ES2574080T3 - Composición de revestimiento electrodepositable catiónico que comprende lignina - Google Patents

Composición de revestimiento electrodepositable catiónico que comprende lignina Download PDF

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Mark P. Bowman
Steven R. Zawacky
Ellor J. Van Buskirk
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Abstract

Una composicion de revestimiento de electrodeposicion cationica que comprende una resina de sal cationica que contiene lignina.

Description

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DESCRIPCION
Composicion de revestimiento electrodepositable cationico que comprende lignina Antecedentes de la invencion
El Gobierno de los Estados Unidos puede tener ciertos derechos sobre esta invencion de conformidad con el Contrato n.° DE-FC36-05GO85004 otorgado por el Departamento de Energia.
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere en general a un revestimiento electrodepositable cationico que comprende lignina. Antecedentes
Los precios de las materias primas usadas en muchos procesos de fabrication siguen aumentando, en particular aquellas cuyo precio esta ligado al precio del petroleo. Debido a esto, y debido al agotamiento predicho de las reservas petroliferas, puede ser deseable obtener materias primas derivadas de recursos renovables o recursos alternativos. El aumento en la demanda de productos respetuosos con el medio ambiente, junto con la incertidumbre de un mercado petroquimico variable y volatil, ha promovido el desarrollo de materias primas a partir de fuentes renovables y/o de bajo coste.
Sumario de la invencion
La presente invencion se refiere a una composicion de revestimiento electrodepositable cationica que comprende una resina de sal cationica que contiene lignina.
La presente invencion tambien se refiere a una composicion de revestimiento electrodepositable cationica que comprende una lignina que se ha hecho reaccionar con un compuesto monofuncional.
La presente invencion tambien se refiere a una composicion de revestimiento electrodepositable cationica que comprende lignina en la que la lignina no se ha hecho reaccionar con un compuesto monofuncional y en la que la lignina comprende < 5 por ciento en peso de la composicion de revestimiento basado en los solidos de resina total de la composicion de revestimiento.
La presente invencion tambien se refiere a un metodo de preparar una composicion de revestimiento electrodepositable cationica que comprende: (i) la reaction de lignina, un compuesto carbonilo, y una amina; y (ii) la reaction del producto de reaccion de (i) con un acido.
La presente invencion tambien se refiere a otro metodo mas para preparar una composicion de revestimiento electrodepositable cationica que comprende: (i) la reaccion de lignina y epiclorhidrina para formar un producto intermedio de reaccion, y a continuation hacer reaccionar el producto de reaccion intermedio con una amina; y (ii) hacer reaccionar el producto de reaccion de (i) con una amina y un acido.
La presente invencion tambien se refiere a otro metodo para preparar un electrodepositable cationico que comprende: la reaccion de lignina y un compuesto monofuncional para formar un producto de reaccion; y anadir el producto de reaccion de una resina formadora de pelicula cationica.
Descripcion detallada de la invencion
Tal como se usa en este documento, a menos que se especifique expresamente lo contrario, todos los numeros tales como los que expresan valores, intervalos, cantidades o porcentajes pueden leerse como si estuviesen precedidos por la palabra "aproximadamente", aunque el termino no aparezca expresamente. Cuando se hace referencia a cualquier intervalo numerico de valores, se entiende que dichos intervalos incluyen todos y cada uno de los numeros y/o fracciones entre el intervalo minimo y maximo establecido. Por ejemplo, una serie de "1 a 10" esta previsto que incluya todos los subintervalos entre (y que incluye) el valor minimo mencionado de 1 y el valor maximo mencionado de 10, es decir, que tiene un valor minimo igual o superior a 1 y un valor maximo de igual o inferior a 10. Tal como se emplea en este documento, el termino "numero" significa un numero entero mayor que uno.
Tal como se usa en el presente documento, las frases o terminos en plural engloban sus homologos en singular y viceversa, a menos que se especifique lo contrario. A modo de ilustracion, y no de limitation, aunque en este documento se haga referencia a "un" compuesto monofuncional, "una" amina, "una" lignina; en la presente invencion se puede usar una pluralidad de estos materiales. Tal como se usa en este documento, "pluralidad" significa dos o mas.
Tal como se usa en este documento, "incluye" y terminos similares significa "que incluye sin limitacion".
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Tal como se usa en este documento, el uso de "o" significa "y/o" a menos que se indique lo contrario, a pesar de que en ciertos casos se pueda usar "y/o" de forma explicita.
Tal como se usa en este documento, el termino "curar" se refiere a un proceso en el que los componentes reticulables de un revestimiento estan al menos parcialmente reticulados. En ciertas realizaciones, la densidad de reticulacion de los componentes reticulables (es decir, el grado de reticulacion) oscila del 5 % al 100 %, tal como del 35 % al 85 %, o, en algunos casos, del 50 % al 85 % de la reticulacion completa. Un experto en la materia entendera que la presencia y el grado de reticulacion, es decir, la densidad de reticulacion, se pueden determinar por varios metodos, tales como analisis termico mecanico dinamico (DMTA) usando un analizador de Polymer Laboratories MK III DMTA realizado en atmosfera de nitrogeno.
La referencia a cualquier monomero(s) en el presente documento generalmente se refiere a un monomero que se pueda polimerizar con otro componente polimerizable tal como otro monomero o polimero. A menos que se indique lo contrario, se debe apreciar que una vez que los componentes monomericos reaccionen entre si para formar un compuesto, el compuesto comprendera los restos de dichos componentes monomericos.
Composicion de revestimiento electrodepositable
Como se ha indicado anteriormente, la presente invencion se refiere a una composicion de revestimiento electrodepositable (electrodeposicion o e-coat) que comprende lignina. La lignina es una macromolecula racemica derivada principalmente de plantas y arboles. En general, la lignina normalmente tiene un peso molecular superior a 10.000 Daltons. Aunque la composicion quimica de la lignina puede variar dependiendo de su fuente y el metodo por el que se extrae, la lignina en general comprende un grupo de polimeros fenolicos, que comprenden un numero de grupos funcionales hidroxilo, asi como anillos aromaticos. Ademas de los polimeros fenolicos, la lignina tambien puede comprender grupos funcionales de acido carboxilico, asi como restos de metileno. Aunque en la tecnica se conocen varios metodos de extraccion de la lignina (vease patente de Estados Unidos n.° 7.323.501, Col. 7, linea 12, hasta la col. 8, linea 31, y col. 10, linea 15, hasta la col. 24, linea 26, las partes citadas que se incorporan en este documento por referencia), la lignina esta disponible en el mercado en diversas fuentes tales como Ligno Tech USA (Rothschild, WI), Tembec (Montreal, QC), Fraser Paper (Toronto, ON), MeadWestvaco (Richmond, VA) y KMT Lignin Chemicals (St. Albans, Hertfordshire).
Como se usa en este documento, "lignina" se refiere a cualquier lignina o derivado de lignina, que incluyen la lignina de Brauns, lignina de enzima celulolitica, lignina de acidolisis de dioxano, lignina de madera molida, lignina Klason, lignina de peryodato, lignina kraft, lignosulfonatos, lignina de organosolva y lignina de explosion con vapor o cualquier sustancia preparada en sus totalidad o en parte a partir de la lignina o cualquier subunidad, monomero u otros componentes derivados de los mismos. Por lo tanto, se entiende que la lignina incluye lignina, y/o cualquier compuesto que comprenda lignina o sus restos.
La lignina descrita en este documento forma parte de una composicion de revestimiento electrodepositable que se puede depositar sobre un sustrato y se cura para formar una capa de revestimiento. Aunque la lignina se puede hacer reaccionar y/o polimerizar con otros componentes (por ejemplo, una resina epoxi funcional, un compuesto monofuncional) para que forme parte de la composicion de revestimiento electrodepositable, tambien se puede anadir a la composicion de revestimiento electrodepositable sin que reaccione y/o sin que polimerice con dichos componentes.
I: Producto de reaccion de lignina y compuesto monofuncional
La presente invencion se refiere a una composicion de revestimiento electrodepositable que comprende una lignina que se ha hecho reaccionar con un compuesto monofuncional. El producto de reaccion de lignina y el compuesto monofuncional a veces se denomina en este documento lignina modificada o derivado de la lignina.
