ES2290900T3 - Aditivos polimericos epoxi para revestimientos en polvo. - Google Patents

Abstract

Una composición de revestimiento en polvo curable que comprende: (a) un compuesto que comprende el producto de reacción de una resina epoxi que tiene al menos un grupo hidroxilo y una lactona. (b) una resina de formación de película; y (c) un reticulante.

Description

Aditivos poliméricos epoxi para revestimientos en polvo.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a revestimientos en polvo que comprenden un aditivo polimérico. Más específicamente, el aditivo polimérico comprende una resina epoxi a la que están injertados restos lineales que comprenden lactona.

Información antecedente

En los últimos años, los revestimientos en polvo han llegado a ser cada vez más populares; porque estos revestimientos son de forma inherente de bajo contenido orgánico de volátiles (VOC), su uso reduce significativamente las emisiones de aire durante la aplicación y procedimientos de curado. Los revestimientos en polvo típicamente se curan calentando el sustrato revestido a una temperatura elevada, tal como mayor de 125ºC. Durante el procedimiento de curado, las partículas en polvo se funden y extienden, y los componentes del revestimiento en polvo reaccionan.

Los revestimientos en polvo usados hoy en día pueden clasificarse ampliamente en dos categorías distintas, resistentes a los rayos ultravioleta y no resistentes a los rayos ultravioleta. A menudo, las composiciones en polvo resistentes son quebradizas y las películas no resistentes, aunque son flexibles, pueden no dar la durabilidad deseada. Existe una necesidad en el mercado de tener revestimientos en polvo que den películas flexibles y resistentes cuando se curan. Dichos revestimientos tendrían una aplicación generalizada, tal como en áreas de elevado impacto o entornos que requieren fases secundarias después de la formación, algo que actualmente no es posible. Además, se desea un buen flujo, nivelado y/o manipulación del polvo.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere en líneas generales a revestimientos en polvo que comprenden una resina de formación de película, un reticulante, y aditivos poliméricos que son el producto de reacción de una resina epoxi y una lactona. La resina epoxi generalmente es lineal con uno o más grupos hidroxilo colgantes. Uno o más de estos grupos hidroxilo se hacen reaccionar con lactona, como se describe a continuación.

Los revestimientos en polvo de la presente invención a menudo mostrarán flexibilidad aumentada y pueden tener dureza aumentada; los presentes revestimientos en polvo también pueden tener características de flujo y nivelado mejorados y gasificación disminuida en comparación con revestimientos en polvo que carecen de los aditivos poliméricos descritos en este documento.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a composiciones de revestimiento en polvo que comprenden una resina de formación de película, un reticulante, y un aditivo polimérico. Puede usarse una o más resinas de formación de película, reticulantes y/o aditivos poliméricos dentro del alcance de la presente invención. El aditivo polimérico comprende el producto de reacción de una resina epoxi que tienen grupos hidroxilo colgantes y una lactona. El producto de reacción de la resina epoxi y la lactona a veces se menciona en este documento como el "polímero en peine".

Las resinas epoxi usadas en este documento pueden ser polímeros no gelificados de productos de reacción de bisfenol A glicidados. Las resinas epoxi adecuadas pueden prepararse, por ejemplo, por la polimerización por crecimiento en etapas de bisfenol A con diglicidil-éteres de bisfenol A. El procedimiento de adición por crecimiento en etapas genera grupos hidroxi a lo largo de la estructura y estos grupos funcionan como los puntos de inicio para la polimerización de las cadenas de lactona. Las resinas epoxi usadas en este documento generalmente son lineales, pero pueden usarse materiales de partida epoxi ramificados. Las resinas epoxi adecuadas que tienen grupos hidroxilo colgantes están disponibles en el mercado de Resolution Performance Products, LLC en su línea de productos EPON.

Las resinas epoxi usadas de acuerdo con la presente invención típicamente tendrán un peso molecular promedio en número de aproximadamente 1.000 a 20.000, tal como 3.000 a 9.000, como se determina por cromatografía de exclusión de tamaño usando patrones de poliestireno lineales. Además, típicamente tendrán un peso de equivalentes epóxido de 1.000 a 10.000, tal como 2.000 a 4.500.

La resina epoxi que tiene funcionalidad hidroxilo después se hace reaccionar adicionalmente con una lactona. Las lactonas pueden estar sustituidas o sin sustituir. Se apreciará que las lactidas son lactonas específicas y están dentro de la presente invención. Las lactonas particularmente adecuadas son épsilon-caprolactonas, tales como metil épsilon-caprolactona, una mezcla de metil caprolactonas isoméricas o una mezcla de metil épsilon-caprolactonas isoméricas con épsilon-caprolactona. Otros ejemplos incluyen, aunque sin limitación, lactonas octanoicas, butirolactonas, valerolactonas, gluconolactonas, oxiciclotridecano-2-onas, y pentadeca-lactonas.

