MX2014000818A - Una resina cicloalifatica, su metodo de obtencion y su aplicacion en un recubrimiento de alta resistencia. - Google Patents
Una resina cicloalifatica, su metodo de obtencion y su aplicacion en un recubrimiento de alta resistencia.Info
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Abstract
Se provee una resina-cicloalifática, a partir de la cual, se pueden obtener recubrimientos anticorrosivos, tanto en forma directa, como en forma de híbridos con resinas epóxicas cicloalifáticas, como con resinas hidroxifuncionales, ambas combinadas con endurecedores amínicos o aminosilanos, dando como resultado recubrimientos con propiedades físicas de superior resistencia al intemperismo, retención de brillo, tenacidad e impacto.
Description
UNA RESINA CICLOALIFÁTICA, SU MÉTODO DE OBTENCIÓN Y SU
APLICACIÓN EN UN RECUBRIMIENTO DE ALTA RESISTENCIA-
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Esta invención se refiere a la obtención por síntesis de una resina cicloalifática compuesta por silanos con funcionalidad epóxica y funcionalidad alcoxi-silanol y su uso en la formulación de recubrimientos, particularmente a aquellos resistentes a la intemperie.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las resinas epóxicas son ampliamente conocidas por su excelente resistencia química y por sus propiedades de dureza y adherencia, por lo que son utilizadas en la industria de recubrimientos y pinturas, principalmente en forma de recubrimientos primarios para obra nueva y mantenimiento. Tambien se sabe que las resinas epóxicas, principalmente las fabricadas a partir de epiclorhidrina y bisfenol A, cuando están formando parte de un recubrimiento brillante expuesto a la radiación solar pierden el brillo, se van amarinando por la oxidación en la doble ligadura del bisfenol y se degradan formando un polvillo blanco conocido como “caleo”, por lo que son poco usadas como acabado en exteriores. El avance de la téenica en la producción de resinas epóxicas ha permitido que en épocas recientes estén ya disponibles las resinas epóxicas cicloalifáticas hidrogenadas que
presentan una alta resistencia a la degradación por los rayos solares, sin embargo su reactividad con los endurecedores amínicos es sustancialmente más baja que las resinas aromáticas convencionales. También existen un gran número de silanos con funcionalidad epóxica que funcionan en forma similar a las resinas epóxicas cicloalifáticas aportando las propiedades de resistencia química, tersura y flexibilidad de éstas y la estabilidad a la intemperie de los silanos.
Las resinas de polisiloxano son utilizadas para recubrimientos de alta resistencia a la temperatura, pues forman películas muy duras pero sumamente quebradizas y poco decorativas, además de ser mucho más costosas que las epóxicas o alquidálicas que se usan en decoración y en mantenimiento industrial. Con estas características tan contrastantes, ambos tipos de resinas presentan insuficientes características para ser el recubrimiento ideal para satisfacer los requerimientos de alto desempeño y a la vez tener los atributos de dureza, tersura, brillo y resistencia deseados en la industria, pero en recientes desarrollos se ha encontrado que ambos tipos de resinas contrastantes en sus características, se complementan cuando se combinan en cantidad y tipo adecuado formando los híbridos, epoxi-polisiloxano.
En la patente US 4,250,074 de Raymond E. Foseante et al. concedida en 1981, se hace una hibridación en donde se mezcla un polímero epóxico y un polímero de silanos, los cuales terminan su
polimerización reaccionando simultáneamente, el epóxico con una amina difuncional y el polisiloxano internamente reaccionado a traves de una policondensación hidrolítica. El resultado de esta red interpenetrada (IPN) fue una película con resistencia a los rayos UV del sol y retención del brillo y sin formación de caleo, aunque quebradiza y con poca resistencia al impacto y a la abrasión.