La lignina modificada habra reducido su reactividad hacia otros componentes que se puedan usar en la formacion de la composicion de revestimiento electrodepositable. Por ejemplo, la lignina modificada puede haber reducido su reactividad hacia los grupos epoxi que se encuentran en otros materiales (por ejemplo, monomeros funcionales de epoxi) usados para formar una parte de la composicion de revestimiento electrodepositable. Una ventaja potencial de la menor reactividad de la lignina modificada es que se puede reducir y/o eliminar la probabilidad de gelificacion de la composicion de revestimiento durante la sintesis de la composicion de revestimiento, tal como durante la sintesis de la resina. Se pueden usar varios compuestos monofuncionales para que reaccionen con la lignina. Por ejemplo, se puede usar un alcohol monofuncional (por ejemplo, CELLOSOLVE o butil carbitol) para que reaccione con al menos una parte del grupo funcional acido carboxilico y/o un resto metileno activo en la lignina a fin de que sean sustancialmente no reactivos. En otras realizaciones, se puede usar un compuesto monofuncional, tal como un carbonato ciclico monofuncional (por ejemplo, carbonato de etileno, carbonato de propileno, carbonato de butileno), para que reaccione con al menos una parte de los grupos funcionales hidroxilo y/o acido carboxilico de la parte fenolica de la lignina haciendo asi que esos grupos y/o restos no sean reactivos. Otros compuestos monofuncionales que se pueden usar para modificar la lignina incluyen, sin limitacion, epoxidos monofuncionales simples (por ejemplo, oxido de etileno, oxido de propileno, oxido de butileno), eteres y esteres monofuncionales de glicidilo (por
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ejemplo, fenil glicidil eter, t-butilfenil glicidil eter, 3-etilhexil glicidil eter, ester de glicidilo del acido neodecanoico), o sus combinaciones.
La lignina modificada descrita en el parrafo anterior se puede preparar por reaccion de lignina con el compuesto monofuncional puro o en presencia de un disolvente organico. Los disolventes adecuados que se pueden usar incluyen, sin limitacion, cetona (por ejemplo, metil isobutil cetona, metil-amil-cetona), hidrocarburos aromaticos (por ejemplo, tolueno, xileno), eteres de glicol (por ejemplo, eter dimetilico de dietilenglicol), o sus combinaciones. En ciertas realizaciones, la reaccion se realiza a una temperatura que oscila entre 80 °C y 160 °C durante 30 a 360 minutos usando catalizadores habituales tales como hidroxido de sodio o yoduro de etiltrifenil fosfonio hasta que se consuma todo el material monofuncional o se consuman todos los grupos funcionales y/o restos de lignina que son reactivos hacia el material monofuncional. En ciertas realizaciones, sin embargo, puede ser deseable tener algo de material monofuncional restante y/o grupos funcionales y/o restos en la lignina que puedan reaccionar que sean reactivos hacia el material monofuncional. En ciertas realizaciones, la relacion de equivalentes de los reactivos (es decir, grupos epoxi monofuncionales y/o grupos carbonato ciclicos monofuncionales: grupos hidroxilo fenolicos en la lignina) normalmente es de 1,00:0,50 a 0,50:1,00.
En ciertas realizaciones, la lignina modificada comprende del 10 por ciento en peso al 40 por ciento en peso, tal como del 20 por ciento en peso al 30 por ciento en peso de la composition de revestimiento electrodepositable basado en los solidos de resina total de la composicion de revestimiento.
II: Resina de sales cationicas que contiene lignina
La presente invention tambien se refiere a una composicion de revestimiento electrodepositable que comprende una resina de sal cationica que contiene lignina. Como se usa en el presente documento, "resina de sal cationica que contiene lignina" significa una molecula de resina o polimero cargado positivamente que comprende el resto de lignina.
En una realization, la resina de sal que contiene lignina comprende (A) el producto de reaccion de: (i) la lignina, (ii) una amina, y (iii) un compuesto carbonilo. En esta realizacion, el producto de reaccion de los componentes (i), (ii), y (iii) se sintetiza mediante una reaccion de Mannich, que se conoce en la tecnica. Con el uso de la reaccion de Mannich, los restos fenolicos de la lignina se pueden funcionalizar y convertirse en bases de Mannich. Estas bases se pueden neutralizar con un compuesto neutralizante, tal como un acido, volviendo asi la lignina cationica. Los acidos adecuados que se pueden usar como compuesto neutralizante incluyen, sin limitacion, acido acetico, acido formico, acido lactico, acido sulfamico, o sus combinaciones.
En ciertas realizaciones, la lignina que se usa como componente (i) puede ser la lignina modificada descrita en la section anterior. Por consiguiente, en algunas realizaciones, la lignina se hace reaccionar con un compuesto monofuncional antes de que reaccione con los componentes (ii) o (iii).
En otras realizaciones, la lignina que no se ha hecho reaccionar con un compuesto monofuncional se puede usar como componente (i). En estas realizaciones, se selecciona el tipo de lignina, asi como la cantidad usada en la composicion de revestimiento electrodepositable con el fin de minimizar y/o eliminar la probabilidad de gelificacion durante la sintesis de la composicion de revestimiento tal como durante la sintesis de la resina.
Las aminas adecuadas que se pueden usar como componente (ii) incluyen, sin limitacion, dimetilamina, N- metiletanolamina, dietanolamina, dimetilaminopropil amina, diquetamina, aminopropil dietanolamina, o sus combinaciones.
Los compuestos de carbonilo adecuados que se pueden usar para el componente (iii) incluyen, sin limitacion, formaldehido, acetaldehido, acetona, o sus combinaciones.
En ciertas realizaciones, la mezcla de reaccion usada para formar el producto de reaccion (A) no incluye compuestos fenolicos adicionales (por ejemplo, fenol, alquil fenol, fenol arilo, resorcinol). Es decir, en estas realizaciones, la lignina es el unico compuesto que contiene un resto fenolico.
En ciertas realizaciones, la reaccion usada para formar el producto de reaccion (A) se realiza a una temperatura que oscila entre 80 °C y 120 °C durante un periodo que oscila de 60 minutos a 360 minutos, tal como de 120 minutos a 180 minutos. En otras realizaciones, se usan las condiciones utilizadas normalmente para las reacciones de Mannich, que son conocidas en la tecnica, para formar el producto de reaccion (A).
La reaccion de Mannich, que se puede usar para formar el producto de reaccion (A), se puede catalizar anadiendo una pequena cantidad de un acido, tal como acido clorhidrico, acido p-toluenosulfonico, acido metanosulfonico, acido sulfamico, acido sulfurico, acido fosforico, acido acetico, o sus combinaciones, al recipiente de reaccion que contiene los componentes (i), (ii), y (iii).
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En ciertas realizaciones, el producto de reaccion de (A) se hace reaccionar adicionalmente con un material epoxi funcional y/o material fenolico para formar un producto intermedio que posteriormente se neutraliza con un compuesto neutralizante, tal como los descritos anteriormente, formando de esta manera la resina de sal cationica que contiene lignina de la presente invencion. Los materiales epoxi funcionales adecuados que se pueden usar incluyen, sin limitation, EPON 828, EPON 1001, una resina epoxi funcional, o sus combinaciones. El material fenolico adecuado que se puede usar incluye, sin limitacion, bisfenol A, bisfenol F, o sus combinaciones.
En otras realizaciones, la resina de sal cationica que contiene lignina comprende (B) el producto de reaccion de: (a) lignina, (b) epiclorhidrina, y (c) una amina. La (c) amina normalmente se anade despues de que los componentes (a) y (b) se hayan hecho reaccionar entre si. En estas realizaciones, la lignina comprende una serie de restos fenolicos que reaccionan con epiclorhidrina, a fin de producir una lignina que comprende grupos funcionales epoxi. La lignina epoxi funcional a continuation se puede volver cationica haciendo reaccionar primero la lignina con una amina, tal como las descritas anteriormente, un sulfuro (por ejemplo, tioeter), o sus combinaciones, y a continuacion haciendo reaccionar la lignina con un compuesto neutralizante tal como los descritos anteriormente. Dependiendo de la amina y/o el sulfuro usado para que reaccione con la lignina epoxi funcional, el compuesto neutralizante (por ejemplo, acido) se puede anadir a la lignina despues de que la lignina se haya hecho reaccionar con la amina y/o el sulfuro o se puede anadir a la lignina en combination con la amina y/o el sulfuro.