La lactona se une o injerta en la resina epoxi a través de la polimerización de apertura de anillo de la lactona iniciada por el(los) grupo(s) hidroxilo de la resina epoxi. Los resultados de este injerto es el "polímero en peine" de acuerdo con la presente invención. La etapa de injerto se consigue cargando la lactona en el recipiente de reacción y calentando la mezcla a una temperatura adecuada para la reacción de apertura de anillo, típicamente 80 a 250ºC. También puede añadirse un catalizador adicional. Como resultado del procedimiento de injerto, entre el 1 y el 100 por ciento de los grupos funcionales hidroxilo en la resina epoxi tendrán una cadena polimérica lineal constituida de al menos una molécula de lactona unida a los mismos. Típicamente, la gran mayoría (es decir, más del 50 por ciento, tal como más del 65 por ciento u 80 por ciento o mayor) de los grupos reaccionará. Las cadenas poliméricas lineales constituidas de al menos una molécula de lactona que llegará a unirse tendrán un grupo hidroxilo terminal. Por tanto, el propio polímero en peine también tiene funcionalidad hidroxilo. Usando una gran exceso de lactona puede forzarse que suceda el injerto en \sim100% de los grupos hidroxilo en la resina epoxi. Puede usarse un exceso de 5 a 50 veces de lactona a los grupos funcionales hidroxilo, como también puede un exceso de 20 veces. En ciertas realizaciones, la cantidad de unidades lactona por equivalente epoxi varía de 5 a 500, tal como de 100 a 300 ó 120 a 200.

La reacción entre el(los) grupo(s) hidroxilo en la resina epoxi con la lactona provocará la apertura del anillo de lactona del modo normal para producir una lactona terminada en hidroxilo, cuyo otro extremo se unirá a la resina epoxi. La cadena de lactona terminada en hidroxilo puede reaccionar con moléculas de lactona adicionales para producir una cadena lateral de polilactona terminada en hidroxilo. Una "cadena de lactona", por lo tanto, se refiere a una cadena lateral terminada en hidroxilo como resultado de la "apertura de anillo" de la lactona; una cadena de lactona de acuerdo con la presente invención puede contener una o más unidades derivadas de lactona. Para determinar la proporción de lactona a resina epoxi a usar, debe considerarse la cantidad de lactona necesaria para dar la longitud de cadena de lactona promedio. Generalmente, la longitud de la cadena de lactona puede aumentarse indefinidamente. Típicamente, la lactona no polimeriza simplemente en unos pocos grupos hidroxilo de la resina epoxi para producir varias cadenas de lactona largas sino que las moléculas de lactona se distribuyen entre una gran cantidad de hidroxilos. Como se ha indicado anteriormente, típicamente más del 50 por ciento, tal como más del 65 por ciento o incluso el 80 por ciento o más de los grupos funcionales hidroxilo de la resina epoxi tienen una cadena lactona unida a los mismos, aunque la invención no se limita por ello. La cantidad de lactona añadida (expresada como un porcentaje ponderal del peso total del polímero en peine-tanto resina epoxi como cadenas laterales de lactona) es típicamente del 10 al 95 por ciento, tal como del 65 al 95 por ciento. Las cadenas de lactona constituidas por 2 a 50 unidades de lactona son particularmente adecuadas para su uso en revestimientos en polvo.

El peso molecular promedio en peso del polímero en peine de la presente invención típicamente será de aproximadamente 5.000 a aproximadamente 500.000, tal como de aproximadamente 25.000 a 250.000, como se determina por cromatografía de exclusión de tamaño usando patrones de poliestireno lineales. Estos polímeros en peine también se caracterizan por temperaturas de fusión en el intervalo de aproximadamente 40 a aproximadamente 65ºC. El equivalente epoxi del polímero en peine variará dependiendo de la cantidad de lactona usada, pero típicamente variará de 2 a 20 veces mayor que el equivalente epoxi de la propia resina epoxi. En una realización particularmente adecuada, el peso de equivalentes epoxi del polímero en peine es de 10.000 a 150.000, tal como de 20.000 a 60.000.