En la patente US 5,618,860 de Norman R. Mowrer et al. concedida en 1997 se utilizan resinas epóxicas cicloalifáticas combinadas con silanos hidrolizados, que son reaccionadas con un endurecedor amino-silano y con sus correspondientes catalizadores órgano-metálicos. Esta hibridación produce una película con dureza y resistencia a la intemperie superior a una película epóxica pura, sin embargo, el problema de rigidez, falta de flexibilidad y resistencia al impacto, persisten debido a la continua reactividad de los radicales remanentes.
En otras invenciones posteriores, como la patente mexicana 291426 de Norman R. Mowrer et al. (PPG) concedida en 2008, se utilizan también resinas cicloalifáticas en hibridación con intermedios de silanos, como por ejemplo la DC-3074 metoxi-funcional de Dow y otras silanol-funcionales como la DC-840 y Z6018 también de Dow Corning, que también terminan en policondensación hidrolítica ayudados por la previa hidrólisis de los radicales metoxi de los intermedios y con el agua del medio ambiente. En este último desarrollo, los intermedios de silano requieren necesariamente de la
entremezcla con resinas epóxicas hidrogenadas ó silanos con función epóxica.
Por lo anterior, es persistente la necesidad de protección de sustratos petreos, metálicos, de madera, plásticos o cemento, entre otros, con recubrimientos que cuenten con muy buena resistencia al impacto, tenacidad, resistencia a la intemperie y retención de brillo y que permitan la hibridación con resinas epóxicas ó bien con otras como resinas acrílicas, poliéster o polisiloxano para impartir al sistema características específicas de comportamiento y costo.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Esta invención se refiere a la obtención por síntesis de una resina cicloalifática compuesta por la reacción de bisfenol hidrogenado y por silanos con funcionalidad epóxica y funcionalidad alcoxi-silanol y su uso en la formulación de recubrimientos, que por sí misma puede sustituir la triple utilización de resinas epóxicas combinadas con silanos alcoxi funcionales y silanol funcionales reaccionados con amino-silanos para la producción de híbridos utilizados como recubrimientos para la protección anticorrosiva en mantenimiento industrial.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En una primera modalidad de esta invención se describe la obtención de la resina cicloalifática compuesta por silanos con funcionalidad epóxica y funcionalidad alcoxi-silanol a partir de la reacción de un bisfenol hidrogenado y un silano epoxi-funcional con terminales metoxi, etoxi o propoxi.
La resina cicloalifática se obtiene por una reacción de eterificación haciendo reaccionar un silano epoxi-funcional de formula genérica:
Donde Ri puede ser, de manera indistinta metil, metoxi, etoxi o propoxi; “X” puede ser epoxi-ciclohexil o glicidoxy; y n es un número entero de 1 a 6.
Con un bisfenol hidrogenado de formula
Donde R2 puede ser metilo, etilo o hidrógeno.
El silano epoxi-funcional se encuentra entre el 30 al 75%, preferiblemente del 50 al 65% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática.
Y el bisfenol hidrogenado comprende del 30 al 70% preferiblemente
del 35 al 65% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática.
Preferiblemente el bisfenol hidrogenado se selecciona de bisfenol A hidrogenado o bisfenol F hidrogenado.
Preferiblemente el silano epoxi-funcional puede ser 3-glicidiloxi- 5 propil-trimetoxi-silano, 3-glicidiloxi-propil-trietoxi-silano, g-Glicidoxi-propil- trietoxi-silano, 3-glicidiloxi-propil-tripropoxi-silano, 3-glicidoxi-propil-metil- dietoxi-silano, 2-(3,4 epoxi-ciclohexil) etil- trimetoxi-silano, b (3,4 epoxi- ciclohexil) etil- trietoxi-silano, mas preferiblemente el silano epoxi-funcional es 3-glicidiloxi-propil-trimetoxi-silano.
