ES2338705T3 - Procedimiento para preparar resinas alquidicas modificadas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la producción de resinas alquídicas modificadas mediante polimerización de (a) alcoholes polihídricos, (b) ácidos policarboxílicos, ácidos dicarboxílicos o sus anhídridos y (c) aceites insaturados o ácidos grasos insaturados, en presencia de disolventes orgánicos, caracterizado porque como disolvente se emplean dialquilamidas insaturadas.
Description
Procedimiento para preparar resinas alquídicas
modificadas.
La presente invención está relacionada con el
campo de las pinturas y lacas y se refiere a un procedimiento
mejorado para preparar resinas alquídicas modificadas con un menor
contenido en VOC, así como al uso de dialquilamidas insaturadas en
dicho procedimiento.
Las resinas alquídicas constituyen el mayor
grupo de resinas sintéticas empleadas en la industria de los
revestimientos. Las mismas son resinas de poliéster que incluyen
residuos de uno o más ácidos polibásicos, normalmente dibásicos, y
en particular anhídridos de ácidos dibásicos, tales como anhídrido
maleico (MAH) y anhídrido de ácido ftálico (PHA), y alcoholes
polihidroxílicos, normalmente alcoholes
tri-hidroxílicos o superiores, incluyendo además
residuos de ácidos grasos monobásicos. La siguiente fórmula muestra
una estructura típica de un monómero de resina alquídica
modificada:
Los residuos monobásicos se pueden derivar
(directa o indirectamente) de aceites (triglicéridos de ácidos
grasos), y las resinas alquídicas son conocidas también como resinas
de poliéster modificadas con aceites. Las resinas alquídicas
empleadas en revestimientos de superficies son en general curables
normalmente a partir de una funcionalidad carboxilo e hidroxilo
residual o por insaturación (con frecuencia insaturación múltiple)
en los residuos de ácidos grasos monobásicos. Algunas resinas
alquídicas se emplean como plastificantes, por ejemplo para otras
resinas alquídicas, y estos materiales normalmente no son curables.
Las resinas alquídicas pueden incluir otros residuos y/o aditivos
para proporcionar un carácter específico en presencia de disolventes
orgánicos, lo cual se caracteriza porque se emplean dialquilamidas
insaturadas como disolventes.
Se ha observado de manera sorprendente que las
dialquilamidas insaturadas pueden reemplazar a los disolventes
orgánicos convencionales en composiciones de resinas alquídicas bien
totalmente o bien en parte con el fin de reducir la viscosidad, al
tiempo que se mantiene el contenido en materia activa o se mantiene
la viscosidad al tiempo que se incrementa la materia activa.
Además, las dialquilamidas reaccionan con los dobles enlaces de los
residuos de aceites o ácidos grasos insaturados presentes en la
resina formando una película curable, lo cual mejora las
propiedades de la película y reduce la cantidad de disolvente
orgánico volátil. Las dialquilamidas insaturadas también
representas excelentes disolventes para todos los agentes de secado
o catalizadores de polimerización habituales.
Los alcoholes polihídricos adecuados (componente
a) que forman la espina dorsal de las resinas alquídicas se pueden
elegir del grupo consistente en glicerol, etilenglicol,
dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol,
trimetilolpropano, pentaeritritol y sus mezclas. Normalmente, el
TMP, el glicerol y el pentaeritritol son las especies preferidas
para preparar las resinas alquídicas de acuerdo con la presente
invención.
Aunque los ácidos poli- o dicarboxílicos
(componente b) también se pueden emplear para llevar a cabo la
policondensación con los alcoholes polihídricos, normalmente se
emplean sus anhídridos debido a su mayor reactividad. Por tanto,
ejemplos típicos preferidos son anhídrido de ácido maleico,
anhídrido de ácido ftálico y sus mezclas.