En ciertas realizaciones, tambien se puede usar la lignina descrita anteriormente en relation con el componente (i) como lignina para el componente (a). Ademas, como amina para el componente (c) tambien se pueden usar las diversas aminas que se han descrito anteriormente en relacion con el componente (ii).
En ciertas realizaciones, la reaccion usada para formar el producto de reaccion (B) se realiza a una temperatura que oscila entre 80 °C y 120 °C durante un periodo que oscila de 60 minutos a 360 minutos
Para catalizar la formation de producto de reaccion (B) se puede usar un catalizador. Los catalizadores adecuados que se pueden usar incluyen, sin limitacion, hidroxido de sodio, hidroxido de potasio, metoxido de sodio, o sus combinaciones. En otras realizaciones, se pueden usar catalizadores adecuados para el uso con reacciones de materiales fenolicos (por ejemplo, bisfenol A).
En ciertas realizaciones, el producto de reaccion de (B) se hace reaccionar adicionalmente con un material epoxi funcional y/o un material fenolico para formar un producto intermedio que posteriormente se neutraliza con un compuesto neutralizante, tal como los descritos anteriormente, formando de esta manera la resina de sal cationica que contiene lignina de la presente invencion. Los materiales epoxi funcionales adecuados que se pueden usar incluyen, sin limitacion, EPON 828, EPON 1001, una resina epoxi funcional, o sus combinaciones. El material fenolico adecuado que se puede usar incluye, sin limitacion, bisfenol A, bisfenol F, o sus combinaciones. Sin embargo, en ciertas realizaciones, los materiales usados para sintetizar el producto de reaccion (B) no incluyen aldehidos y/o cetonas.
Aunque la resina de sal cationica que contiene lignina se ha descrito como que comprende los productos de reaccion (A) o (B), en algunas realizaciones, la sal cationica que contiene lignina tambien puede comprender una combinacion de (A) y (B).
La resina de sal cationica que contiene lignina, en ciertas realizaciones, comprende > 50 por ciento en peso de la composition de revestimiento electrodepositable basado en los solidos de resina total. En ciertas realizaciones, la resina de sal cationica que contiene lignina comprende del 60 por ciento en peso al 70 por ciento en peso de la composicion de revestimiento electrodepositable basado en los solidos de resina total. En otras realizaciones, la resina de sal cationica que contiene lignina que comprende el producto de reaccion (B) puede comprender del 60 por ciento en peso al 90 por ciento en peso, tal como del 70 por ciento en peso al 80 por ciento en peso, de la composicion de revestimiento electrodepositable basado en los solidos de resina total de la composicion de revestimiento.
Ill: Lignina que no se ha hecho reaccionar con un compuesto monofuncional
La presente invencion tambien se refiere a una composicion de revestimiento electrodepositable que comprende lignina en la que la lignina no se ha hecho reaccionar con un compuesto monofuncional. A diferencia de la lignina modificada descrita anteriormente, en esta realization particular no se modifica (por ejemplo, se reduce) la reactividad de la lignina hacia los otros componentes usados en la composicion de revestimiento ya que no se hace reaccionar con los compuestos monofuncionales descritos en este documento. Por consiguiente, la lignina es mas reactiva hacia compuestos epoxi funcionales que la lignina modificada. Aunque la lignina descrita en este parrafo no se haga reaccionar con otro compuesto, tal como el compuesto monofuncional, esto no significa que se excluya la posibilidad de que la lignina se someta a otras reacciones durante el procesamiento de la lignina. Es decir, antes de la incorporation de la lignina a la composicion de revestimiento electrodepositable, el proveedor de la lignina podria haber sometido la lignina a otras reacciones quimicas tales como una reaccion de pretratamiento.
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Con el fin de reducir la posibilidad de gelificacion de la composicion de revestimiento electrodepositable, en estas realizaciones, la lignina comprende < 5 por ciento en peso, tal como del 3 por ciento en peso al 5 por ciento en peso de la composicion de revestimiento basado en los solidos de resina total de la composicion de revestimiento.
Otros componentes de la composicion de revestimiento
En general, una composicion de revestimiento electrodepositable se prepara dispersando un primer y segundo componentes en una solucion acuosa formando de ese modo la composicion de revestimiento electrodepositable. Una solucion acuosa adecuada en la que se pueden dispersar los componentes es el agua, tal como agua desionizada.
En general, el primer componente, que se puede describir como vehiculo principal ("alimentacion de resina clara") comprende una resina formadora de pelicula o polimero y un agente de curado (tambien denominado "agente de reticulacion") que es capaz de reaccionar con la resina formadora de pelicula. El primer componente tambien puede comprender cualquier dispersable en agua adicional, componentes no pigmentados (por ejemplo, catalizadores, fotoestabilizadores de aminas impedidas). Se puede usar una amplia variedad de resinas formadoras de pelicula siempre que la resina formadora de pelicula sea "dispersable en agua". Como se usa en este documento, "dispersable en agua" significa que el material esta adaptado para su solubilizacion, dispersion y/o emulsion en agua. Ejemplos de resinas formadoras de pelicula adecuadas para su uso en la presente invencion son, sin limitacion, resinas o polimeros derivados de un poliepoxido, un acrilico, un poliuretano, un poliester, o sus combinaciones. En ciertas realizaciones, la resina formadora de pelicula puede comprender grupos funcionales. Como se usa en el presente documento, "grupos funcionales" o "grupos funcionales reactivos" significa hidroxilo, carboxilo, carbamato, epoxi, isocianato, acetoacetato, sal de amina, mercaptano, o sus combinaciones. La resina formadora de pelicula descrita anteriormente tambien es de naturaleza ionica. En concreto, las resinas formadoras de pelicula son cationicas. En otras palabras, la resina formadora de pelicula comprende grupos de sal cationica, generalmente preparados neutralizando un grupo funcional en el polimero formador de pelicula con un acido, que permite que el polimero formador de pelicula se pueda electrodepositar sobre un catodo. Por ejemplo, en algunas realizaciones, una resina cationica formadora de pelicula o un polimero se pueden derivar haciendo reaccionar primero un poliepoxido que contiene polimero con una amina, tales como los descritos anteriormente, 1,5,7- triazabiciclo[5.5.0]dec-5-eno (TBD), sulfuros, o sus combinaciones, y a continuation hacer reaccionar el polimero con un acido. Dependiendo del compuesto que se use para que reaccione con la resina epoxi funcional, el acido se puede anadir a la resina despues de que la resina se haya hecho reaccionar con la amina, TBD, y/o sulfuro o se puede anadir a la resina junto con estos compuestos.
En algunas realizaciones, la resina formadora de pelicula que se ha descrito anteriormente puede ser la resina de sal cationica que contiene lignina descrita en este documento o puede ser una combination de la resina de sal cationica que contiene lignina con otra resina formadora de pelicula. Por ejemplo, la resina de sal cationica que contiene lignina se puede usar junto con una resina epoxi funcional conocida en la tecnica.
Como alternativa, en otras realizaciones, la resina de sal cationica que contiene lignina descrita en la section II anterior puede comprender la totalidad o una parte de la resina formadora de pelicula descrita en los parrafos anteriores. Por consiguiente, en algunas formas de realization, se puede usar la resina de la sal que contiene lignina descrita en la seccion II (concretamente, la derivada del producto de reaction (B)) en lugar de la resina epoxi funcional que se usa normalmente como polimero formador de pelicula de composiciones de revestimiento electrodepositables conocidas en la tecnica.
En ciertas realizaciones, la lignina descrita en las secciones I, II y/o III anteriores se anaden al primer componente. En concreto, en estas formas de realizacion, la lignina se anade al recipiente de reaccion en el que se prepara la resina formadora de pelicula. Cuando se anada la lignina dependera de varios factores tales como si se esta usando una lignina, como se describe en la seccion I o III, en la composicion de revestimiento electrodepositable puesto que normalmente se usan monomeros epoxi funcionales para formar la resina formadora de pelicula. En consecuencia, dependiendo de la reactividad de la lignina hacia los grupos funcionales epoxi, la lignina se puede anadir al principio o casi al final de la sintesis de la resina formadora de pelicula.
