ES2554369T3

ES2554369T3 - Composición de revestimiento en polvo que contiene poliéster ramificado

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Publication number: ES2554369T3
Application number: ES07764913.5T
Authority: ES
Inventors: Antonia Urmanova; Robert Van Den Berg Jeths; Paulus Franciscus Anna Buijsen; Johannes Wilhelmus Jacobus Leonardus Cuijpers; Jochum Beetsma
Original assignee: DSM IP Assets BV
Current assignee: DSM IP Assets BV
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2015-12-18
Anticipated expiration: 2027-06-28
Also published as: ZA200810806B; TW200817452A; EP2035477B8; EP2035478B1; EP2035477B1; WO2008000471A3; CN101578318A; EP2035477A2; RU2009103017A; US20100016503A1; KR20090033258A; ATE512183T1; US20100152393A1; BRPI0713955A2; WO2008000470A2; CN101490129A; RU2009103014A; DK2035478T3; CN101578318B; WO2008000470A3

Abstract

Composición de revestimiento en polvo que comprende una composición aglutinante, comprendiendo dicha composición aglutinante un poliéster con funcionalidad ácido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado y un reticulador que es reactivo con el poliéster con funcionalidad ácido, en la que: a. el reticulador comprende ß-hidroxialquilamida; y b. el poliéster con funcionalidad ácido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado se basa en: i) al menos un componente multifuncional que tiene funcionalidad carboxilo, funcionalidad hidroxilo o funcionalidad carboxilo e hidroxilo y el componente multifuncional no contiene una funcionalidad carboxílica terciaria; y ii) al menos un componente difuncional que es reactivo con un grupo funcional del componente multifuncional; y iii) al menos un componente monofuncional, siendo dicho componente monofuncional un ácido graso; y al menos 50% en moles de los grupos derivados de ácido del poliéster con funcionalidad ácido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado se originan a partir de un ácido aromático.

Description

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DESCRIPCION

Composicion de revestimiento en polvo que contiene poliester ramificado.

La invencion se refiere a una composicion aglutinante que comprende un poliester con funcionalidad acido, ramificado. La invencion se refiere ademas a un poliester ramificado, a una composicion de revestimiento en polvo que comprende la composicion aglutinante, a sustratos revestidos con la composicion de revestimiento en polvo y al revestimiento curado.

Se conocen revestimientos en polvo basados en poliesteres y compuestos que contienen epoxi, como, por ejemplo, isocianurato de triglicidilo (TGIC) y resina epoxfdica de bisfenol A. Sin embargo, el TGIC es mutagenico y se sospecha que la resina epoxfdica de bisfenol A es carcinogena. Por lo tanto, los productores y consumidores de pinturas estan buscando alternativas para reemplazar estos tipos de componentes en los revestimientos en polvo.

Una alternativa son los sistemas poliester/resina epoxfdica de bisfenol A, tambien denominados sistemas hubridos. Estos tienen buena resistencia qrnmica pero pueden ser caros y siguen conteniendo resina epoxfdica de bisfenol A.

Otra alternativa, usada principalmente para aplicaciones al aire libre, son los sistemas de 13-hidroxialquilamida (similares a Primid®). Los sistemas de 13-hidroxialquilamida tienen buena resistencia a la intemperie pero sufren, en comparacion con revestimientos en polvo de TGIC, con respecto a propiedades tales como la resistencia qrnmica, el lfmite de desgasificacion, la pulverizacion de sal, el blanqueo, la humedad y la resistencia a agua hirviendo. Ademas, no permiten un control tan bueno sobre la velocidad de curado mediante una temperatura de curado dada (propiedades de fluidez de pellas y de antigoteo).

En general, segun la invencion, se proporciona un aglutinante adecuado para el uso en composiciones de revestimiento en polvo segun se divulga en la presente memoria y segun se describe mediante las reivindicaciones, que tiene propiedades de fluidez, aspecto, resistencia qrnmica y mecanicas aceptables.

El aglutinante segun la presente invencion comprende un reticulador y un poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado, en el que el poliester se basa en:

a. Al menos un componente multifuncional que tiene funcionalidad carboxilo, funcionalidad hidroxilo o funcionalidad carboxilo e hidroxilo;

b. Al menos un componente difuncional que es reactivo con un grupo funcional en el componente multifuncional; y

c. Al menos un componente monofuncional

con un reticulador separado. Por reticulador separado se quiere decir que el reticulador es qmmicamente distinto de la resina. Esta dentro del alcance de la invencion usar mas de una resina y/o mas de un reticulador en el aglutinante. Preferiblemente, al menos un reticulador es reactivo con poliesteres con funcionalidad acido. Por componente multifuncional se entiende un componente que tiene una funcionalidad de tres o mas.

Un poliester se prepara generalmente mediante la reaccion entre un acido o un derivado de acido y un alcohol. Esta reaccion se denomina esterificacion. Para obtener una cadena de poliester es necesario usar compuestos de partida al menos difuncionales. La combinacion de un acido difuncional con un alcohol difuncional conducira a la formacion de un poliester lineal. Generalmente, cuando al menos uno de los componentes es multifuncional, se obtendra un poliester ramificado.