La presencia de dobles enlaces en los ácidos
grasos o triglicéridos insaturados monobásicos conduce a las
propiedades de curado al aire de estos materiales. Generalmente, las
resinas alquídicas modificadas se clasifican por el término
"longitud de aceite". Una "longitud media de aceite"
significa que la cantidad de ácidos grasos monobásicos es menor de
40%, mientras que una "alta longitud de aceite" significa una
resina que comprende de 40 a 70% de ácidos grasos. (Con
preferencia, la presente invención se refiere a la preparación de
resinas que muestran una alta longitud de aceite).
Los aceites insaturados o ácidos grasos
insaturados se emplean para reemplazar los ácidos dicarboxílicos en
parte con el fin de obtener resinas alquídicas modificadas con
propiedades mejoradas de formación de película cuando se utilizan
para preparar pinturas y lacas. Ejemplos típicos de aceites
adecuados (componente c1) son aceite de colza, aceite de girasol,
aceite de cártamo, aceite de soja, aceite de ricino, aceite de
oliva, aceite de linaza, resina líquida (tall oil) y sus mezclas.
Como es lógico, también se pueden emplear triglicéridos sintéticos
que muestran espectros similares o idénticos a los de los ácidos
grasos. Normalmente, es preferible utilizar los propios ácidos
grasos en lugar de los triglicéridos. Ejemplos adecuados se pueden
proporcionar del grupo consistente en ácido palmoleico, ácido
oleico, ácido elaidínico, ácido linólico, ácido linoleico, ácido
linoleico conjugado (CLA), ácido ricinoleico, ácido gadoleico, ácido
behénico y sus mezclas, incluyendo aquellas mezclas de ácidos
grasos comercialmente disponibles que comprenden también ácidos
grasos saturados, siempre que la cantidad de ácidos grasos
insaturados sea de al menos 30% en peso. La relación entre el ácido
o ácidos o el anhídrido o anhídridos dicarboxílicos, por un lado, y
los aceites insaturados o ácidos grasos insaturados, por otro lado,
depende fuertemente de las propiedades que se desea obtener. Por
tanto, es recomendable variar la relación en un amplio intervalo,
por ejemplo, entre 10:90 y 90:10 moles%, calculado en base a la
cantidad de grupos ácido carboxílico presentes en las moléculas.
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Normalmente, dichas dialquilamidas insaturadas
que forman los disolventes reactivos de acuerdo con la invención
siguen la fórmula general (I)
(I)R^{1}CO-NR^{2}R^{3}
en donde R^{1}CO representa un
radical acilo que tiene de 6 a 22 átomos de carbono y de 1 a 3
dobles enlaces y R^{2} y R^{3} independientemente representan
grupos alquilo o hidroxialquilo que tienen de 1 a 4 átomos de
carbono. Ejemplos típicos son las dialquilamidas basadas en los
mismos ácidos grasos insaturados como los indicados en la sección
anterior. Sin embargo, las dialquilamidas preferidas se derivan de
ácido oleico, ácido de girasol, ácido de soja o ácido graso de tall
oil. En una segunda modalidad preferida de la presente invención,
las dialquilamidas insaturadas representan dimetilamidas.
Finalmente, los disolventes reactivos sumamente preferidos son
dimetilamidas derivadas de ácido oleico o tall
oil.
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Dado que el procedimiento para preparar resinas
alquídicas ha representado el estado de la técnica durante décadas,
es bien conocido para el experto en la materia la forma de realizar
la reacción de polimerización; una vez más se hace referencia a los
documentos citados anteriormente.
Como se ha explicado al comienzo, es posible
reemplazar los disolventes orgánicos convencionales total o
parcialmente, en función de la viscosidad y de la materia activa que
se desee. Por ejemplo, en una modalidad de la presente invención,
se emplea una mezcla 50:50 de dialquilamidas y disolventes
orgánicos. Normalmente, las dialquilamidas insaturadas se emplean
en cantidades tales que el contenido en materia activa en los
productos finales es de al menos 60 y preferentemente de 70 a 85%
en peso. Disolventes adecuados a utilizar en mezclas con las
dialquilamidas insaturadas son, por ejemplo tolueno, xileno,
trementina mineral y similares. Las relaciones en peso entre las
dialquilamidas y los disolventes orgánicos pueden ser de 90:10 a
10:90, con preferencia de 40:60 a 60:40.