Como se ha indicado anteriormente, el primer componente tambien comprende un agente de curado que es reactivo hacia la resina formadora de pelicula descrita en el parrafo anterior. Por ejemplo, el agente formador de pelicula puede comprender restos que sean reactivos con los grupos funcionales del polimero formador de pelicula. Los agentes de reticulacion adecuados que se pueden usar incluyen, sin limitacion, aminoplastos, poliisocianatos (incluyendo isocianatos bloqueados), poliepoxidos, beta-hidroxialquilamidas, poliacidos, anhidridos, materiales funcionales acidos organometalicos, poliaminas, poliamidas, carbonatos ciclicos, siloxanos, o sus combinaciones. En algunas realizaciones, el agente de curado puede comprender del 30 % en peso al 40 % en peso basado en los solidos de resina total de la composicion de revestimiento.
En ciertas realizaciones, el primer componente ademas puede comprender un catalizador de curado que se puede usar para catalizar la reaccion entre el agente de reticulacion y el polimero formador de pelicula. En ciertas realizaciones, la guanidina ciclica de la presente invencion puede actuar como catalizador de curado. En algunas
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realizaciones, la guanidina dclica es el unico catalizador de curado en la composicion de revestimiento mientras que en otras realizaciones la guanidina dclica es uno de una pluralidad de catalizadores de curado en la composicion de revestimiento. Los catalizadores de curado adecuados que se pueden usar en la presente invencion incluyen, sin limitacion, compuestos organicos de estano (por ejemplo, oxido de dibutilestano, oxido de dioctilestano) y sus sales (por ejemplo, diacetato de dibutilestano); otros oxidos metalicos (por ejemplo, oxidos de cerio, de circonio y/o de bismuto); y sus sales (por ejemplo, sulfamato de bismuto y/o lactato de bismuto), o sus combinaciones.
En general, el segundo componente, que se puede describir como el vehiculo de molienda ("pasta de pigmento"), comprende pigmento (por ejemplo, dioxido de titanio, negro de humo), una resina de molienda dispersable en agua, que puede ser igual o diferente al polimero formador de pelicula, y, opcionalmente, aditivos tales como catalizadores, antioxidantes, biocidas, antiespumantes, agentes tensioactivos, agentes humectantes, coadyuvantes de dispersion, arcillas, fotoestabilizadores de aminas impedidas, absorbentes y fotoestabilizadores UV, un agente estabilizante, o sus combinaciones. Todos estos materiales son conocidos por los expertos en la materia.
Sistema de revestimiento
La composicion de revestimiento electrodepositable descrita en este documento se puede aplicar sola o como parte de un sistema de revestimiento que se puede depositar sobre una serie de sustratos diferentes. El sistema de revestimiento normalmente comprende una serie de capas de revestimiento. Normalmente se forma una capa de revestimiento cuando una composicion de revestimiento que se deposita sobre el sustrato se cura sustancialmente por metodos conocidos en la tecnica (por ejemplo, por calentamiento termico).
Los sustratos adecuados que se pueden revestir con la composicion de revestimiento electrodepositable de la presente invencion incluyen, sin limitacion, sustratos metalicos, sustratos de aleaciones metalicas, y/o sustratos que han sido metalizados, como plastico plateado de niquel. En algunas realizaciones, el metal o aleacion metalica puede ser de aluminio y/o acero. Por ejemplo, el sustrato de acero podria ser acero laminado en frio, acero electrogalvanizado y acero galvanizado por inmersion en caliente. Ademas, en algunas formas de realizacion, el sustrato puede comprender una parte de un vehiculo tal como una estructura de un vehiculo (por ejemplo, sin limitacion, una puerta, el panel de la carroceria, la tapa del maletero, el panel del techo, el capo, y/o el techo) y/o el bastidor de un vehiculo. Tal como se usa en este documento, "vehiculo" o sus variaciones incluyen, pero no se limitan a, vehiculos terrestres civiles, comerciales y militares tales como automoviles, motocicletas y camiones. Tambien se entendera que, en algunas realizaciones, el sustrato se puede tratar previamente con una solucion de pretratamiento, tal como una solucion de fosfato de zinc como se describe en las patentes de Estados Unidos n.° 4.793.867 y 5.588.989. Como alternativa, en otras realizaciones, el sustrato no se trata previamente con una solucion de pretratamiento antes de revestir el sustrato con la composicion de revestimiento descrita en este documento.
En ciertas realizaciones, la composicion de revestimiento electrodepositable de la presente invencion se aplica sobre un sustrato desnudo (es decir, no pretratado). Sin embargo, en algunas realizaciones, la composicion de revestimiento electrodepositable de la presente invencion se puede aplicar a un sustrato que haya sido tratado previamente. A continuacion la composicion de revestimiento electrodepositable se cura, se aplica una composicion de revestimiento de subcapa de imprimacion sobre al menos una parte de la composicion de revestimiento electrodepositable. La composicion de revestimiento de subcapa de imprimacion normalmente se aplica a la capa de revestimiento electrodepositable y se cura antes de que se aplique una composicion de revestimiento posterior sobre la composicion de revestimiento de subcapa de imprimacion.
La capa de subcapa de imprimacion que resulta de la composicion de revestimiento de subcapa de imprimacion sirve para mejorar la resistencia al desconchado del sistema de revestimiento, asi como de adyuvante en el aspecto de las capas aplicadas posteriormente (por ejemplo, composicion de revestimiento que imparte color y/o composicion de revestimiento sustancialmente transparente). Como se usa en este documento, "subcapa de imprimacion" se refiere a una composicion de imprimacion para su uso bajo una composicion de revestimiento aplicada posteriormente, e incluye materiales tales como resinas formadoras de pelicula termoplasticas y/o de reticulacion (por ejemplo, termoendurecibles) conocidas en general en la tecnica de las composiciones de revestimiento organico. Las composiciones de imprimacion y composiciones de revestimiento de subcapa de imprimacion adecuadas incluyen imprimadores aplicados por pulverizacion, como saben los expertos en la materia. Ejemplos de imprimadores adecuados incluyen algunos disponibles en PPG Industries, Inc, de Pittsburgh, Pa, como DPX-1791, DPX-1804, DSPX-1537, GPXH-5379, OPP-2645, PCV-70118, y 1177-225A. Otra composicion de revestimiento de subcapa de imprimacion adecuada que se puede usar en la presente invencion es la subcapa de imprimacion que se describe en la solicitud de patente de Estados Unidos n.° 11/773.482, que se incorpora en su totalidad en el presente documento por referencia.
Cabe senalar que en algunas realizaciones, no se usa la composicion de revestimiento de subcapa de imprimacion en el sistema de revestimiento. Por lo tanto, se puede aplicar una composicion de revestimiento de capa base que imparte color directamente sobre la composicion de revestimiento electrodepositable curada.
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En algunas realizaciones, una composicion de revestimiento que imparte color (en adelante, "capa base") se deposita sobre al menos una parte de la capa de revestimiento de subcapa de imprimacion (si esta presente). En la presente invencion se puede usar cualquier composicion de revestimiento de capa base conocida en la tecnica. Hay que senalar que estas composiciones de revestimiento de capa base normalmente comprenden un colorante.
En ciertas realizaciones, una composicion de revestimiento sustancialmente transparente (en lo sucesivo, "capa transparente") se deposita sobre al menos una parte de la capa de revestimiento de capa base. Como se usa en este documento, una capa de revestimiento "sustancialmente transparente" es sustancialmente transparente y no opaca. En ciertas realizaciones, la composicion de revestimiento sustancialmente transparente puede comprender un colorante pero no en una cantidad tal como para volver opaca (sustancialmente no transparente) la composicion de revestimiento transparente despues de haberse curado. En la presente invencion se puede usar cualquier composicion de revestimiento de capa transparente conocida en la tecnica. Por ejemplo, en el sistema de revestimiento se puede usar la composicion de revestimiento de capa transparente que se describe en las patentes de Estados Unidos n.° 5.989.642, 6.245.855, 6.387.519 y 7.005.472, que se incorporan en su totalidad en el presente documento por referencia. En ciertas realizaciones, la composicion de revestimiento sustancialmente transparente tambien puede comprender una particula, tal como una particula de silice, que se dispersa en la composicion de revestimiento de capa transparente (tal como en la superficie de la composicion de revestimiento de capa transparente despues del curado).