Además del uno o más polímeros en peine que se han descrito anteriormente, los presentes revestimientos en polvo comprenden adicionalmente una resina de formación de película. Puede usarse cualquier resina que forme una película de acuerdo con la presente invención, ausente de problemas de compatibilidad. Una resina particularmente adecuada para su uso en las presentes composiciones en polvo es una formada a partir de la reacción de un polímero que tiene al menos un tipo de grupo funcional reactivo y un agente de curado que tiene grupos funcionales reactivos con el grupo funcional del polímero. Los polímeros pueden ser, por ejemplo, acrílicos, de poliéster, poliéter o poliuretano, y pueden contener grupos funcionales tales como grupos funcionales hidroxilo, ácido carboxílico, carbamato, isocianato, epoxi, amida y carboxilato.

El uso en revestimientos en polvo de polímeros acrílicos, de poliéster, poliéter y poliuretano que tienen funcionalidad hidroxilo es conocido en la técnica. Los monómeros para la síntesis de dichos polímeros se eligen típicamente de modo que los polímeros resultantes tengan una temperatura de transición vítrea ("Tg") mayor de 50ºC. Se describen ejemplos de dichos polímeros en la Patente de Estados Unidos Nº 5.646.228 en la columna 5, línea 1 hasta la columna 8, línea 7, incorporada como referencia en este documento.

También son adecuados polímeros acrílicos y polímeros de poliéster que tienen funcionalidad ácido carboxílico, para revestimientos en polvo. Los monómeros para la síntesis de polímeros arílicos que tienen funcionalidad ácido carboxílico típicamente se eligen de modo que el polímero acrílico resultante tenga una Tg mayor de 40ºC, y para la síntesis de los polímeros de poliéster que tienen funcionalidad ácido carboxílico de modo que el polímero de poliéster resultante tenga una Tg mayor de 50ºC. Se describen ejemplos de polímeros acrílicos que contienen grupo ácido carboxílico en la Patente de Estados Unidos Nº 5.214.101 en la columna 2, línea 59 hasta la columna 3, línea 23, incorporada como referencia en este documento. Se describen ejemplos de polímeros de poliéster que contienen grupo ácido carboxílico en la Patente de Estados Unidos Nº 4.801.680 en la columna 5, líneas 38 a 65, incorporada como referencia en este documento.

Los polímeros acrílicos que contienen grupo ácido carboxílico pueden contener adicionalmente un segundo material que contiene grupo ácido carboxílico seleccionado entre la clase de ácidos dicarboxílicos alifáticos C4 a C20, polianhídridos poliméricos, poliésteres de bajo peso molecular que tienen un peso de equivalentes ácido de aproximadamente 150 a aproximadamente 750, y mezclas de los mismos. Este material es cristalino y es preferiblemente un poliéster que contiene grupo ácido carboxílico cristalino o vítreo de bajo peso molecular.

También son útiles en las presentes composiciones de revestimiento en polvo polímeros acrílicos, de poliéster y de poliuretano que contienen grupos funcionales carbamato. Se describen ejemplos en la Publicación WO Nº 94/10213, incorporada como referencia en este documento. Los monómeros para la síntesis de dichos polímeros se eligen típicamente de modo que el polímero resultante tenga una elevada Tg, es decir, una Tg mayor de 40ºC. La Tg de los polímeros descritos anteriormente puede determinarse por calorimetría de exploración diferencial (DSC).

Los agentes de curado adecuados generalmente incluyen isocianatos bloqueados, poliepóxidos, poliácidos, polioles, anhídridos, poliaminas, aminoplásticos y fenoplásticos. El agente de curado apropiado puede seleccionarlo un especialista en la técnica dependiendo del polímero usado. Por ejemplo, los isocianatos bloqueados son agentes de curado adecuados para materiales que contienen grupo hidroxi y amino primario y/o secundario. Los ejemplos de isocianatos bloqueados son los descritos en la Patente de Estados Unidos Nº 4.988.793, columna 3, líneas 1 a 36, incorporada como referencia en este documento. Se describen poliepóxidos adecuados para su uso como agentes de curado para materiales que contienen grupo funcional COOH en la Patente de Estados Unidos Nº 4.681.811 en la columna 5, líneas 33 a 58, incorporada como referencia en este documento. Se describen poliácidos como agentes de curado para materiales que contienen grupo funcional epoxi en la Patente de Estados Unidos Nº 4.681.811 en la columna 6, línea 45 hasta la columna 9, línea 54, incorporada como referencia en este documento. Los polioles, materiales que tienen un promedio de dos o más grupos hidroxilo por molécula, pueden usarse como agentes de curado para materiales que contienen grupo funcional NCO y anhídridos, y son bien conocidos en la técnica. Los polioles para su uso en la presente invención típicamente se seleccionan de modo que el material resultante tenga una Tg mayor de aproximadamente 50ºC.