ío El silano epoxi funcional contiene una función glicidil en un extremo y radicales metoxi, etoxi o propoxi ligadas al silicio del silano epoxi-funcional. La reacción se lleva a cabo a baja temperatura en un rango desde 90°C hasta 160°C, con la ayuda de un catalizador órgano-metálico. Como producto de esa reacción, se genera el alcohol correspondiente al tipo de 15 silano epoxi funcional utilizado, se extrae del 70 al 90% del valor teórico estequiometrico esperado, se prefiere el uso del silano funcionalizado con metoxi porque se tiene un mejor rendimiento.
La presencia de anillos cicloalifáticos del bisfenol hidrogenado le imparten a la molécula propiedades mecánicas y químicas superiores al
20 combinarse con el silano epoxi-funcional a través de la alcohólisis entre las terminales hidroxilo del bisfenol hidrogenado y las funciones metoxi, etoxi o
propoxi del silano epoxi-funcional, que proporcionan a la molecula una terminal oxirano que puede reaccionar con endurecedores amínicos ó silano- amínicos, y uno o varios radicales metoxi o etoxi disponibles para combinarse con otros radicales funcionales que le permitan formar híbridos 5 con por ejemplo polisiloxanos, acrílicos o epóxicos.
La reacción de eterificación puede llevarse a cabo en una relación molar de 0.7:1.0 a 2.5:1.0 entre el silano epoxi-funcional y el bisfenol hidrogenado, se prefiere una o dos moléculas del silano epoxi-funcional por cada mol de bisfenol hidrogenado; utilizando una mayor relación molar de ío silano epoxy-funcional se tiene mayor funcionalidad, lo que forma un cruzamiento más denso y más resistente en términos generales y con la versatilidad de tener la opción de formar híbrido con otro tipo de resinas.
Preferiblemente, el silano epoxi-funcional debe tener al menos 2 radicales metoxi, etoxi o propoxi disponibles en la molécula, al menos uno de 15 ellos puede reaccionar con los hidroxilos del bisfenol hidrogenado. En esta reacción se produce el alcohol correspondiente según el tipo de silano epoxi- funcional utilizado, el alcohol debe ser extraído ya que la reacción es reversible.
En todos los casos el alcohol desprendido es la misma cantidad, 20 porque depende de la cantidad de radicales hidroxilo del bisfenol hidrogenado.
La reacción para la obtención de la resina cicloalifática es promovida
por catalizadores órgano-metálicos como el octoato de zinc ó el laureato de estaño.
Por el tipo de componentes utilizados en la obtención de la resina cicloalifática no se requiere la incorporación de agua.
Opcionalmente se puede agregar un alquil-silicato durante la obtención de la resina cicloalifática, los alquil-silicatos tienen radicales metil, etil, propil, butil o hidroxilos, que pueden reaccionar más fácilmente con las terminales metoxi, etoxi o propoxi sobrantes de la reacción de eterificación entre el bisfenol hidrogenado y el silano epoxi-funcional.
El alquil-silicato preferiblemente se selecciona del grupo de tetra-metil-orto-silicato, tetra-etil-orto-silicato, tetra-propil-orto-silícato o tetra-butil-orto-silicato, los alquil-silicatos se pueden utilizar no hidrolizados o parcialmente hidrolizados
En este caso la resina cicloalifática se obtendría a partir de:
a) 30 a 60% de un bisfenol hidrogenado preferiblemente del 35 al
50% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática;
b) 30 a 70% de un silano epoxi-funcional, preferiblemente del 30 al 65% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática;
c) 10 a 40% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática, de un alquil-silicato y
d) hasta 5% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática, de catalizador órgano-metálico como el octoato de zinc ó el
laureato de estaño.
El mecanismo de curado de la resina cicloalifática puede realizarse por medio de aminas polifuncionales o amino-silanos, las cuales pueden reaccionar con los glicidilos, y por reacción de los radicales metoxi sobrantes con los hidroxilos producto de la reacción de los oxiranos epóxicos con las aminas. Esta resina cicloalifática tiene las características propias para formar un polisiloxano epóxico debidamente formulado, o bien se puede mezclar con otras resinas como por ejemplo epóxicas para reforzar su resistencia química principalmente. También puede modificarse con otras resinas como las acrílicas con lo que se obtendría un híbrido triple de naturaleza acrílica-epóxica-polisiloxano de alta resistencia química y mecánica de gran estabilidad al exterior.