Para el poliester segun la invencion, es necesario usar al menos un componente multifuncional, al menos un componente difuncional y al menos un componente monofuncional. En ciertas realizaciones, se elige el acido como el componente multifuncional mientras que en otras realizaciones se elige el alcohol como el componente multifuncional. El experto en la tecnica entendera que tambien es posible usar combinaciones de acidos y alcoholes. Segun se usa en la presente memoria, combinacion puede significar sustancias que tienen diferentes naturalezas qrnmicas o diferentes funcionalidades. Asf, es posible usar, por ejemplo, una combinacion de dos o mas acidos o alcoholes diferentes con la misma funcionalidad. Sin embargo, tambien es posible combinar al menos un acido o alcohol difuncional con al menos un acido o alcohol multifuncional.

La eleccion de los componentes de partida puede determinar las propiedades del poliester obtenido. Ejemplos de propiedades influidas por la eleccion de los componentes de partida incluyen propiedades mecanicas (tales como resistencia a los impactos), flexibilidad, durabilidad al aire libre, resistencia qrnmica, resistencia al agua hirviendo, resistencia a la pulverizacion de sal, temperatura de transicion vftrea y estabilidad del polvo. Otro parametro

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importante en la reaccion de esterificacion es la relacion entre el acido o derivado de acido y el alcohol. Esta relacion determina, entre otras cosas, el caracter del poliester en cuanto a tener funcionalidad acido o funcionalidad hidroxilo, el mdice de acidez, el peso molecular y la funcionalidad del poliester.

Segun se usa en la presente memoria, cuando se menciona un “acido” como componente en la reaccion de esterificacion, se entendera que tambien se pueden usar derivados de acido. Por derivados de acido se entiende los componentes que reaccionan en la reaccion de esterificacion de un modo comparable a como lo hana el acido. Ejemplos de derivados de acido adecuados incluyen anhndrido de acido, cloruro de acido o esteres alqmlicos inferiores de los acidos. Por ester alqrnlico inferior se entiende un ester alqrnlico lineal o ramificado de C1-C6. Se prefiere usar el acido o el anhndrido de acido.

En la preparacion del poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado, segun la invencion, al menos 50% en moles de los grupos derivados de acido se originan a partir de un acido aromatico. El resto de los grupos derivados de acido se pueden originar a partir de, por ejemplo, un acido alifatico lineal o ramificado o un acido cicloalifatico. Se prefiere que al menos 75% en moles, mas preferiblemente 85% y lo mas preferiblemente 95% de los grupos derivados de acido se originen a partir de un acido aromatico.

Ejemplos de acidos aromaticos difuncionales adecuados para el uso en la presente memoria incluyen acido ftalico, acido isoftalico, acido naftalenodicarboxflico, acido tereftalico, acido 3,6-dicloroftalico, acido tetracloroftalico y combinaciones de los mismos. Preferiblemente, acido isoftalico, acido tereftalico, sus anhndridos, y combinaciones de los mismos.

El componente multifuncional usado para preparar el poliester segun la invencion tiene funcionalidad carboxilo, funcionalidad hidroxilo o funcionalidad carboxilo e hidroxilo. Se prefiere tener un tipo de grupos funcionales en el componente multifuncional, asf, tener solo grupos con funcionalidad carboxilo o con funcionalidad hidroxilo. Ejemplos de acidos aromaticos multifuncionales adecuados incluyen acido trimelttico, acido piromelttico, sus anhndridos, y combinaciones de los mismos.

Ejemplos de acidos adecuados para uso junto con el acido aromatico incluyen acido ciclohexanodicarboxflico (CHDA), acido tetrahidroftalico, acido hexahidroftalico, acido hexaclorotetrahidroftalico, acido azelaico, acido sebacico, acido decanodicarboxflico, acido hidroxiestearico, acido adfpico, acido succmico y acido maleico, sus anhndridos, y combinaciones de los mismos. Se prefieren CHDA, acido hidroxiestearico, acido adfpico, acido succmico, acido maleico, sus anhndridos, y combinaciones de los mismos.

Los alcoholes que se usan en la smtesis del poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado, segun la invencion, son al menos difuncionales. Los alcoholes que se van a usar en el poliester segun la invencion pueden tener un caracter variable, asf, por ejemplo, se pueden usar alcoholes alifaticos, pero tambien alcoholes aromaticos o cicloalifaticos o combinaciones de los mismos. Se pueden usar alcoholes tanto lineales como ramificados. Ejemplos de alcoholes difuncionales adecuados incluyen etilenglicol, 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,2-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,3-butanodiol, 2,2-dimetil-1,3-propanodiol (= neopentilglicol), 2,5-hexanodiol, 1,6- hexanodiol, 2,2-[bis-(4-hidroxiciclohexil)]-propano, 1,4-dimetilolciclohexano, dietilenglicol y dipropilenglicol y combinaciones de los mismos. Ejemplos de alcoholes multifuncionales incluyen glicerol, hexanotriol, pentaeritritol, sorbitol, trimetiloletano (TME), ditrimetilolpropano, trimetilolpropano (TMP) y combinaciones de los mismos. Se prefieren glicerol, TME, TMP y combinaciones de los mismos.