Los anhídridos como agentes de curado para materiales que contienen grupo funcional epoxi incluyen, por ejemplo, anhídrido trimelítico, dianhídrido tetracarboxílico de benzofenona, dianhídrido piromelítico, anhídrido tetrahidroftálico, y similares como se describe en la Patente de Estados Unidos Nº 5.472.649 en la columna 4, líneas 49 a 52, incorporada como referencia en este documento. Los aminoplásticos como agentes de curado para materiales que contienen grupo funcional hidroxi, COOH y carbamato son bien conocidos en la técnica. Los ejemplos de dichos agentes de curado incluyen condensados aldehído de glicolurilo, que dan productos cristalinos de elevado punto de fusión útiles en revestimientos en polvo. Aunque el aldehído usado es típicamente formaldehído, pueden usarse otros aldehídos tales como acetaldehído, crotonaldehído, y benzaldehído.

La resina de formación de película descrita anteriormente generalmente está presente en los revestimientos en polvo de la invención en una cantidad de más de aproximadamente el 50 por ciento en peso, tal como más de aproximadamente el 60 por ciento en peso, y menos de o igual al 95 por ciento en peso, basándose el porcentaje ponderal en el peso total de la composición. Por ejemplo, el porcentaje ponderal de la resina puede estar entre el 50 y el 95 por ciento en peso. Cuando se usa un agente de curado, generalmente está presente en una cantidad de hasta el 30 por ciento en peso; este porcentaje ponderal también se basa en el peso total de la composición de revestimiento.

Se apreciará que la funcionalidad hidroxilo como resultado de la adición de lactona puede reaccionar con uno o más de los otros componentes de la composición de revestimiento en polvo. Por ejemplo, si el polímero en peine tiene funcionalidad hidroxilo en el extremo de una cadena de lactona, puede usarse un reticulante de isocianato bloqueado y una resina de formación de película funcional hidroxi.

También es posible, de acuerdo con la presente invención, modificar la funcionalidad que está presente en el polímero en peine. Por ejemplo, la funcionalidad hidroxi como resultado del injerto de lactona puede convertirse en una funcionalidad ácida, haciendo reaccionar el hidroxi, por ejemplo, con un anhídrido de ácido carboxílico cíclico. Esta reacción puede realizarse cargando el polímero funcional hidroxi en peine en el recipiente de reacción y calentando la mezcla a una temperatura adecuada para la apertura de anillo del anhídrido cíclico, tal como 80 a 150ºC. De este modo, el polímero funcional hidroxi en peine se convierte en un polímero funcional ácido en peine. Esta conversión puede ser pertinente en un sistema en el que se desea un agente de curado que sea reactivo con un grupo funcional ácido carboxílico en lugar de un agente de curado que sea reactivo hacia un grupo funcional hidroxi, tal como en un sistema que use isocianurato de triglicidilo. También podrían introducirse otros restos deseados por el usuario a través de la reacción con el hidroxi terminal en el polímero en peine. Una realización de la presente invención excluye específicamente ácidos carboxílicos, grupos iónicos que ayudan a la solubilidad en agua tales como ácidos, amidas, u otros compuestos que se unen al extremo de la cadena de lactona. Otra realización excluye específicamente el uso de resinas epoxi a las que se ha prolongado la cadena por reacción de los grupos oxirano terminales con aminas, antes o después del injerto con lactona. Una realización de la invención excluye específicamente poli(anhídrido de ácido carboxílico) en la composición de revestimiento. En otra realización, la resina de formación de película no comprende grupos epoxi.

El aditivo de la presente invención típicamente está presente en la composición de revestimiento en polvo curable en una cantidad que varía del 0,1 al 20 por ciento en peso, tal como del 1 al 10 por ciento en peso, o aproximadamente el 5 por ciento en peso, con el porcentaje ponderal basado en el peso total de la composición de revestimiento; en una realización, el porcentaje ponderal del aditivo es menos del 20 por ciento en peso y en otra es menos del 10 por ciento en peso. Como se usa en este documento, se entenderá que "composición de revestimiento curable", "composición de revestimiento curada" y expresiones similares hacen referencia a una composición en la que los componentes reaccionan entre sí de modo que resisten la fusión después del calentamiento. Se apreciará que la inclusión de los presentes aditivos o polímeros en peine en los revestimientos en polvo de la presente invención provocará al menos una mejora en las características de funcionamiento de los presentes revestimientos en polvo, tal como flujo mejorado y/o nivelado mejorado, gasificación disminuida, flexibilidad aumentada, y/o aspecto mejorado. Incluso mejoras ligeras en cualquiera de estas características se consideran una mejora de acuerdo con la presente invención. Además, el brillo puede variarse más fácilmente con los revestimientos de la presente invención. Se apreciará adicionalmente que los aditivos poliméricos o polímeros en peine usados en los revestimientos en polvo de la presente invención se usan en cantidades aditivas. Es decir, no se usan en cantidades suficientes para formar una película por sí mismos; debe usarse una cantidad adicional de una resina de formación de película diferente en una cantidad suficiente para formar una película. Por tanto, la "resina de formación de película" como se usa en este documento no se refiere al polímero en peine.

