutschland GmbH).
Photomer 4006: triacrilato de trimetilolpropano (fabricante: Cognis Deutschland GmbH).
Photomer 4094: triacrilato del producto de reacción de 1 mol de glicerina con 3 moles de óxido de propileno (fabricante: Cognis Deutschland GmbH)
Disponil 23: dispersante usual en el comercio (fabricante: Cognis Deutschland GmbH).
Waterpoxy 751: endurecedor para resinas epoxi (fabricante: Cognis Deutschland GmbH).
Composiciones acuosas de revestimiento
Ejemplo 1
(Según la invención)
Se preparó la siguiente composición mediante combinación de los componentes individuales y agitación:
\bullet 60 partes en peso Chem Res E 30,
\bullet 10,4 partes en peso de Photomer 4006,
\bullet 40 partes en peso de agua,
\bullet 2 partes en peso de Disponil 23.
\newpage
Ejemplo 2
(Según la invención)
Como en el ejemplo 1, sin embargo se empleó Photomer 4094 en lugar de Photomer 4006 (cantidades en peso idénticas).
Ejemplos de aplicación
Ejemplo 3
(Según la invención)
Se añadieron a la composición según al ejemplo 1, 71,2 partes en peso de Waterpoxy 751. La mezcla se extendió sobre una base metálica con un espesor de capa de 30 \mum y se dejó endurecer.
Ejemplo 4
(Según la invención)
Se añadieron a la composición según el ejemplo 2, 71,2 partes en peso de Waterpoxy 751. La mezcla se extendió sobre una base metálica con un espesor de capa de 30 \mum y se dejó endurecer.
Ejemplo 5
(Comparativo)
Se preparó la siguiente composición mediante combinación de los componente individuales y agitación:
\bullet 60 partes en peso de Chem Res E 30,
\bullet 40 parte en peso de agua,
\bullet 2 partes en peso de Disponil 23.
Se añadieron a la composición según al ejemplo 1, 71,2 partes en peso de Waterpoxy 751. La mezcla se extendió sobre una base metálica con un espesor de capa de 30 \mum y se dejó endurecer.
Como medida para el tiempo de elaboración de las masas según los ejemplos 3 y 4, de acuerdo con la invención, y según el ejemplo comparativo 5 se determinó el tiempo de gelificación según DIN 16945. Los valores obtenidos están reunidos en la tabla 1.
TABLA 1
Ejemplo Tiempo de gelificación según DIN 16945 [minutos]
Ejemplo 3 (según la invención) 2
Ejemplo 4 (según la invención) 10
Ejemplo 5 (comparativo) 300

Claims (4)

1. Composiciones acuosas de recubrimiento con un contenido en componentes endurecibles constituidas por
A) desde 0,5 hasta 90% en peso \begin{minipage}[t]{90mm} de resinas epoxi, con la condición de que quedan excluidas las resinas epoxi autodispersantes, \end{minipage} B) desde 0,5 hasta 90% en peso de un (met)acrilato de un poliol, C) desde 5,0 hasta 98,0% en peso de agua y D) 0 o desde 0,1 hasta 3% en peso de disolventes orgánicos, X) desde 0,5 hasta 10% en peso de uno o varios dispersantes
cumpliéndose las siguientes condiciones:
\bullet
los ésteres del ácido (met)acrilíco B) contienen, al menos, 2 grupos (met)acrilo reactivos por molécula,
\bullet
la suma de los porcentajes en peso de los componentes A), B), C) y X) da el 100% en peso y
\bullet
la viscosidad de la composición (medida según Brookfield a 23ºC) es al menos de 15.000 mPas.
2. Composiciones según la reivindicación 1, en las que la solubilidad en agua del componente B) es menor que 0,1 g/l.
3. Procedimiento para la obtención de recubrimientos, en el que se pone en contacto una composición constituida por
A) desde 0,5 hasta 90% en peso \begin{minipage}[t]{90mm} de resinas epoxi, con la condición de que quedan excluidas las resinas epoxi autodispersantes, \end{minipage} B) desde 0,5 hasta 90% en peso de un (met)acrilato de un poliol, C) desde 5,0 hasta 98,0% en peso de agua y D) 0 o desde 0,1 hasta 3% en peso de disolventes orgánicos, X) desde 0,5 hasta 10% en peso de uno o varios dispersantes
cumpliéndose las siguientes condiciones:
\bullet
los ésteres del ácido (met)acrilíco B) contienen, al menos, 2 grupos (met)acrilo reactivos por molécula,
\bullet
la suma de los porcentajes en peso de los componentes A), B), C) y X) da el 100% en peso y
\bullet
la viscosidad de la composición (medida según Brookfield a 23ºC) es al menos de 15.000 mPas.,
con
E) de 1 hasta 200% en peso \begin{minipage}[t]{90mm} de endurecedores diluibles con agua - el % en peso del endurecedor se refiere a la resina epoxi A) - y \end{minipage} F) de 0 hasta 90% en peso \begin{minipage}[t]{90mm} de otros aditivos y/o agentes auxiliares para la transformación - el % en peso del componente F) se refiere a la cantidad total de todos los componentes-, \end{minipage}
la mezcla se lleva a la forma deseada y se deja endurecer.
4. Empleo de las composiciones constituidas por
A) desde 0,5 hasta 90% en peso \begin{minipage}[t]{90mm} de resinas epoxi, con la condición de que quedan excluidas las resinas epoxi autodispersantes, \end{minipage} B) desde 0,5 hasta 90% en peso de un (met)acrilato de un poliol, C) desde 5,0 hasta 98,0% en peso de agua y D) 0 o desde 0,1 hasta 3% en peso de disolventes orgánicos, X) desde 0,5 hasta 10% en peso de uno o varios dispersantes
cumpliéndose las siguientes condiciones:
\bullet
los ésteres del ácido (met)acrilíco B) contienen, al menos, 2 grupos (met)acrilo reactivos por molécula,
\bullet
la suma de los porcentajes en peso de los componentes A), B), C) y X) da el 100% en peso y
\bullet
la viscosidad de la composición (medida según Brookfield a 23ºC) es al menos de 15.000 mPas.,
para la obtención de recubrimientos.
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