Una o mas de las composiciones de revestimiento descritas en el presente documento pueden comprender colorantes y/u otros materiales opcionales, que son conocidos en la tecnica de los revestimientos de superficie formulados. Tal como se usa en este documento, el termino "colorante" significa cualquier sustancia que imparta color y/u otra opacidad y/u otro efecto visual a la composicion. El colorante se puede anadir al revestimiento en cualquier forma adecuada, tal como particulas discretas, dispersiones, soluciones y/o escamas (por ejemplo, escamas de aluminio). Se puede usar un unico colorante o una mezcla de dos o mas colorantes en la composicion de revestimiento descrita en este documento.
Ejemplos de colorantes incluyen pigmentos, tinturas y tintes, tales como los usados en la industria de la pintura y/o listados en la Dry Color Manufacturers Association (DCMA), asi como composiciones de efectos especiales. Un colorante puede incluir, por ejemplo, un polvo solido finamente dividido que sea insoluble pero humedecible en las condiciones de uso. Un colorante puede ser organico o inorganico y puede estar aglomerado o no aglomerado. Los colorantes se pueden incorporar a los revestimientos mediante el uso de un vehiculo de molienda, tal como un vehiculo de molienda acrilico, con cuyo uso estara familiarizado el experto en la materia.
Ejemplos de pigmentos y/o composiciones de pigmento incluyen, pero no se limitan a, pigmento en bruto de dioxazina carbazol, azo, monoazo, disazo, naftol AS, tipo sal (lagos), bencimidazolona, de condensacion, complejo metalico, isoindolinona, isoindolina y ftalocianina policiclica, quinacridona, perileno, perinona, dicetopirrolo pirrol, tioindigo, pigmentos de antraquinona, indantrona, antrapirimidina, flavantrona, pirantrona, antantrona, dioxazina, triarilcarbonio, quinoftalona, diceto pirrolo pirrol rojo ("DPPBO rojo"), dioxido de titanio, negro de humo y sus mezclas. Los terminos "pigmento" y "relleno de color" se pueden usar indistintamente.
Ejemplos de colorantes incluyen, pero no se limitan a, aquellos que son a base de disolvente y/o de base acuosa tal como ftalo verde o azul, oxido de hierro, vanadato de bismuto, antraquinona, perileno, aluminio y quinacridona.
Ejemplos de tintes incluyen, pero no se limitan a, pigmentos dispersos en portadores a base de agua o miscibles en agua tales como AQUA-cHeM 896 disponible en el mercado en Degussa, Inc, CHARISMA COLORANTS y MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS disponibles en el mercado en la division Accurate Dispersions de Eastman Chemical Eastman Chemical, Inc.
Como se ha senalado anteriormente, el colorante puede estar en forma de dispersion, incluyendo, pero no limitado a, una dispersion de nanoparticulas. Las dispersiones de nanoparticulas pueden incluir uno o mas colorantes de nanoparticulas muy dispersos y/o particulas de colorante que producen un color visible y/o una opacidad y/o un efecto visual deseados. Las dispersiones de nanoparticulas pueden incluir colorantes, tales como pigmentos o tintes que tienen un tamano de particula de menos de 150 nm, tal como menos de 70 nm, o menos de 30 nm. Las nanoparticulas se pueden producir por molienda de pigmentos organicos o inorganicos base con medios de molienda que tienen un tamano de particula inferior a 0,5 mm. Ejemplos de dispersiones de nanoparticulas y metodos para fabricarlas se identifican en la patente de Estados Unidos n.° 6.875.800, que se incorpora en este documento como referencia. Las dispersiones de nanoparticulas tambien se pueden producir por cristalizacion, precipitacion, condensacion en fase gaseosa, y socavacion quimica (es decir, disolucion parcial). Con el fin de minimizar la re-aglomeracion de las nanoparticulas dentro del revestimiento se puede usar una dispersion de nanoparticulas revestidas con resina. Tal como se usa en este documento, una "dispersion de nanoparticulas revestidas con resina" se refiere a una fase continua en la que se dispersan "microparticulas compuestas" discretas, que comprenden una nanoparticula y un revestimiento de resina sobre la nanoparticula. Ejemplos de dispersiones de nanoparticulas revestidas con resina y metodos para fabricarlas se identifican en la publicacion de solicitud de patente de Estados Unidos 2005-0287348, presentada el 24 de junio 2004, la solicitud provisional de Estados Unidos n.° 60/482.167 presentada el 24 de junio 2003 y la solicitud de patente de Estados Unidos n.° de serie
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11/337.062, presentada el 20 de enero 2006, que tambien se incorpora en este documento por referencia.
Ejemplos de composiciones de efectos especiales que se pueden usar incluyen pigmentos y/o composiciones que producen uno o mas efectos sobre la apariencia tales como la reflectancia, brillo perlado, brillo metalico, fosforescencia, fluorescencia, fotocromismo, fotosensibilidad, termocromismo, goniocromismo y/o cambio de color. Las composiciones de efectos especiales adicionales pueden proporcionar otras propiedades perceptibles, tales como opacidad o textura. En una realizacion no limitante, las composiciones de efectos especiales pueden producir un cambio de color, de manera que el color del revestimiento cambia cuando el revestimiento se observa desde diferentes angulos. Ejemplos de composiciones de efectos de color se identifican en la patente de Estados Unidos n.° 6.894.086, incorporada en este documento por referencia. Composiciones adicionales de efectos de color pueden incluir mica revestida y/o mica sintetica transparentes, silice recubierta, alumina recubierta, un pigmento de cristal liquido transparente, un revestimiento de cristal liquido, y/o cualquier composicion en la que la interferencia sea el resultado de una diferencia en el indice de refraccion dentro del material y no debido a la diferencia del indice de refraccion entre la superficie del material y el aire.
En ciertas realizaciones no limitantes, se puede usar una composicion fotosensible y/o composicion fotocromica, que altera de forma reversible su color cuando se expone a una o mas fuentes de luz, en la composicion de revestimiento descrita en este documento. Las composiciones fotocromicas y/o fotosensibles se pueden activar por exposicion a radiacion de una longitud de onda especificada. Cuando la composicion se excita, la estructura molecular cambia y la estructura alterada presenta un nuevo color que es diferente del color original de la composicion. Cuando se retira la exposicion a la radiacion, la composicion fotocromica y/o fotosensible puede volver a un estado de reposo, en el cual vuelve el color original de la composicion. En una realizacion no limitante, la composicion fotocromica y/o fotosensible puede ser incolora en un estado no excitado y presentar color en estado excitado. El cambio completo de color puede aparecer en cuestion de milisegundos a varios minutos, por ejemplo de 20 segundos a 60 segundos. Ejemplos de composiciones fotocromicas y/o fotosensibles incluyen colorantes fotocromicos.
En una realizacion no limitante, la composicion fotosensible y/o composicion fotocromica puede estar asociada y/o al menos parcialmente unida, tal como mediante enlace covalente, a un polimero y/o materiales polimericos de un componente polimerizable. En contraste con algunos revestimientos en los que la composicion fotosensible puede migrar fuera del revestimiento y cristalizar en el sustrato, la composicion fotosensible y/o composicion fotocromica asociada y/o al menos parcialmente unida a un polimero y/o componente polimerizable de acuerdo con una forma de realizacion no limitante de la presente invencion, presenta una migracion minima fuera del revestimiento. Ejemplos de composiciones fotosensibles y/o composiciones fotocromicas y metodos para fabricarlas se identifican en la solicitud de Estados Unidos n.° de serie 10/892.919, presentada el 16 de julio de 2004.
En general, el colorante puede estar presente en cualquier cantidad suficiente para impartir el efecto visual y/o de color deseados. El colorante puede comprender del 1 al 65 por ciento en peso de las presentes composiciones, tales como del 3 al 40 por ciento en peso o del 5 al 35 por ciento en peso, con el porcentaje en peso basado en el peso total de las composiciones.
Las composiciones de revestimiento pueden comprender otros materiales opcionales muy conocidos en la tecnica de los revestimientos de superficie formulados, tales como plastificantes, antioxidantes, fotoestabilizadores de aminas impedidas, absorbentes y fotoestabilizadores UV, agentes tensioactivos, agentes de control de flujo, agentes tixotropicos tales como arcilla de bentonita, pigmentos, cargas, co-disolventes organicos, catalizadores, que incluyen acidos fosfonicos y otros coadyuvantes habituales.