Las composiciones de revestimiento en polvo de la presente invención pueden contener opcionalmente otros aditivos tales como ceras para el flujo y humedecimiento, agentes de control del flujo, tales como poli(2-etilhexil)acrilato, aditivos desgasificantes tales como benzoína y MicroWax C, resina adyuvante para modificar y optimizar las propiedades de revestimiento, antioxidantes, absorbentes de luz ultravioleta (UV) y catalizadores. Los ejemplos de antioxidantes y absorbentes de luz UV útiles incluyen los disponibles en el mercado de Ciba Specialty Chemicals Corporation con los nombres comerciales IRGANOX y TINUVIN. Estos aditivos opcionales, cuando se usan, pueden estar presentes en cantidades de hasta un 20 por ciento en peso, en base al peso total del revestimiento.

Los compuestos de la presente invención, así como cualquier aditivo adicional, pueden añadirse en cualquier momento durante la formulación del revestimiento en polvo. Por ejemplo, las composiciones de revestimiento en polvo curables de la presente invención pueden prepararse mezclando primero en seco la resina de formación de película, y cualquiera de los aditivos descritos anteriormente incluyendo los presentes compuestos, en una mezcladora, tal como una mezcladora de cuchillas Henschel. La mezcladora se hace funcionar durante un periodo de tiempo suficiente para producir una mezcla seca homogénea de los materiales. La mezcla después se mezcla en estado fundido en una extrusora, tal como una extrusora de co-rotación de doble tornillo, que funciona en un intervalo de temperatura suficiente para fundir pero no gelificar los componentes. La composición de revestimiento en polvo curable mezclada y fundida típicamente se muele a un tamaño de partícula promedio de, por ejemplo, 15 a 80 micrómetros. También pueden usarse otros procedimientos conocidos en la técnica para preparar revestimientos en polvo.

Las composiciones de revestimiento en polvo se aplican más habitualmente por pulverización, y en el caso de un sustrato metálico, por pulverización electrostática, o por el uso de un lecho fluidizado. El revestimiento en polvo puede aplicarse en un único barrido o en varios pases para proporcionar una película que tenga un grosor después del curado de aproximadamente 25,40 a 250 \mum (1 a 10 mils), habitualmente de aproximadamente 50,80 a 101,60 \mum (2 a 4 mils). Pueden emplearse otros procedimientos convencionales para la aplicación de revestimientos tales como cepillado, baño o flujo.

Generalmente, después de la aplicación de la composición de revestimiento, el sustrato revestido se cuece a una temperatura suficiente para curar el revestimiento. Los sustratos metálicos con revestimientos en polvo típicamente se curan a una temperatura que varía de 110ºC (230ºF) a 343,33ºC (650ºF) durante 30 segundos a 30 minutos.

En ciertas realizaciones, las presentes composiciones de revestimiento comprenden polímeros en peine que son el producto de reacción de la resina epoxi y lactona que tiene grupos hidroxi terminales o cuyos grupos hidroxi terminales se han convertido en grupos ácido; los polímeros en peine no tienen ningún resto adicional unido a los mismos. En ciertas realizaciones, el polímero en peine usado en los presentes revestimientos no contiene un resto curable por UV, tal como (met)acrilato.

Como se usa en este documento, salvo que se especifique expresamente de otro modo, todos los números tales como los que expresan valores, intervalos, cantidades o porcentajes pueden leerse como si estuvieran precedidos por la palabra "aproximadamente", incluso si el término no aparece expresamente. Se entiende que cualquier intervalo numérico indicado en este documento incluye todos los sub-intervalos subsumidos en el mismo. Los plurales abarcan singulares y viceversa. Además, como se usa en este documento, se entiende que el término "polímero" se refiere a oligómeros y tanto homopolímeros como copolímeros; el prefijo "poli" se refiere a dos o más.

Ejemplos

Se pretende que los siguientes ejemplos ilustren la invención, y no deben entenderse como limitantes de la invención de ningún modo.