En una segunda modalidad de la invención se prepara un recubrimiento polisiioxano-epóxico de dos componentes a partir de la resina cicloalifática de la primera modalidad. El recubrimiento debidamente formulado presenta resistencia al impacto, tenacidad, flexibilidad, resistencia al medio ambiente, así como retención de brillo, el recubrimiento formulado contiene:
a) 15 a 55% en peso de una resina cicloalifática obtenida de acuerdo con la primera modalidad de la invención;
b) 10 a 20% en peso de un endurecedor amino-polifuncional o bien amino-silano con grupos terminales metoxi ó etoxi;
c) Hasta 5% en peso de un catalizador órgano-metálico y d) Pigmentos y agregados.
Por la composición de la resina cicloalifática no se requiere la incorporación de agua en la formulación de recubrimientos o en su proceso de obtención.
El endurecedor puede ser una amina polifuncional, por ejemplo una amina alifática, un aducto-amina, una poliamidoamina, una amina cicloalifálica, una amina aromática base de Mannich, que pueden ser sustituida o combinada con amino-silanos con la fórmula general:
y - Si - (O - D 3.
Donde “Z” puede ser alquil, hidroxialquil alcoxialquil, donde el número de átomos de carbono es menor a 6; “y” es el radical H (HNR)n, donde “R” son radicales aril, alquil, alcoxialquil ó cicloalquil y n es un número entero de
2 a 6. “R” puede variar según la naturaleza de “y”.
El catalizador órgano-metálico se selecciona de octoato de zinc, laureato de estaño u órgano-titanatos, preferiblemente titanato de dibutilo.
La composición puede tambien contener otros compuestos como modificadores reológicos, dispersantes, humectantes, plastificantes, antiespumantes y solventes, para poder alcanzar las propiedades de resistencia y aplicación buscadas.
En una tercera modalidad de la invención se prepara un recubrimiento de dos componentes a partir de la resina cicloalifática de la primera modalidad, con al menos una resina epóxica no aromática y/o al menos una resina acrílica, el recubrimiento presenta las características deseadas tanto mecánicas como de resistencia al medio ambiente, así como retención de brillo.
La resina cicloalifática de acuerdo con la primera modalidad de la invención, por sus características y composición puede sustituir a la combinación de resina epóxica hidrogenada adicionada con un polisiloxano, más un órgano-oxisilano, todas endurecidas con amino-silanos, en donde el polisiloxano y el órgano-oxisilano se hidrolizan con agua agregada y los silanoles producidos se policondensan formando un polímero complejo lineal con la resina epóxica, mecanismo descrito en las patentes US4,250,074; US5, 618,860 y US6,639,025 de Haruji Sakugawa.
Por la composición de la resina cicloalifática no se requiere la incorporación de agua en la formulación de recubrimientos o en su proceso de obtención.
La formulación del recubrimiento de acuerdo con la tercer modalidad dará lugar a la formación simultánea de 2 polímeros reaccionados con sus correspondientes endurecedores, y a través de ellos conectarse para formar una intrincada red de enlaces químicos que resultan en la formación de una película de superior resistencia que las películas de tipo epóxico, tanto en
resistencia química como de propiedades físicas de dureza, tenacidad, flexibilidad, adherencia, retención de brillo, resistencia a la degradación producida por los rayos ultravioleta de la luz solar, debido a la presencia de núcleos cicloalifáticos, grupos de silicio suficientes para proteger la molécula compleja del híbrido a la vez que la formación de polímeros lineales de resina epóxica cicloalifática con polisiloxano aminas.