El componente monofuncional en el presente poliester puede ser tanto un acido como un derivado de acido segun se define anteriormente o un alcohol. Preferiblemente, es un acido o derivado de acido. Preferiblemente, el componente monofuncional se selecciona de acido benzoico, acidos benzoicos sustituidos, acido cinamico, un acido aromatico sustituido alifaticamente insaturado, acidos grasos, y combinaciones de los mismos. Ejemplos de acidos aromaticos monofuncionales adecuados incluyen acido benzoico, acido terc-butilbenzoico, acido naftalenocarboxflico y combinaciones de los mismos. Ejemplos de acidos alifaticos monofuncionales incluyen todos los acidos monocarboxflicos alifaticos lineales y/o ramificados con 1-36 atomos de carbono, por ejemplo acidos grasos tales como acido estearico, acido 2-etilhexanocarboxflico, acido versatico, acido laurico y combinaciones de los mismos. Preferiblemente, el acido alifatico monofuncional esta saturado.

Ejemplos de alcoholes monofuncionales incluyen octanol, butanol, 2-etilhexanol, alcohol isodedlico, ciclohexanol, pentanol, hexanol, alcohol bendlico y combinaciones de los mismos.

Preferiblemente, el componente monofuncional es reactivo con un grupo funcional del componente multifuncional.

El poliester obtenido haciendo reaccionar los componentes requeridos en las cantidades requeridas es un poliester con funcionalidad acido. Por poliester con funcionalidad acido se entiende ahora y posteriormente en la presente memoria un poliester que tiene un mdice de acidez sustancialmente mayor que el mdice de hidroxilo. Preferiblemente, el mdice de acidez es al menos el doble que el mdice de hidroxilo. Preferiblemente, el mdice de

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hidroxilo es menor de 25% del mdice de acidez, mas preferiblemente el mdice de hidroxilo es menor de 10% del mdice de acidez. El mdice de acidez del poliester segun la invencion estara generalmente entre 5 y 300 mg de KOH/g de resina, preferiblemente entre 15 y 250. Esta claro que en todos los casos el mdice de hidroxilo es inferior al mdice de acidez, de otro modo no se obtiene un poliester con funcionalidad acido.

La cantidad de grupos acido se determina mediante la valoracion de los grupos acido/anhfdrido mediante KOH. La cantidad de grupos acido se expresa como el mdice de acidez (AV) en mg de KOH/g de poliester. La cantidad de grupos hidroxilo se determina mediante la valoracion de los grupos hidroxilo con anfudrido acetico y la revaloracion con KOH. La cantidad de grupos hidroxilo se expresa como el mdice de hidroxilo (mdice de OH, OHV) en mg de KOH usados por g de poliester.

Preferiblemente, el poliester segun la invencion es un poliester amorfo. Por "amorfo" se entiende que el poliester no muestra un pico de fusion durante la cristalizacion claramente definido en un segundo barrido de DSC a una velocidad de 5°C/min. Generalmente, un polfmero y/o una composicion de polfmero amorfo se caracteriza por un alto grado de transparencia (claridad) y una falta de un punto de fusion claramente definido. Preferiblemente, la cantidad de cristalinidad calculada a partir de la medida por DSC es menor de 10%, preferiblemente menor de 5% y mas preferiblemente menor de 1%.

La temperatura de transicion vftrea (Tg) del poliester segun la invencion esta preferiblemente por encima de 30°C. Preferiblemente, la Tg es mayor que 40°C, mas preferiblemente, la Tg esta por encima de 50°C. Generalmente, cuanto mayor es la Tg, mayor es la estabilidad del polvo. Adicionalmente, una Tg alta es ventajosa debido a que conduce a un incremento de dureza del revestimiento final cuando se usan resinas con una Tg mayor. La Tg se puede medir mediante calorimetna diferencial de barrido (DSC) a una velocidad de barrido de 5°C/min. La Tg se puede variar mediante la eleccion y la relacion de los componentes separados y asf se puede adaptar a las necesidades.

En una realizacion preferida de la invencion, el componente difuncional comprende etilenglicol. La adicion de etilenglicol puede mejorar las propiedades mecanicas y la resistencia qrnmica del revestimiento resultante. Preferiblemente, el componente difuncional comprende 8% en moles o mas de etilenglicol. Mas preferiblemente, se incorporan 10% en moles o mas de etilenglicol en el alcohol difuncional, aun mas preferiblemente, se anaden 15% en moles o mas.

Este efecto era particularmente pronunciado en poliesteres que se basan en propilenglicol, teniendo preferiblemente los poliesteres mas de 20% en moles de propilenglicol. Los poliesteres que se basan en o tienen al menos 20% en moles del propilenglicol son los que mas se benefician de estas mejoras ya que generalmente tienen propiedades mecanicas pobres. Asf, se ha encontrado sorprendentemente que la adicion de etilenglicol a los poliesteres en general, y a poliesteres que contienen propilenglicol en particular, mejoraba las propiedades mecanicas iniciales y tambien las propiedades a lo largo del tiempo.