Ejemplo 1

Se preparó una resina epoxi injertada con cadenas basadas en caprolactona del siguiente modo:

A 225 partes en peso de una resina epoxi disponible en el mercado (EPON 1009, de Resolution Performance Products, LLC) se añadieron 3,40 partes en peso de octoato estanoso y 1474,1 partes en peso de \varepsilon-caprolactona. La mezcla resultante se calentó para que reaccionara en una atmósfera de nitrógeno a una temperatura de 160ºC. La reacción se dejó progresar durante 4 horas a esa temperatura.

El producto de reacción después se enfrió, se descargó y se analizó. El índice de ácido determinado fue 2,4 mg KOH/gramo, y el índice de hidroxilo fue 30,6 mg KOH/gramo. El análisis del polímero por GPC (usando patrones de poliestireno lineales) mostró que el polímero tenía un valor de Mw de 85,081, y un valor de Mn de 21,962. Se determinó que la temperatura de fusión era 42,7ºC por calorimetría de exploración diferencial.

Ejemplo 2

Se preparó una resina epoxi injertada con cadenas basadas en caprolactona modificadas con anhídrido del siguiente modo:

A 225 partes en peso de EPON 1009 se añadieron 3,40 partes en peso de octoato estanoso y 1474,1 partes en peso de \varepsilon-caprolactona. La mezcla resultante se calentó para que reaccionara en una atmósfera de nitrógeno a una temperatura de 180ºC. La reacción se dejó progresar durante 4 horas a esa temperatura. La reacción después se enfrió a 120ºC y se añadieron 71,4 partes en peso de anhídrido hexahidroftálico. La reacción se dejó progresar hasta que no se detectaron grupos anhídrido por análisis de espectroscopía de infrarrojos del material.

El producto de reacción después se enfrió, se descargó y se analizó. El índice de ácido determinado fue 20,4 mg KOH/gramo, y el índice de hidroxilo fue 19,3 mg KOH/gramo. El análisis del polímero por GPC (usando patrones de poliestireno lineales) mostró que el polímero tenía un valor de Mw de 99,295, y un valor de Mn de 21,562. Se determinó que la temperatura de fusión era 55,1ºC por calorimetría de exploración diferencial.

Ejemplo 3

Se preparó una resina epoxi injertada con cadenas basadas en caprolactona modificadas con anhídrido del siguiente modo:

A 375 partes en peso de EPON 1009 se añadieron 3,46 partes en peso de octoato estanoso y 1228,4 partes en peso de \varepsilon-caprolactona. La mezcla resultante se calentó para que reaccionara en una atmósfera de nitrógeno a una temperatura de 160ºC. La reacción se dejó progresar durante 4 horas a esa temperatura. La reacción después se enfrió a 120ºC y se añadieron 124,46 partes en peso de anhídrido hexahidroftálico. La reacción se dejó progresar hasta que no se detectaron grupos anhídrido por análisis de espectroscopía de infrarrojos del material.

El producto de reacción después se enfrió, se descargó y se analizó. El índice de ácido determinado fue 30,3 mg KOH/gramo. El análisis del polímero por GPC (usando patrones de poliestireno lineales) mostró que el polímero tenía un valor de Mw de 155,139, y un valor de Mn de 21,594. Se determinó que la temperatura de fusión era 38,1ºC por calorimetría de exploración diferencial.

Ejemplo 4

Se preparó una resina epoxi injertada con cadenas basadas en caprolactona modificadas con anhídrido del siguiente modo:

A 160 partes en peso de una resina epoxi disponible en el mercado (EPON 2002, de Resolution Performance Products, LLC) se añadieron 3,33 partes en peso de octoato estanoso y 1455,3 partes en peso de \varepsilon-caprolactona. La mezcla resultante se calentó para que reaccionara en una atmósfera de nitrógeno a una temperatura de 185ºC. La reacción se dejó progresar durante 4 horas a esa temperatura. Después, la reacción se enfrió a 120ºC y se añadieron 49,2 partes en peso de anhídrido hexahidroftálico. La reacción se dejó progresar hasta que no se detectaron grupos anhídrido por análisis de espectroscopía de infrarrojos del material.

El producto de reacción después se enfrió, se descargó y se analizó. El índice de ácido determinado fue 11,0 mg KOH/gramo. El análisis del polímero por GPC (usando patrones de poliestireno lineales) mostró que el polímero tenía un valor de Mw de 278,608, y un valor de Mn de 36,249. Se determinó que la temperatura de fusión era 42,4ºC por calorimetría de exploración diferencial.