El recubrimiento híbrido de acuerdo con la tercera modalidad de esta invención se prepara combinando:
a) Al menos una resina epóxica no aromática y/o al menos una resina acrílica hidroxilada;
b) Una resina cicloalifática obtenida de acuerdo con la primera modalidad de la invención;
c) Un compuesto endurecedor;
d) Un catalizador órgano-metálico y
e) Pigmentos y otros agregados.
La composición puede también contener otros compuestos como modificadores reológicos, dispersantes, humectantes, plastificantes, antiespumantes y solventes, para poder alcanzar las propiedades de resistencia y aplicación buscadas.
Las resinas epóxicas no aromáticas utilizadas son del tipo cicloalifático o alifáticas que contienen más de uno, de preferencia 2 grupos epóxicos por molécula, y de preferencia deben ser líquidas y tener un peso
equivalente por grupo epóxico de 150-2000 y preferiblementede 150-500. Las resinas epóxicas cicloalifáticas preferidas son del tipo diglicidil eter de bisfenol A hidrogenado y diglicidil éter de bisfenol F hidrogenado. Las resinas epóxicas alifáticas preferidas son del tipo obtenidas de la reacción del polipropilenglicol con la epiclorhidrina. La proporción de resina epóxica preferida, oscila de 15 a 45% en peso del total de las resinas, con una proporción ideal de cuando menos 25% en peso.
El endurecedor puede ser una amina polifuncional, por ejemplo una amina alifática, un aducto-amina, una poliamidoamina, una amina cicloalifálica, una amina aromática base de Mannich, que pueden ser sustituida o combinada con amino-silanos con la fórmula general:
y— Si— (O— D 3.
Donde “Z” puede ser alquil, hidroxialquil alcoxialquil, donde el número de átomos de carbono es menor a 6; “y” es el radical H (HNR)n, donde “R” son radicales aril, alquil, alcoxialquil ó cicloalquil y n es un número entero de 2 a 6. “R” puede variar según la naturaleza de “y”.
Preferiblemente cuando menos 0.7 equivalentes de amina por equivalente de epoxi deben estar contenidos en el endurecedor y la amina puede ser bifuncional o polifuncional.
Las reacciones químicas de “curado” del recubrimiento cuando
contiene al menos una resina epóxica y la resina cicloalifática de la primera modalidad, pueden consistir en la reacción de adición de la resina epóxica con las aminas dejando un radical hidroxilo en sustitución, que se puede adicionar a un radical metoxi, etoxi o propoxi remanente de la resina cicloalifática presente en la mezcla. Esta misma reacción entre la resina epóxica y el amino-silano, se puede efectuar también con el radical oxirano de la resina cicloalifática.
En cada combinación de la amina con los radicales epóxicos, se puede formar un hidroxilo, el cual a su vez puede combinarse con un metoxi, etoxi o propoxi, y de ahí se desprende el alcohol correspondiente.
Un recubrimiento formulado de acuerdo con la tercera modalidad de la invención puede contener:
a) 15 a 55% en peso de una resina cicloalifática obtenida de acuerdo con la primera modalidad de la invención;
b) 15 a 45% en peso de una resina epóxica no aromática teniendo cuando menos 2 grupos epóxicos por molécula;
c) 10 a 20% en peso de un endurecedor amino-polifuncional ó bien amino-silano con grupos terminales metoxi ó etoxi;
d) Hasta 5% en peso de un catalizador órgano-metálico y e) Pigmentos y agregados.
Las composiciones y variantes de la segunda y tercera modalidad de la invención son en todos los casos, recubrimientos resinosos formando un
sistema de dos componentes presentados en dos recipientes separados que se mezclan entre sí antes de utilizarse.
En esta tercera modalidad el recubrimiento formulado tambien puede contener:
a) 20 - 60% en peso de una resina cicloalifática obtenida de acuerdo con la primera modalidad de la invención;
b) 10 - 30% en peso de una resina acrílica hidroxilada con un peso equivalente oscilando de 600 a 1000 gramos por equivalente de hidroxilo;
c) 10 - 30% en peso de un endurecedor de poliaminas o bien amino-silano;
d) Hasta 5% en peso de un catalizador órgano-metálico y e) 10 a 40% en peso de pigmentos, cargas, aditivos y solventes.