Otra ventaja de la adicion de etilenglicol es que se puede mejorar la flexibilidad del revestimiento. Los poliesteres en los que el neopentilglicol supone al menos 40% en moles del contenido total generalmente tienen buenas propiedades mecanicas, especialmente cuando se combinan con 13-hidroxialquilamida. Sin embargo, cuando se anade al menos 8% de etilenglicol, la flexibilidad de la resina puede aumentar. Por consiguiente, estos poliesteres modificados con etilenglicol se pueden usar en composiciones con alto contenido de carga o para el revestimiento posterior a la conformacion.

Se encontro que la sensibilidad a defectos superficiales de los revestimientos que contienen poliesteres basados en etilenglicol se puede mejorar mediante la adicion de acidos grasos en combinacion con un compuesto multifuncional en la smtesis del poliester. Debido a que la mayona de los acidos grasos disponibles comercialmente son monofuncionales o mezclas de acidos mono- y difuncionales con una funcionalidad total de menos de 2, puede ser necesaria una cierta cantidad de componente multifuncional para compensar la perdida de funcionalidad debida a la adicion de componente monofuncional, de otro modo se perderan reactividad y flexibilidad del sistema de revestimiento total.

Los acidos grasos son mono-, difuncionales o mezclas de acidos mono- y difuncionales con al menos 8 atomos de carbono en la cadena. Preferiblemente, la cadena contiene al menos 12 atomos de carbono. Preferiblemente, la cadena alifatica es de 36 atomos de Co menos. Mas preferiblemente, 30 atomos de C o menos. Un intervalo preferido para el numero de atomos de carbono es 12-30. La cadena del acido graso puede ser lineal o ramificada, sin embargo, se prefiere lineal. Se pueden usar acidos grasos tanto saturados como insaturados, sin embargo, se prefieren los acidos grasos saturados. Ejemplos de acidos grasos monofuncionales adecuados incluyen acido estearico, acido 2-etilhexanoico, acido versatico, acido laurico, acido graso de coco, acido graso palmftico, acido graso minstico, acido graso de aceite de soja, acido graso de aceite de sebo y combinaciones de los mismos. Preferiblemente, el poliester comprende 15% en peso o menos, mas preferiblemente 10% en peso o menos, aun mas preferiblemente 5% en peso o menos, de acido graso. Preferiblemente, el poliester comprende 0,01% en peso,

mas preferiblemente 0,1% en peso, de acido graso.

Acidos grasos difuncionales adecuados incluyen acidos grasos hidroxilados. Por ejemplo, acido hidroxiestearico. Los acidos grasos hidroxilados se obtienen habitualmente mediante hidroxilacion de un acido graso monoinsaturado. Puede ser muy diffcil obtener un acido graso hidroxilado con alta pureza. Habitualmente, los acidos grasos 5 hidroxilados disponibles comercialmente son mezclas de acidos grasos difuncionales y monofuncionales. Aunque los acidos grasos hidroxilados se denominen difuncionales, a menudo contienen componentes monofuncionales. Se prefieren los acidos saturados, mas preferiblemente el acido estearico.

La presente realizacion comprende un poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado, en la que el poliester se basa en:

10 a. Al menos un componente multifuncional que tiene bien funcionalidad carboxilo, bien funcionalidad

hidroxilo o bien funcionalidad carboxilo e hidroxilo;

b. Al menos 8% en moles de etilenglicol; y

c. Al menos un acido graso monofuncional de cadena alifatica larga;

en la que al menos 50% de los grupos derivados de acido se originan a partir de un acido aromatico.

15 Se encontro que era ventajoso que el componente multifuncional no contuviera una funcionalidad carboxflica terciaria. Para el componente multifuncional se mantienen las mismas preferencias como se describen para el poliester anterior.

El poliester segun esta realizacion de la invencion se puede usar ventajosamente en un aglutinante que comprende un reticulador y este poliester. Tal aglutinante tiene buenas propiedades combinadas de flexibilidad y reactividad.

20 En otra realizacion preferida de la invencion, el componente monofuncional es un acido monocarboxflico alifatico. Con la implantacion de normas mas estrictas sobre los compuestos organicos volatiles (VOC), existe una necesidad creciente de nuevas composiciones de revestimiento que den lugar a un bajo contenido de VOC, tales como composiciones de revestimiento en polvo. Uno de los retos con el uso de composiciones de revestimiento en polvo es su escasa adhesion y resistencia a la pulverizacion de sal sobre sustratos pretratados “diffciles” o pobres como 25 acero galvanizado, acero sumergido en caliente y laminado en fno.