Ejemplo 5

Se preparó una resina epoxi injertada con cadenas basadas en caprolactona y valerolactona del siguiente modo:

A 125 partes en peso de EPON 1009 se añadieron 1,95 partes en peso de octoato estanoso, 737,1 partes en peso de \varepsilon-caprolactona y 71,8 partes en peso de \delta-valerolactona. La mezcla resultante se calentó para que reaccionara en una atmósfera de nitrógeno a una temperatura de 160ºC. La reacción se dejó progresar durante 4 horas a esa temperatura. Después, la reacción se enfrió a 120ºC y se añadieron 71,4 partes en peso de anhídrido hexahidroftálico. La reacción se dejó progresar hasta que no se detectaron grupos anhídrido por análisis de espectroscopía de infrarrojos del material.

El producto de reacción después se enfrió, se descargó y se analizó. El índice de ácido determinado fue 20,5 mg KOH/gramo, y el índice de hidroxilo fue 13,1 mg KOH/gramo. El análisis del polímero por GPC (usando patrones de poliestireno lineales) mostró que el polímero tenía un valor de Mw de 134,643, y un valor de Mn de 22,802. Se determinó que la temperatura de fusión era 39,9ºC por calorimetría de exploración diferencial.

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Ejemplo 6

Se prepararon muestras de revestimiento en polvo usando los ingredientes y cantidades (en gramos) mostrados en la Tabla A. Las muestras se prepararon del siguiente modo. Los ingredientes se pesaron juntos y se procesaron durante \sim20 s en una mezcladora Prism a 3500 rpm. Esta premezcla después se sometió a extrusión a través de una extrusora de doble tornillo, de co-rotación b&p Process Equipment and Systems 19 mm, a 450 rpm, a temperaturas que varían de 100ºC a 130ºC. La viruta resultante se molió y clasificó a un tamaño de partícula medio de 30 a 50 \mum en un Hosokawa Micron Powder Systems Air Classifying Mill I. Las fórmulas después se pulverizaron electrostáticamente usando un equipo Nordson corona en el sustrato suministrado por ACT Laboratories como paneles no pulidos B-1000 P60 DIW. Las formulaciones en polvo se cocieron durante un tiempo de secado de 23 minutos a 193,33ºC (380ºF). Todos los ensayos se realizaron a un grosor de película en seco de 63,5 a 76,20 \mum (2,5 a 3,0 mils).

TABLA A

1

	^{1}Poliéster hidroxifuncional superduradero de UCB Surface Specialties.
	^{2}Isoforondiisocianato bloqueado con \varepsilon-caprolatama de Degussa CRM.
	^{3}Dilaurato de dibutilestaño al 71% sobre soporte de sílice, de Estron Chemical.
	^{4}Aditivo de flujo acrílico dispersado sobre sílice, de Estron Chemicals.
	^{5}Disponible en DuPont.
	^{6} \begin{minipage}[t]{135mm} La estabilidad en polvo se ensayó cargando un tarro de vidrio de 56,70 gr (2 oz.) medio lleno de polvo, precintándolo, y colocándolo en un baño de agua de temperatura controlada a la temperatura indicada durante un periodo de tiempo especificado. Al completarse el ensayo, la muestra se dejó reposar fuera del baño durante 30 minutos. El tarro después se golpeó bocabajo sobre una superficie dura de 2 a 3 veces y se clasificó el estado del polvo del siguiente modo: Excelente>Bueno>Ligeramente Aglutinado>Aglutinado>Ligeramente Agregado> Agregado>Fundido>Sinterizado. \end{minipage}
	^{7} \begin{minipage}[t]{135mm} El ensayo de impacto se realizó de acuerdo con ASTM D 2794 usando un probador Byk-Gardner Falling Dart Impact. \end{minipage}
	^{8} \begin{minipage}[t]{135mm} La resistencia MEK se realizó frotando una punta Q impregnada con metil etil cetona hacia delante y hacia detrás a través de un panel (una fricción doble) 50 veces y después clasificando las marcas resultantes del siguiente modo: sistema de clasificación MEK: \end{minipage}
	\hskip0,5cm 0 Sin cambio
	\hskip0.5cm 1 Ligera pérdida de brillo alrededor del área de ensayo
	\hskip0.5cm 2 Pérdida de brillo apenas detectable en el área de ensayo
	\hskip0.5cm 3 Raspado apenas detectable del área de ensayo
	\hskip0.5cm 4 Raspado ligeramente detectable del área de ensayo
	\hskip0.5cm 5 Raspado apreciable del área de ensayo
	\hskip0.5cm 6 Estropeado del área de ensayo
	\hskip0.5cm 7 Mancha del área de ensayo.

Las lecturas de 0-5 generalmente se consideran aceptables.