Ademas de los materiales descritos anteriormente, la composicion de revestimiento tambien puede comprender un disolvente organico. Los disolventes organicos adecuados que se pueden usar en la composicion de revestimiento incluyen cualquiera de los mencionados en los parrafos anteriores, asi como acetato de butilo, xileno, metil etil cetona, o sus combinaciones.
Ademas, se apreciara que una o mas de las composiciones de revestimiento que forman las diversas capas de revestimiento descritas en el presente documento pueden ser composiciones de "una componente" ("1K"), de "dos componentes" ("2K"), o incluso de varios componentes. Una composicion 1K se entiende que se refiere a una composicion en la que todos los componentes del revestimiento se mantienen en el mismo contenedor despues de su fabricacion, durante su almacenamiento, etc. Una composicion 2K o composicion de varios componentes se entiende que se refiere a una composicion en la que diversos componentes se mantienen por separado hasta justo antes de su aplicacion. Una composicion de revestimiento 1K o 2K se puede aplicar a un sustrato y se cura por cualquier medio convencional, tal como por calentamiento, aire forzado, y similares.
Las composiciones de revestimiento que forman las diversas capas de revestimiento descritas en este documento se pueden depositar o aplicar sobre el sustrato utilizando cualquier tecnica conocida en la tecnica. Por ejemplo, las composiciones de revestimiento se pueden aplicar al sustrato por cualquiera de varios metodos que incluyen, sin limitacion, pulverizacion, cepillado, inmersion, y/o revestimiento con rodillo, entre otros metodos. Cuando se aplican una pluralidad de composiciones de revestimiento sobre un sustrato, hay que senalar que se puede aplicar una
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composition de revestimiento sobre al menos una parte de una composition de revestimiento subyacente, bien despues de que la composicion de revestimiento subyacente se haya curado o bien antes de que se cure la composicion de revestimiento subyacente. Si la composicion de revestimiento se aplica sobre una composicion de revestimiento subyacente que no se haya curado, ambas composiciones de revestimiento se pueden curar de forma simultanea.
Las composiciones de revestimiento se pueden curar usando cualquier tecnica conocida en la materia tales como, sin limitation, energia termica, de infrarrojos, radiation ionizante o actinica, o cualquiera de sus combinaciones. En ciertas realizaciones, la operation de curado se puede llevar a cabo a temperaturas > 10 °C. En otras formas de realization, la operacion de curado se puede llevar a cabo a temperaturas < 246 °C. En ciertas realizaciones, la operacion de curado se puede llevar a cabo a temperaturas que oscilan entre cualquier combination de valores, que se mencionan en las frases anteriores, incluyendo los valores mencionados. Por ejemplo, la operacion de curado se puede llevar a cabo a temperaturas que oscilan de 120 °C-150 °C. Sin embargo, cabe senalar que se pueden usar temperaturas inferiores o superiores segun sea necesario para activar los mecanismos de curado.
En ciertas realizaciones, una o mas de las composiciones de revestimiento descritas en el presente documento es una composicion de revestimiento curable por humedad a baja temperatura. Tal como se usa en este documento, el termino " curable por humedad a baja temperatura" se refiere a composiciones de revestimiento que, despues de la aplicacion a un sustrato, son capaces de curarse en presencia de aire ambiente, aire que tiene una humedad relativa del 10 % al 100 %, tal como del 25 % al 80 %, y una temperatura en el intervalo de -l0 °C a 120 °C, tal como de 5 °C a 80 °C, en algunos casos de 10 °C a 60 °C y, en otros casos, de 15 °C a 40 °C.
El espesor de pelicula seca de las capas de revestimiento descritas en este documento puede oscilar entre 0,1 |jm y 500 jm. En otras realizaciones, el espesor de pelicula seca puede ser < 125 jm, tal como < 80 jm. Por ejemplo, el espesor de pelicula seca puede oscilar entre 15 jm y 60 jm.
Aunque se han descrito en detalle las realizaciones especificas de la invention, los expertos en la materia apreciaran que se pueden desarrollar diversas modificaciones y alternativas a esos detalles en vista de las ensenanzas globales de la description. Por consiguiente, las disposiciones particulares descritas pretenden ser ilustrativas y no limitantes en cuanto al alcance de la invencion que debe proporcionar la amplitud completa de las reivindicaciones adjuntas.
Ejemplos
Ejemplo 1
Lignina producto de la reaction de Mannich
n.°
Material Partes en peso
1
Lignina Kraft negra 1 270,0
2
Morfolina 405,6
3
Formaldehido ac. al 35 % 11,4
1. Obtenido de Baikalsk Pulp and Paper Mill, 25 % de solidos
Se anadieron los materiales 1, 2 y 3 a un matraz de fondo redondo equipado con un agitador mecanico, un condensador, un receptor, una sonda de temperatura y burbujeo de gas inerte. A continuation la mezcla se calento a 85 °C y se agito durante 4 horas. La mezcla de reaccion se enfrio a 25 °C y su pH se ajusto a 3,6 con acido clorhidrico 4 N para precipitar el producto de reaccion. El producto se filtro, se lavo con agua, etanol y eter dietilico y se seco al vacio para dar 20,1 partes de polvo de color marron.
Ejemplo 2
Reticulante de carbamato
n.°
Material Partes en peso
1
Bishexametilen triamina 1 1342,60
2
Carbonato de propileno 1274,84
3
Metilisobutilcetona 1121,76
TOTAL________________3971,95
1. Dytek BHMT-HP obtenido en INVISTA_______
Se cargo 1 en un recipiente de reaccion bajo atmosfera de nitrogeno, se agito y se calento a 40 °C. La Carga 2 se anadio gota a gota a una velocidad tal como para mantener la temperatura por debajo de 70 °C. A continuacion, la mezcla se mantuvo a 70 °C hasta que se completo la reaccion como se indica por meq de amina constante. A continuacion se anadio la Carga 3 y el material se relleno.
Ejemplo 3
Aditivo cationico
n.°
Material Partes en peso
1
EPON 828 1 458,31
2
Bisfenol A 167,25
3
Metilisobutilcetona (MIBK) 70,00
4
Yoduro de etiltrifenil fosfonio 0,60
5
Reticulante de carbamato del Ejemplo 2 399,24
6
Dietanolamina 7,86
7
Cetimina 2 40,54
8
Butil Carbitol Formal 3 122,44
9
Metilisobutilcetona (MIBK) 38,34
1. Resina
epoxi disponible en Hexion Specialty Chemicals.
2. MIBK
dicetimina de dietilentriamina al 72,7 % en MIBK.
3. Disponible como MAZON 1651 en BASF Corporation
5 Se cargaron los materiales 1, 2, y 3 en un matraz de fondo redondo de 4 bocas, equipado con un agitador, una sonda de medicion de la temperatura, una manta de N2 y se calienta a 110 °C. Cuando la mezcla era homogenea, se anadio el material 4 y la mezcla se calienta a 125 °C, momento en el que comenzo a producir una exotermia. Se dejo que la mezcla de reaccion produjese una exotermia de 160 a 180 °C, se mantuvo asi durante una hora y a continuacion se dejo enfriar a 115 °C. Se anadio el material 5 y la mezcla se volvio a calentar a 115 °C y se mantuvo 10 asi durante 30 minutos, tras los cuales se anadieron los materiales 6 y 7 y la mezcla se mantuvo durante 2 horas mas a 115 °C. La mezcla de reaccion se diluyo con materiales 8 y 9 al aditivo cationico.
Ejemplo 4
15 Dispersion de lignina cationica
n.°
Material Partes en peso
1
Aditivo cationico del ejemplo 2 302,60
2
Butil cellosolve 48,00
3
Isopropanol 42,00
4
Aducto de lignina de Mannich del Ejemplo 1 75,00
5
Agua desionizada 135,00
6
Acido acetico glacial 17,25
7
Metilisobutilcetona (MIBK) 30,00
8
Agua desionizada 2013,2
Se cargaron los materiales 1,2, 3 y 4 en un matraz de fondo redondo y se agito y se calento a 83 °C. Una vez que la temperatura alcanzo 83 °C, se anadieron los materiales 5, 6 y 7 y se prosiguio con la agitacion y el calentamiento durante 1 hora y 40 minutos. Se prosiguio con la agitacion y a continuacion la mezcla se corta con el material 8 para 20 dar una dispersion cationica electrodepositable con un pH de 4,34 y una conductividad de 1376 ohmios.