Los poliesteres usados para el revestimiento en polvo para aplicaciones al aire libre tienen habitualmente una funcionalidad teorica (F) entre 2 y 2,5. Esto se debe a que los reticuladores tienen una funcionalidad teorica mayor que 2 (p. ej. TGIC = 3, Primid® = 4). Sin embargo, usar poliesteres con una funcionalidad mayor que 2 puede conducir a un revestimiento con brillo y aspecto pobres, fluidez reducida, mala DOI y, cuando se usa U- 30 hidroxialquilamida, un menor lfmite de desgasificacion. Habitualmente, se puede conseguir una mejora de la resistencia a la corrosion (pulverizacion de sal) incrementando la densidad de reticulacion del revestimiento. Pero el incremento de la funcionalidad de la resina puede conducir a ciertas desventajas.

Se ha encontrado que usar un poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado que se basa en:

35 a. Al menos un componente multifuncional que tiene funcionalidad carboxilo, funcionalidad hidroxilo o

funcionalidad carboxilo e hidroxilo;

b. Al menos un componente difuncional que es reactivo con un grupo funcional del componente multifuncional; y

c. Al menos un acido graso como componente monofuncional;

40 y en el que al menos 50% de los grupos derivados de acido se originan a partir de un acido aromatico, elimina o reduce algunas o todas las desventajas mencionadas anteriormente. Una ventaja adicional de este poliester es que reduce problemas con el menor lfmite de desgasificacion y la mayor reactividad de las resinas ramificadas durante la introduccion de reticulacion adicional en el revestimiento. Otra ventaja es que el revestimiento puede ayudar a proteger mejor a un sustrato contra la corrosion. Se encontro que era ventajoso que el componente multifuncional no 45 contuviera una funcionalidad carboxflica terciaria.

Los acidos grasos son mono-, difuncionales o mezclas de acidos mono- y difuncionales con al menos 8 atomos de carbono en la cadena. Preferiblemente, la cadena contiene al menos l2 atomos de carbono. Preferiblemente, la

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cadena alifatica es de 36 atomos de Co menos. Mas preferiblemente, 30 atomos de Co menos. Un intervalo preferido para el numero de atomos de carbono es 12-30. Ejemplos de acidos grasos monofuncionales adecuados incluyen acido estearico, acido 2-etilhexanoico, acido versatico, acido laurico, acido graso de coco, acido graso palmftico, acido graso minstico, acido graso de aceite de soja, acido graso de aceite de sebo y combinaciones de los mismos. Se prefieren los acidos grasos saturados, mas preferiblemente el acido estearico. Preferiblemente, el poliester comprende 15% en peso o menos, mas preferiblemente 10% en peso o menos, aun mas preferiblemente 5% en peso o menos, de acido graso. Preferiblemente, el poliester comprende 0,01% en peso, mas preferiblemente 0,1% en peso, de acido graso.

El poliester segun esta realizacion de la invencion se puede usar ventajosamente en un aglutinante que comprende un reticulador y el poliester. Los revestimientos en polvo que comprenden este aglutinante muestran alguna mejora en la resistencia a la corrosion.

En una realizacion preferida adicional, el componente monofuncional se elige de acido benzoico y/o acidos benzoicos sustituidos. Aqu y en lo sucesivo en la presente memoria, acido benzoico y acido benzoico sustituido se denominaran conjuntamente "acido benzoico". Se encontro que el uso de acido benzoico como parte del componente monofuncional del poliester puede ayudar a evitar el goteo cuando se necesitan pelmulas mas gruesas sin comprometer el lfmite de desgasificacion cuando se usa Primid® como reticulador. Los sustratos con revestimientos gruesos tienen mejores propiedades de proteccion y barrera, especialmente bajo condiciones agresivas, tales como, por ejemplo, en un ambiente marino.

Un ejemplo adecuado para el acido benzoico sustituido es el acido terc-butilbenzoico.

El acido benzoico se puede usar solo o en combinacion con otros componentes para el componente monofuncional en la smtesis del poliester. Preferiblemente, al menos 50% en moles del componente monofuncional esta constituido por el acido benzoico, mas preferiblemente al menos 75%, aun mas preferiblemente 100%, del componente monofuncional es acido benzoico. El uso de acidos monofuncionales puede disminuir la funcionalidad total de la resina. Por lo tanto, puede ser necesario anadir una cierta cantidad de componente multifuncional para compensar la perdida de funcionalidad. Con esta compensacion, es posible que se comprometan la reactividad, la flexibilidad, la densidad de reticulacion y otras propiedades protectoras del sistema de revestimiento total.

En una realizacion adicional de la invencion, el componente monofuncional se elige de acido cinamico, un acido aromatico sustituido alifaticamente insaturado y combinaciones de los mismos. Aqu y posteriormente en la presente memoria, el acido cinamico y el acido aromatico sustituido alifaticamente insaturado se denominaran conjuntamente "acido cinamico".

Se encontro que el uso de acido cinamico como parte del componente monofuncional en el poliester segun la invencion daba como resultado una mejora de la adhesion del revestimiento al sustrato cuando el revestimiento se derivaba de un aglutinante que comprendfa el poliester.

El acido cinamico se puede usar solo o en combinacion con otros componentes para el componente monofuncional en la smtesis del poliester. Preferiblemente, al menos 50% en moles del componente monofuncional esta constituido por el acido cinamico, mas preferiblemente al menos 75%, aun mas preferiblemente 100%, del componente monofuncional es acido cinamico. Una ventaja adicional del uso de acido cinamico parecfa ser que el acido actuaba como un antioxidante integrado. Por lo tanto, el revestimiento obtenido a partir de un aglutinante que comprende el poliester podna tener una resistencia a la radiacion UV a largo plazo mejorada.