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Como puede verse en la Tabla A, los revestimientos que incorporan los presentes aditivos tenían mejor resistencia al impacto que un revestimiento que carezca de los aditivos, sin sacrificio significativo, o en algunos casos ninguno, de otras propiedades de revestimiento deseables.

Ejemplo 7

Se prepararon muestras de revestimiento en polvo usando los ingredientes y cantidades (en gramos) mostrados en la Tabla B. Las muestras se prepararon como se ha descrito en el Ejemplo 6, excepto en que el control (Muestra 4) se pulverizó sobre paneles suministrados por ACT Laboratories como B-1000 P60 DIW, paneles no pulidos que primero se revistieron en el laboratorio con P-590 electrocoat disponible en PPG Industries, Inc. Todas las demás muestras se pulverizaron sobre sustratos suministrados por ACT Laboratories como APR 45254. Las formulaciones en polvo se cocieron durante un tiempo de secado de 25 minutos a 190,56ºC (375ºF). Todos los ensayos se realizaron a un grosor de película en seco de 63,5 a 76,20 \mum (2,5 a 3,0 mils).

TABLA B

2

^{9}Poliéster hidroxifuncional superduradero de UCB Surface Specialties

^{10}Disponible en Vantico Inc.

^{11}Isoforondiisocianato autobloqueado de Degussa CRM.

^{12}Dimetil lauril amina sobre soporte de sílice, de Synthron Inc.

^{13}Antioxidante, de CIBA Specialty Chemicals.

Como se demuestra en la Tabla B, los revestimientos que comprenden los presentes aditivos tenían mejor resistencia al impacto, mejor resistencia a disolventes, y estabilidad en polvo comparable si no mejor en comparación con el control.

Aunque se han descrito anteriormente realizaciones particulares de esta invención para propósitos de ilustración, será evidente para los especialistas en la técnica que pueden hacerse numerosas variaciones de los detalles de la presente invención sin alejarse de la invención definida en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (20)

1. Una composición de revestimiento en polvo curable que comprende:

(a) un compuesto que comprende el producto de reacción de una resina epoxi que tiene al menos un grupo hidroxilo y una lactona.

(b) una resina de formación de película; y

(c) un reticulante.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que la resina epoxi tiene un peso molecular promedio en número de 1.000 a 20.000.

3. La composición de la reivindicación 2, en la que la resina epoxi tiene un peso molecular promedio en número de 3.000 a 9.000.

4. La composición de la reivindicación 1, en la que la resina epoxi tiene un peso de equivalentes epóxido de 500 a 20.000.

5. La composición de la reivindicación 4, en la que la resina epoxi tiene un peso de equivalentes epóxido de 1.000 a 10.000.

6. La composición de la reivindicación 5, en la que la resina epoxi tiene un peso de equivalentes epóxido de 2.000 a 4.500.

7. La composición de la reivindicación 1, en la que del 1 al 100 por ciento de los grupos hidroxilo tienen una lactona injertada en los mismos.

8. La composición de la reivindicación 7, en la que más del 90 por ciento de los grupos hidroxilo tienen una lactona injertada en los mismos.

9. La composición de la reivindicación 1, en la que el producto de reacción de la resina epoxi y la lactona tiene un peso molecular promedio en peso de 5.000 a 500.000.

10. La composición de la reivindicación 9, en la que el producto de reacción de la resina epoxi y la lactona tiene un peso molecular promedio en peso de 25.000 a 250.000.

11. El compuesto de la reivindicación 1, en el que la lactona comprende épsilon-caprolactona.

12. La composición de la reivindicación 1, en la que el producto de reacción de la resina epoxi y la lactona comprende cadenas de lactona que comprenden de 1 a 50 unidades derivadas de lactona.

13. La composición de la reivindicación 1, en la que la resina de formación de película tiene funcionalidad hidroxi.

14. La composición de la reivindicación 13, en la que la resina de formación de película comprende poliéster.

15. La composición de la reivindicación 1, en la que la resina de formación de película no comprende epoxi.

16. La composición de la reivindicación 1, en la que a resina de formación de película está presente en una cantidad del 50 por ciento en peso o mayor, en base al peso total de la composición.

17. La composición de la reivindicación 1, en la que el producto de reacción de la resina epoxi y la lactona está presente en una cantidad del 1 al 20 por ciento en peso.

18. La composición de la reivindicación 17, en la que el producto de reacción de la resina epoxi y la lactona está presente en una cantidad del 2 al 8 por ciento en peso.

19. La composición de la reivindicación 1, en la que la lactona no tiene una amina injertada en la misma.

20. La composición de la reivindicación 1, en la que la lactona no tiene un ácido injertado en la misma.