Claims (15)

  1. 5
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    15
    20
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    30
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    REIVINDICACIONES
    1. Una composition de revestimiento de electrodeposicion cationica que comprende una resina de sal cationica que contiene lignina.
  2. 2. La composicion de revestimiento de electrodeposicion cationica de la reivindicacion 1 que ademas comprende un agente de curado.
  3. 3. La composicion de revestimiento de electrodeposicion cationica de la reivindicacion 1, en la que la resina de sal cationica que contiene lignina comprende: (A) el producto de reaction de: lignina, una amina y un compuesto carbonilo; (B) el producto de reaccion de la lignina, la epiclorhidrina y una amina; o (c) sus combinaciones.
  4. 4. La composicion de revestimiento de electrodeposicion cationica de la reivindicacion 3, en donde la lignina se hace reaccionar con un compuesto monofuncional antes de que reaccione con el compuesto de amina o de carbonilo del producto de reaccion (A); y/o en donde la lignina se hace reaccionar con un compuesto monofuncional antes de que reaccione con epiclorhidrina o la amina del producto de reaccion (B).
  5. 5. La composicion de revestimiento de electrodeposicion cationica de la reivindicacion 4, en la que el compuesto monofuncional comprende epoxido, carbonato ciclico o sus combinaciones.
  6. 6. La composicion de revestimiento de electrodeposicion cationica de la reivindicacion 5, en la que el epoxido monofuncional comprende oxido de etileno, oxido de propileno o sus combinaciones.
  7. 7. La composicion de revestimiento de electrodeposicion cationica de la reivindicacion 5, en la que el compuesto de carbonato dclico monofuncional comprende carbonato de etileno.
  8. 8. El revestimiento de electrodeposicion cationica de la reivindicacion 3, en el que el compuesto carbonilo del producto de reaccion (A) comprende formaldehido y la amina comprende dimetilaminopropil amina.
  9. 9. El revestimiento de electrodeposicion cationica de la reivindicacion 3, en el que la amina en el producto de reaccion (B) comprende metiletanol amina.
  10. 10. La composicion de revestimiento de electrodeposicion cationica de la reivindicacion 3, en la que el producto de reaccion de (A) o (B) adicionalmente se hace reaccionar con una resina epoxi funcional.
  11. 11. La composicion de revestimiento de electrodeposicion cationica de la reivindicacion 1, en la que la resina de sal cationica que contiene lignina comprende > 50 por ciento en peso de la composicion de revestimiento basado en los solidos de resina total de la composicion de revestimiento.
  12. 12. Un metodo de fabrication de la composicion de revestimiento por electrodeposicion cationica de la reivindicacion 1 que comprende: (i) hacer reaccionar lignina, un compuesto carbonilo y una amina; y (ii) hacer reaccionar el producto de reaccion de (i) con un acido.
  13. 13. Un metodo de fabricacion de la composicion de revestimiento por electrodeposicion cationica de la reivindicacion 1 que comprende: (i) hacer reaccionar lignina y epiclorhidrina para formar un producto intermedio de reaccion y despues hacer reaccionar el producto de reaccion intermedio con una amina; y (ii) hacer reaccionar el producto de reaccion de (i) con una amina y un acido.
  14. 14. Uso de la composicion de revestimiento por electrodeposicion de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para revestir un sustrato seleccionado entre sustratos metalicos, sustratos de aleaciones metalicas y sustratos que han sido metalizados.
  15. 15. Un sustrato revestido con la composicion de revestimiento por electrodeposicion de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
ES10812828.1T 2010-02-26 2010-12-15 Composición de revestimiento electrodepositable catiónico que comprende lignina Active ES2574080T3 (es)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101575418B (zh) * 2009-06-19 2011-06-22 华南理工大学 一种高磺化度高分子量木质素基高效减水剂及其制备方法
US8992753B2 (en) 2012-07-18 2015-03-31 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrodepositable aqueous resinous dispersions and low gloss coatings produced therefrom
WO2014021887A1 (en) 2012-08-01 2014-02-06 Empire Technology Development Llc Water based lignin epoxy resins, methods of using and making the same
US10711153B2 (en) 2013-09-27 2020-07-14 Stora Enso Oyj Composition comprising lignin and epoxy compound for coating and method for the manufacturing thereof and use thereof
US20150197667A1 (en) 2014-01-15 2015-07-16 Ppg Industries Ohio, Inc. Polyester polymers comprising lignin
US9932495B2 (en) 2014-04-25 2018-04-03 Empire Technology Development Llc Lignin derived photo-responsive coatings
BR112018007821B1 (pt) * 2015-10-21 2022-06-21 Huntsman International Llc Composição compreendendo lignina dispersa em um poli-isocianato, processo para produzir uma composição, e, uso de uma composição
ES2974312T3 (es) 2016-03-04 2024-06-26 Abbott Diabetes Care Inc Enzimas sensibles dependientes de NAD(P), electrodos y sensores y procedimientos para la fabricación y utilización de los mismos
EP4663121A1 (en) 2019-01-28 2025-12-17 Abbott Diabetes Care Inc. Analyte sensors employing multiple enzymes
DK3917396T3 (da) 2019-01-28 2024-12-02 Abbott Diabetes Care Inc Analytsensorer, der er forsynet med dualdetektering af glukose og ketoner
KR20220050440A (ko) * 2020-10-16 2022-04-25 한국과학기술연구원 페놀화-리그닌 제조방법 및 이를 통해 제조된 페놀화-리그닌
CN115772383A (zh) * 2022-12-09 2023-03-10 上海昶法新材料有限公司 一种木质素无醛胶及其制备方法

Family Cites Families (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2709696A (en) * 1950-06-23 1955-05-31 Du Pont Reaction of unsulfonated lignin, formaldehyde and secondary amines and product
US2863780A (en) * 1957-03-04 1958-12-09 West Virginia Pulp & Paper Co Inhibition of corrosion of iron in acids
GB1100842A (en) * 1965-03-23 1968-01-24 American Cyanamid Co Nitrogenation of natural products
US3407188A (en) * 1965-09-01 1968-10-22 West Virginia Pulp & Paper Co Quaternary ammonium salts of lignin
US3476795A (en) * 1965-10-22 1969-11-04 Weyerhaeuser Co Hydroxyesters of bark phenolic acids
US3546199A (en) * 1967-02-06 1970-12-08 Kaiser Aluminium Chem Corp Process for producing polyoxyalkylene ether-polyols from lignin
US3538071A (en) * 1967-04-11 1970-11-03 Georgia Pacific Corp Nitrogen and lignin containing products and process for obtaining them
US3718639A (en) * 1971-04-26 1973-02-27 Westvaco Corp Process for producing cationic lignin amines
US3865803A (en) * 1972-05-25 1975-02-11 Westvaco Corp Modified lignin surfactants
US4017475A (en) * 1975-01-20 1977-04-12 Georgia-Pacific Corporation Lignin composition and a process for its preparation
US4017419A (en) * 1976-01-02 1977-04-12 Georgia-Pacific Corporation Cationic bituminous emulsions
US4236579A (en) * 1978-05-30 1980-12-02 Texaco Inc. Modified lignosulfonates as additives in oil recovery processes involving chemical recovery agents
US4265809A (en) * 1979-09-04 1981-05-05 Holsopple Dale B Method of making epoxide-lignin resins
US4455257A (en) * 1982-10-12 1984-06-19 Reed Lignin, Inc. Cationic reaction product of kraft lignin with aldehyde and polyamine
US4721778A (en) * 1984-12-10 1988-01-26 Westvaco Corporation Ammonium lignosulfonates
US4732572A (en) * 1985-10-03 1988-03-22 Westvaco Corporation Amine salts of sulfomethylated lignin
US4793867A (en) 1986-09-26 1988-12-27 Chemfil Corporation Phosphate coating composition and method of applying a zinc-nickel phosphate coating