La invencion no solo se refiere a los poliesteres que se describen bajo las diversas realizaciones, tambien se refiere a aglutinantes que comprenden estos poliesteres y al menos un reticulador. Generalmente, la relacion en peso poliester:reticulador oscila entre 50:50 y 98:2 y mas preferiblemente esta relacion oscila entre 75:25 y 97:3. La seleccion de la relacion depende de, por ejemplo, el reticulador seleccionado y de la aplicacion final del revestimiento. Preferiblemente, el reticulador es reactivo con poliesteres con funcionalidad acido. Preferiblemente, el reticulador es 13-hidroxialquilamida.

La preparacion de revestimientos en polvo termoestables en general y las reacciones qrnmicas para curar revestimientos en polvo para formar revestimientos en polvo curados son descritos por T. Misev en Powder Coatings, Chemistry and Technology (1991, John Wiley) en las pp. 42-54, pp. 148 y 224-226. Se describen procedimientos de ensayo en las paginas 284-300. Una composicion aglutinante para un revestimiento en polvo termoestable se define generalmente como la parte resinosa de la composicion de revestimiento en polvo que consiste en polfmero y reticulador y esta composicion contiene generalmente mas de 50% en peso de polfmero y menos de 50% en peso de reticulador.

La invencion tambien se refiere a composiciones de revestimiento en polvo que comprenden el aglutinante segun las diversas realizaciones y al menos un aditivo. Ejemplos de aditivos incluyen un pigmento, una carga, un agente

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desgasificante, un agente de fluidez y/o un estabilizante. Pigmentos adecuados incluyen, por ejemplo, pigmentos inorganicos, tales como, por ejemplo, dioxido de titanio, sulfuro de cinc, oxido de hierro y oxido de cromo, y tambien pigmentos organicos, tales como, por ejemplo, compuestos azoicos. Cargas adecuadas incluyen, por ejemplo, oxidos, silicatos, carbonatos y sulfatos metalicos. Por ejemplo, se pueden usar como estabilizantes antioxidantes primarios y/o secundarios, estabilizantes frente a la radiacion UV tales como quinonas, compuestos fenolicos (estericamente impedidos), fosfonitos, fosfitos, tioeteres, compuestos HALS (estabilizantes frente a la luz de aminas impedidas) y aminas aromaticas. Ejemplos de agentes desgasificantes incluyen benzoma y bisbenzoato de ciclohexanodimetanol. Ejemplos de agentes de fluidez incluyen poli(acrilatos de alquilo), fluorohidrocarburos y fluidos siliconicos. Otros aditivos adecuados incluyen, por ejemplo, aditivos para mejorar la carga triboelectrica, tales como las aminas terciarias estericamente impedidas que se describen en el documento EP-B-371528.

Las composiciones de revestimiento en polvo segun la invencion se pueden aplicar a un sustrato adecuado de cualquier modo adecuado. Por ejemplo, pulverizando electrostaticamente la composicion de revestimiento en polvo sobre un sustrato conectado a tierra y curando la composicion para formar un revestimiento exponiendola a calor a una temperatura adecuada durante un espacio de tiempo suficiente. Por ejemplo, el polvo aplicado se puede calentar en un horno de gas, un horno electrico o con la ayuda de radiacion infrarroja o radiacion UV.

La invencion se refiere ademas a un revestimiento obtenido despues de curar la composicion de revestimiento en polvo. Estos revestimientos tienen propiedades muy ventajosas como se describe bajo las diversas realizaciones. Las composiciones de revestimiento en polvo se pueden aplicar a todo tipo de sustratos. Ejemplos de sustratos adecuados incluyen metales, acero (galvanizado), hierro fundido, aluminio, otras aleaciones, vidrio, materiales ceramicos, madera, ladrillos, y combinaciones de los mismos.

La invencion tambien se refiere a un sustrato total o parcialmente revestido con una composicion de revestimiento en polvo segun la invencion.

Ejemplos

Ejemplo 1

El Ejemplo 1 (Tabla 1) se preparo anadiendo el trimetilolpropano, propilenglicol, etilenglicol, acido tereftalico, acido butilestannoico y fosfito de trisnonilfenilo a un matraz de 6 litros equipado con un agitador, un rociador de nitrogeno, una unidad de control de la temperatura y un equipo de vidrio para destilacion. La mezcla se calento lentamente hasta 240°C, mientras el agua se separaba por destilacion. Cuando la destilacion del agua se detuvo, la mezcla de reaccion se enfrio hasta 220°C y se anadio el acido adfpico y el acido estearico. Despues de 2,5 horas a 220°C, se aplico un vacfo de 50 mm de Hg. Despues de 3 horas de vacfo a 220°C, el poliester obtenido se enfrio hasta 180°C y a continuacion se descargo la resina.