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Otra modalidad de la presente invención está
dirigida al uso de dialquilamidas insaturadas como disolventes para
preparar formulaciones de resinas alquídicas en general y lacas y
pinturas en particular.
Finalmente, la invención también abarca
concentrados de curado que comprenden:
- (i)
- dialquilamidas insaturadas y
- (ii)
- catalizadores de curados seleccionados del grupo consistente en jabones de cobalto, zinc, zircón, calcio, bario y similares empleados en resinas alquídicas.
Preferentemente, los componentes (a) y (b) se
pueden emplear en relaciones en peso de 50:50 a 99,5:0,5. Los
concentrados se pueden añadir durante o después de la
polimerización.
La presente invención se ilustra por los
siguientes ejemplos de trabajo sin que ella quede limitada a los
mismos.
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Ejemplo comparativo C1, Ejemplo
1
En una composición de resina alquídica (longitud
de aceite 60%), se reemplazó el 50% del disolvente orgánico
(trementina mineral, Exxal® D40) pro una dimetilamida basada en
ácido graso de tall oil. Se determinaron las viscosidades de las
composiciones a 25°C de acuerdo con Brookfield (RVT, husillo 6, 10
rpm). Los resultados se muestran en la tabla 1.
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\vskip1.000000\baselineskip
Como puede verse, la sustitución del 50% del
disolvente orgánico por la dimetilamida conduce a una importante
reducción de la viscosidad, lo cual abre la puerta a un incremento
del contenido en materia activa de la composición final. Dado que
la insaturación de la cadena de dimetilamida reacciona con los
dobles enlaces de la resina alquídica durante el proceso de secado,
también se reduce de manera importante el contenido en VOC.
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Ejemplo comparativo C2, Ejemplos 2
y
3
En una composición de resina alquídica (longitud
de aceite 70%), se reemplazó totalmente el disolvente orgánico
(trementina mineral, Exxal® D40) por dos dimetilamidas. Se
determinaron las viscosidades de las composiciones como se ha
explicado anteriormente. Los resultados se muestran en la tabla
2:
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\vskip1.000000\baselineskip
Los ejemplos demuestran que incluso una
sustitución completa del disolvente orgánico conduce a una
importante reducción de la viscosidad.
\newpage
Ejemplo comparativo C3, Ejemplos
4-8
En una composición de resina alquídica comercial
(longitud de aceite 70%), se reemplazó parcialmente el disolvente
orgánico (trementina mineral, Exxal® D40) por dos dimetilamidas. Las
viscosidades de las composiciones se determinaron en la forma
anteriormente indicada. Los resultados se muestran en la tabla
3:
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\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo C4, Ejemplo
9
Dos mezclas de resinas alquídicas que comprenden
72,7% en peso de resinas 4527 y 27,3% de una DMA basada en ácido
esteárico y una DMA basada en ácido oleico, se sometieron a curado
en presencia de Metalest® 270 EHD, un catalizador de curado
estándar para resinas alquídicas que comprende jabones de cobalto,
calcio y zircón. Se determinó la dureza Persoz después de 1 hora y
10 días, respectivamente. Los resultados se muestran en la tabla
4:
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\vskip1.000000\baselineskip
La dureza de las resinas alquídicas con DMA
insaturada muestra un incremento cuando se añade una cantidad cada
vez mayor de catalizador y en el transcurso del tiempo.
Los ejemplos muestran que la DMA saturada no
actúa como un disolvente reactivo. La dureza es en principio alta
debido a un menor efecto de plastificación contra DMA insaturada,
pero en el transcurso del tiempo el primer efecto, de manera
sorprendente, es una dureza más baja y después de algún tiempo más
el efecto es un incremento en la dureza debido al curado de la
resina alquídica.