JPS63103099A (ja) 1986-10-17 1988-05-07 Kao Corp 有機高分子複合亜鉛および亜鉛合金めつき皮膜およびその製造方法
US4764597A (en) * 1987-06-15 1988-08-16 Westvaco Corporation Method for methylolation of lignin materials
US4775744A (en) * 1987-07-23 1988-10-04 Westvaco Corporation Cationic and anionic lignin amines
US5116912A (en) * 1987-12-04 1992-05-26 Henkel Corporation Polyphenolic compounds and uses thereof
US5039770A (en) 1987-12-04 1991-08-13 Henkel Corporation Treatment and after-treatment of metal with polyphenol compounds
US4970264A (en) 1987-12-04 1990-11-13 Henkel Corporation Treatment and after-treatment of metal with amine oxide-containing polyphenol compounds
US4963596A (en) 1987-12-04 1990-10-16 Henkel Corporation Treatment and after-treatment of metal with carbohydrate-modified polyphenol compounds
EP0325852B1 (en) * 1988-01-25 1993-01-27 Engelhard Corporation Kaolin slurry, its preparation, and dispersant therefor
US4918167A (en) * 1988-04-19 1990-04-17 Center For Innovative Technology Method of producing prepolymers from hydroxyalkyl lignin derivatives
US5071517A (en) * 1989-11-21 1991-12-10 Solution Technology Systems Method for directly electroplating a dielectric substrate and plated substrate so produced
US5226976A (en) * 1991-04-15 1993-07-13 Henkel Corporation Metal treatment
US5262042A (en) * 1991-12-12 1993-11-16 Eric F. Harnden Simplified method for direct electroplating of dielectric substrates
US5202403A (en) * 1992-01-15 1993-04-13 Georgia-Pacific Resins, Inc. Lignin modified phenol-formaldehyde resins
US5236571A (en) * 1992-01-21 1993-08-17 Inco Limited Electrode and method for measuring levelling power
US5188665A (en) * 1992-01-24 1993-02-23 Westvaco Corporation Lignin amine salt-based binders for water-based black ink formulations
US5328505A (en) * 1992-10-16 1994-07-12 Westvaco Corporation Cationic aqueous bituminous aggregate slurries for hot climates
JP2672031B2 (ja) 1992-10-30 1997-11-05 ピーピージー インダストリーズ，インコーポレイテッド 耐酸エッチング性を有する塗膜を与えるアミノプラスト硬化可能な塗膜形成組成物
TW242644B (es) 1992-10-30 1995-03-11 Ppg Industries Inc
DE4244209A1 (de) * 1992-12-24 1994-06-30 Basf Lacke & Farben Elektrotauchlacke und Verfahren zur Beschichtung elektrisch leitfähiger Substrate
EP1054081B1 (en) * 1993-03-18 2006-02-01 ATOTECH Deutschland GmbH Composition and process for treating a surface coated with a self-accelerating and replenishing non-formaldehyde immersion coating
US5647956A (en) * 1993-05-28 1997-07-15 Calgon Corporation Cellulosic, modified lignin and cationic polymer composition and process for making improved paper or paperboard
EP0633329A1 (en) 1993-07-06 1995-01-11 Sumitomo Chemical Company, Limited Composite zinc-plated metal sheet and method for the production thereof
US5421989A (en) * 1993-08-31 1995-06-06 Atotech Deutschland Gmbh Process for the metallization of nonconductive substrates with elimination of electroless metallization
DE4404817C1 (de) * 1994-02-16 1995-07-27 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Herstellung einer gehärteten Bleibatterieelektrode
US5588989A (en) 1994-11-23 1996-12-31 Ppg Industries, Inc. Zinc phosphate coating compositions containing oxime accelerators
US5656148A (en) * 1995-03-02 1997-08-12 Atotech Usa, Inc. High current density zinc chloride electrogalvanizing process and composition
US5837119A (en) * 1995-03-31 1998-11-17 International Business Machines Corporation Methods of fabricating dendritic powder materials for high conductivity paste applications
EP0786539A2 (en) 1996-01-26 1997-07-30 Elf Atochem North America, Inc. High current density zinc organosulfonate electrogalvanizing process and composition
US5788822A (en) * 1996-05-15 1998-08-04 Elf Atochem North America, Inc. High current density semi-bright and bright zinc sulfur-acid salt electrogalvanizing process and composition
US6077888A (en) * 1997-04-11 2000-06-20 Westvaco Corporation High viscosity cationic slow-set and medium-set emulsions
US6059952A (en) * 1997-07-10 2000-05-09 International Business Machines Corporation Method of fabricating coated powder materials and their use for high conductivity paste applications
AU757378B2 (en) * 1997-09-12 2003-02-20 Masamitsu Funaoka Novel lignin derivative, moldings produced by using the derivative, and process for the preparation thereof
US6322685B1 (en) * 1998-05-13 2001-11-27 International Business Machines Corporation Apparatus and method for plating coatings on to fine powder materials and use of the powder therefrom
US5989299A (en) * 1998-05-26 1999-11-23 Westvaco Corporation Mixtures of amine modified lignin with sulfonated lignin for disperse dye
EP0995483A1 (en) 1998-10-23 2000-04-26 The Procter & Gamble Company A cross-flow filtration apparatus
CN1209427C (zh) 1999-07-30 2005-07-06 匹兹堡玻璃板工业俄亥俄股份有限公司 具有改进抗刮性的涂料组合物、涂覆基材及其有关方法
BR0012882A (pt) 1999-07-30 2002-04-09 Ppg Ind Ohio Inc Revestimentos curados tendo resistência ao risco melhorada, substratos revestidos e métodos a eles relacionados
DE10010758A1 (de) * 2000-03-04 2001-09-06 Henkel Kgaa Korrosionsschutzverfahren für Metalloberflächen
DE10033433A1 (de) * 2000-07-10 2002-01-24 Basf Ag Verfahren zur elektrolytischen Verzinkung aus alkansulfonsäurehaltigen Elektrolyten
US6875800B2 (en) 2001-06-18 2005-04-05 Ppg Industries Ohio, Inc. Use of nanoparticulate organic pigments in paints and coatings
US6894086B2 (en) 2001-12-27 2005-05-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Color effect compositions
US6689737B2 (en) * 2002-01-17 2004-02-10 The Procter & Gamble Company Household cleaning and/or laundry detergent compositions comprising lignin-derived materials
JP2004117514A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Fuji Photo Film Co Ltd 平版印刷版原版
US20040168925A1 (en) * 2002-10-09 2004-09-02 Uziel Landau Electrochemical system for analyzing performance and properties of electrolytic solutions
US20040134794A1 (en) * 2002-10-22 2004-07-15 Sundaram V S Meenakshi Systems and methods for generating polysulfides
US20050072683A1 (en) * 2003-04-03 2005-04-07 Ebara Corporation Copper plating bath and plating method
US7368043B2 (en) * 2003-04-10 2008-05-06 Applied Intellectual Capital Configurations and methods of electrochemical lead recovery from contaminated soil
WO2005056884A1 (ja) * 2003-12-09 2005-06-23 Kansai Paint Co., Ltd. 有機高分子複合電気亜鉛合金めっき液組成物及び該組成物を用いためっき金属材
US7618678B2 (en) * 2003-12-19 2009-11-17 Conocophillips Company Carbon-coated silicon particle powders as the anode material for lithium ion batteries and the method of making the same
EP1564264A1 (en) * 2004-02-11 2005-08-17 Research Institute of Petroleum Industry of NIOC Process for the production of a paint binder and its use as a selfcrosslinking paint binder in an electrodeposition bath
US7438972B2 (en) 2004-06-24 2008-10-21 Ppg Industries Ohio, Inc. Nanoparticle coatings for flexible and/or drawable substrates
US7576160B2 (en) * 2005-05-06 2009-08-18 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrocoat composition imparting sweat resistance and methods for using the same
CN101302397B (zh) * 2008-06-20 2012-05-16 中华全国供销合作总社西安生漆涂料研究所 一种木质素生漆复合涂料
US8268121B2 (en) * 2009-10-23 2012-09-18 Blount David H Delignification of biomass containing lignin and production of amino lignin aldehyde resins and carbohydrates
US8409403B2 (en) * 2009-10-23 2013-04-02 David H. Blount Production of amino lignin and amino lignin cellulose resins and adhesives

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US8497359B2 (en) 2013-07-30
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