Tabla 1: Composicion y Caracteristicas para el Ejemplo 1

: Ej. 1

Trimetilolpropano, moles: 0,75

Propilenglicol, moles: 14,4

Etilenglicol, moles: 10,7

Acido tereftalico purificado, moles: 24,8

Acido adfpico, moles: 2,25

Acido estearico, moles: 0,5

Acido butilestannoico, moles: 0,01

Fosfato de trisnonilfenilo, moles: 0,01

Moles totales: 53,4

% de Etilenglicol: 20,0

% de Propilenglicol: 27,0

Pm: 3.783

Funcionalidad acido: 1,9

Funcionalidad Total (COOH + OH): 2,2

indice de Acidez Calculado (mg de KOH/g): 28

indice de OH Calculado (mg de KOH/g): 4,3

VALORES MEDIDOS

indice de Acidez (mg de KOH/g): 28,5

Viscosidad1, Pa.s: 27,5

T^Tc: 54,0

1Viscosidad - medida a 160°C, Rheometrices CP 5

2Tg - Temperature de transicion vftrea. La Tg se mide mediante calorimetna diferencial de barrido (DSC) a una velocidad de barrido de 5°C/min.

5 El Ejemplo 1 se formulo como una composicion de pintura en polvo (Tabla 2) y se revistio sobre sustratos segun el siguiente procedimiento:

a) Los componentes de la pintura en polvo se mezclaron en seco en un mezclador y a continuacion se homogeneizaron en estado fundido usando una extrusora de doble tornillo PRISM TSE16 PC a una temperatura de extrusion de 120°C y una velocidad de 200 rpm.

10 b) El extruisado se enfrio y se trituro en una trituradora Alpine. Posteriormente, el polvo se tamizo para obtener un tamano de partfcula de entre 10 y 90 pm.

c) El polvo asf obtenido se deposito mediante una pistola de pulverizacion en corona sobre sustratos de acero

5

10

15

20

25

30

S-46 puestos a tierra en una cara. Los paneles se curan en un horno con circulacion de aire durante 8 minutos a 200°C.

Tabla 2: Composicion de la Pintura en Polvo

: PP 1

Ejemplo 1: 1.152

Primid XL552: 48

Kronos 2160: 600

Resiflow PV5: 18

Benzoma: 5

Total: 1.823

Primid XL552 - marca comercial de reticulador de 13-hidroxialquilamida de EMS

Kronos 2160 - marca comercial de TiO2 kronos titan GmbH

Resiflow PV5 - marca comercial de agente de fluidez Worlee-Chemie GmbH.

Las propiedades mecanicas de los revestimientos curados se ensayaron usando ASTM D 2794 - 18 newtons metro (160 libras pulgada) de una bola de 1,6 cm (5/8 de pulgada) con impacto inverso con un grosor de la capa de 50 pm y 75 pm. Los resultados del ensayo mostraban buenas propiedades mecanicas.

El aspecto, la fluidez y el brillo se evaluaron con un grosor de 60 pm y se encontro que eran aceptables.

Ejemplo 2

Se cargaron 1 mol de trimetilolpropano, 18,338 moles de neopentilglicol, 34,453 moles de acido tereftalico, 14,812 moles de etilenglicol, 0,01 moles de acido butilestannoico y 0,01 moles de fosfito de trisnonilfenilo a un matraz de 10 litros equipado con un agitador, un rociador de nitrogeno, una unidad de control de la temperatura y un equipo de vidrio para destilacion. La mezcla se calienta lentamente hasta 250°C de modo que el agua se separa por destilacion. Cuando la destilacion del agua se detuvo, la mezcla de reaccion se enfrio hasta 220°C y se anadio 1 mol de acido estearico. A continuacion, la mezcla de reaccion se calento hasta 245°C y se aplico un vacfo de 50 mm de Hg. Despues de 4 horas de vacfo a 245°C, el poliester obtenido se enfrio hasta 180°C y se descargo.

La resina obtenida tema las siguientes especificaciones

AV = 22,5

OH =4,1

Tg = 59,6°C

Viscosidad = 85,0 Pa.s

Se prepararon composiciones de pintura en polvo (Tabla 3) y se revistieron sobre sustratos del

a) Los componentes de la pintura en polvo se mezclaron en seco en un mezclador homogeneizaron en estado fundido usando una extrusora de doble tornillo PRISM TSE16 PC a una temperatura de extrusion de 120°C y una velocidad de 200 rpm.

b) El extruisado se enfrio y se trituro en una trituradora Alpine. Posteriormente, el polvo se tamizo para obtener un tamano de partfcula de entre 10 y 90 pm.

c) Los polvos asf obtenidos se depositan mediante una pistola de pulverizacion en corona sobre sustratos de

siguiente modo: y a continuacion se

acero S-46 y sustratos de aluminio AIQ-46 puestos a tierra en una cara. Los paneles se curan en un horno con circulacion de aire durante 6, 8 o 10 minutos a 200°C.