Claims (12)
1. Procedimiento para la producción de resinas
alquídicas modificadas mediante polimerización de
- (a)
- alcoholes polihídricos,
- (b)
- ácidos policarboxílicos, ácidos dicarboxílicos o sus anhídridos y
- (c)
- aceites insaturados o ácidos grasos insaturados,
en presencia de disolventes orgánicos,
caracterizado porque como disolvente se emplean
dialquilamidas insaturadas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los alcoholes polihídricos (componente
a) utilizados se eligen del grupo consistente en TMP glicerol,
etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol,
trimetilolpropano, pentaeritritol y sus mezclas.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 y/o
2, caracterizador porque los anhídridos de ácidos
dicarboxílicos (componente b) empleados se eligen del grupo
consistente en anhídrido de ácido maleico y anhídrido de ácido
ftálico y sus mezclas.
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los aceites
insaturados (componente c1) empleados se eligen del grupo
consistente en aceite de colza, aceite de girasol, aceite de
cártamo, aceite de soja, aceite de glicina, aceite de oliva, aceite
de linaza, tall oil y sus mezclas.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los ácidos
grasos insaturados (componente c2) empleados se eligen del grupo
consistente en ácido palmoleico, ácido oleico, ácido elaidínico,
ácido linólico, ácido linoleico, ácido linoleico conjugado (CLA),
ácido ricinoleico, ácido gadoleico, ácido behénico y sus mezclas,
incluyendo aquellas mezclas de ácidos grasos comercialmente
disponibles que comprenden también ácidos grasos saturados, siempre
que la cantidad de ácidos grasos insaturados sea de al menos 30% en
peso.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las
dialquilamidas insaturadas empleadas siguen la fórmula general
(I)
(I)R^{1}CO-NR^{2}R^{3}
en donde R^{1}CO representa un
radical acilo que tiene de 6 a 22 átomos de carbono y de 1 a 3
dobles enlaces y R^{2} y R^{3} independientemente representan
grupos alquilo o hidroxialquilo que tienen de 1 a 4 átomos de
carbono.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las
dialquilamidas insaturadas empleadas se derivan de ácido oleico,
ácido de girasol, ácido de soja o ácido graso de tall oil.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se emplean
dimetilamidas insaturadas.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque las
dialquilamidas insaturadas se emplean en cantidades tales que el
contenido en materia activa en los productos finales es de al menos
60% en peso.
10. Uso de dimetilamidas insaturadas como
disolventes en un procedimiento de polimerización para la producción
de resinas alquídicas modificadas.
11. Concentrados de curado, que comprenden:
- (i)
- dimetilamidas insaturadas y
- (ii)
- catalizadores de curado seleccionados del grupo consistente en jabones de cobalto, zinc, zircón, calcio o bario.
12. Concentrados según la reivindicación 11,
caracterizados porque comprenden los componentes (i) y (ii)
en relaciones en peso de 50:50 a 99,5:0,5.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP07001846A EP1950237B1 (en) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | Process for making modifed alkyd resins |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2338705T3 true ES2338705T3 (es) | 2010-05-11 |
Family
ID=38024344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES07001846T Active ES2338705T3 (es) | 2007-01-29 | 2007-01-29 | Procedimiento para preparar resinas alquidicas modificadas. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1950237B1 (es) |
| AT (1) | ATE452926T1 (es) |
| DE (1) | DE602007003945D1 (es) |
| ES (1) | ES2338705T3 (es) |
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|---|---|---|---|---|
| EP0685543B1 (en) * | 1994-05-24 | 1999-08-04 | Dsm N.V. | Resin composition containing an alkyd resin and a reactive diluent |
| GB9913170D0 (en) * | 1999-06-08 | 1999-08-04 | Humphries Martyn | Emulsions |
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| CA2547149C (en) * | 2003-11-26 | 2012-09-11 | Svenska Lantmannen Ek For | Method for production of thermally cured coatings |
-
2007
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Also Published As
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|---|---|
| ATE452926T1 (de) | 2010-01-15 |
| EP1950237B1 (en) | 2009-12-23 |
| DE602007003945D1 (de) | 2010-02-04 |
| EP1950237A1 (en) | 2008-07-30 |
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