Tabla 3: Composiciones de Pintura en Polvo

: PP 2.1 PP 2.2 PP 2.3 PP 2.4

Ejemplo 2: 289,5 289,5 289,5 289,5

Primid XL552: 10,5 10,5 10,5 10,5

Kronos 2160: 150 100 100 100

Blank fix N: - 150 200 250

Resiflow PV5: 4,5 4,5 4,5 4,5

Benzoma: 1,25 1,25 1,25 1,25

Primid XL552 - marca comercial de reticulador de B-hidroxialquilamida de EMS.

5 Kronos 2160 - marca comercial de TiO2 kronos titan GmbH

Resiflow PV5 - marca comercial de agente de fluidez Worlee-Chemie GmbH.

Blank fix N - carga de BaSO4 Ejemplo 3

Se cargaron 1 mol de trimetilolpropano, 18,338 moles de neopentilglicol, 34,453 moles de acido tereftalico, 14,812 10 moles de etilenglicol, 0,01 moles de acido butilestannoico y 0,01 moles de fosfito de trisnonilfenilo a un matraz de 10 litros equipado con un agitador, un rociador de nitrogeno, una unidad de control de la temperatura y un equipo de vidrio para destilacion. La mezcla se calienta lentamente hasta 250°C, de modo que el agua se separa por destilacion. Cuando la destilacion del agua se detuvo, la mezcla de reaccion se enfrio hasta 220°C y se anadio 1 mol de acido estearico. A continuacion, la mezcla de reaccion se calento hasta 235°C y se aplico un vacfo de 50 mm de 15 Hg. Despues de 4 horas de vacfo a 235°C, el poliester obtenido se enfrio hasta 180°C y la resina se descargo.

Se preparo una composicion de pintura en polvo (Tabla 4) de la misma forma como se describe para el Ejemplo 2.

Tabla 4: Composicion de Pintura en Polvo

: PP3

Ejemplo 3: 288

Primid XL552: 12

Kronos 2160: 150

Resiflow PV5: 4,5

Benzoma: 1,25

Primid XL552 - marca comercial de reticulador de B-hidroxialquilamida de EMS

Kronos 2160 - marca comercial de TO2 kronos titan GmbH

20 Resiflow PV5 - marca comercial de agente de fluidez Worlee-Chemie GmbH.

El polvo asf obtenido se deposito mediante una pistola de pulverizacion en corona sobre sustratos de acero laminado en fno R-46. Los paneles se curaron en un horno con circulacion de aire durante 8 minutos a 200°C.

10

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

REIVINDICACIONES

1. Composicion de revestimiento en polvo que comprende una composicion aglutinante, comprendiendo dicha composicion aglutinante un poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado y un reticulador que es reactivo con el poliester con funcionalidad acido, en la que:

a. el reticulador comprende 13-hidroxialquilamida; y

b. el poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado se basa en:

i) al menos un componente multifuncional que tiene funcionalidad carboxilo, funcionalidad hidroxilo o funcionalidad carboxilo e hidroxilo y el componente multifuncional no contiene una funcionalidad carboxflica terciaria; y

ii) al menos un componente difuncional que es reactivo con un grupo funcional del componente multifuncional; y

iii) al menos un componente monofuncional, siendo dicho componente monofuncional un acido

graso;

y al menos 50% en moles de los grupos derivados de acido del poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado se originan a partir de un acido aromatico.
2. Composicion segun la reivindicacion 1, en la que el reticulador es 13-hidroxialquilamida.
3. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en la que la temperatura de transicion vftrea del poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado, medida mediante calorimetna diferencial de barrido (DSC) a una velocidad de barrido de 5°C/min., es mayor que 40°C.
4. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en la que el poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado tiene un mdice de acidez entre 5 y 300 mg de KOH/g de poliester.
5. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que el poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado tiene un mdice de acidez entre 15 y 250 mg de KOH/g de poliester y el mdice de acidez es al menos el doble del mdice de hidroxilo.
6. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en la que el al menos un componente multifuncional tiene una funcionalidad de tres.
7. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que el poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado comprende 15% en peso o menos de acido graso.
8. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que el poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado comprende 10% en peso o menos de acido graso.
9. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que el poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado comprende 5% en peso o menos de acido graso.
10. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que el poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado comprende 0,01% en peso o mas y 15% en peso o menos de acido graso.
11. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que el poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado comprende 0,01% en peso o mas y 10% en peso o menos de acido graso.
12. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que el poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado comprende 0,01% en peso o mas y 5% en peso o menos de acido graso.
13. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que el poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado comprende 0,1% en peso o mas y 5% en peso o menos de acido graso.
14. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en la que la cadena del acido graso contiene al menos 12 atomos de carbono.
15. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en la que el numero de atomos de carbono en el acido graso es 12-30.

5 16. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en la que el al menos un componente

difuncional comprende 8% en moles o mas de etilenglicol.
17. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en la que el poliester con funcionalidad acido, parcialmente desfuncionalizado, ramificado tiene mas de 20% en moles de propilenglicol.
18. Composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-17, que comprende ademas al menos un aditivo.

10 19. Revestimiento obtenido despues de curar una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-18.
20. Sustrato total o parcialmente revestido con una composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-18.