En este caso la resina cicloalifática de la primera modalidad se hidroliza combinada con una resina acrílica funcional que químicamente se reacciona con terminales funcionales de la resina cicloalifática y/o con terminales funcionales del endurecedor.
Los catalizadores órgano-metálicos promueven las reacciones de alcohólisis entre la resina cicloalifática y la resina acrílica hidroxilada; el catalizador órgano-metálico promueve la condensación hidrolítica del complejo de radicales silanol que puede formarse por reacciones entre el amino-glicidilo, radicales hidroxilo de la resina acrílica funcional y radicales
hidroxilo libres del alquil-silicato, toda esta hidrólisis complementada con la simple presencia de humedad del medio ambiente que termina de transformar los radicales metoxi, etoxi o propoxi en radicales hidroxilo.
El catalizador órgano-metálico se selecciona de octoato de zinc, laureato de estaño u órgano-titanatos, preferiblemente titanato de dibutilo.
Algunos endurecedores de tipo amino-silano preferidos por sus características son: N-(3-(trimetoxisilil)propil)etilenodiamina; N-(3- (trimetoxisilil)propil)dietilentriamina; N,N-bis(3-(trimetoxisilil)propil)-1 ,2-etanodiamina; N,N'-bis(3-(trimetoxisilil)propil)-1 ,2-etanodiamina; Bis(trimetoxisililpropil)amina; Bis(3-trietoxisililpropil)amina; aminoetilaminopropiltrimetoxisilano; aminopropiltrimetoxisilano; g-aminopropiltrimetoxisilano; 3-aminopropiltrimetoxisilano; aminopropiltrietoxisilano; 3-aminopropiltrietoxisilano; g-aminopropiltrietoxisilano; triaminopropiltrimetoxisilano; N( -aminoetil)-y-aminopropiltrimetoxisilano; N-2-aminoetil-3-aminopropiltrimetoxisilano; N(b-aminoetil)-y-aminopropilmetildimetoxi- silano; 4-(amino)-3,3(dimetil-butil)trimetoxisilano; N-(2-aminoetil)-3-aminopropilmetildimetoxisilano; N-(n-Butil)-3-aminopropiltrimetoxisilano; 3-aminopropilmetildietoxisilano; N-Benzil-N-aminoetil-3-aminopropiltrimetoxisilano-clorhidrato; 3-(2-aminoetil)aminopropil fenil silsesquioxanos metoxi-terminados; polidimetilsiloxanos con grupos aminoalquilo; poliazamida sililada; resinas de
silicona metil-fenil-amino funcional; oligomeros de diamino silano.
El amino-propil trimetoxisilano es especialmente preferido por sus características de funcionalidad y en general, los amino-silanos preferidos son difuncionales, porque combinan la presencia de 2 radicales de hidrógeno que reaccionan con los radicales oxirano de las resinas epóxicas no aromáticas cuando se tienen fórmulas modificadas, o tambien con los radicales oxirano de la resina cicloalifatica de acuerdo con la primera modalidad de esta invención formando polímeros no reticulares, lineales que muestran resistencia mejorada a las condiciones ambientales.
Ejemplo 1
Se preparó una resina cicloalifática haciendo reaccionar: Aproximadamente 150 gramos de bisfenol A hidrogenado que se disolvieron en aproximadamente 130 gramos de Glicidoxi-Propil-Trimetoxi-Silano y se inicia calentamiento hasta conseguir la fusión del bisfenol A hidrogenado llegando la temperatura alrededor de los 140°C. Se agregan 1.2 gramos de octoato de zinc a la solución transparente, habiendo desprendimiento de alcohol metílico en forma abundante. Se continúa extrayendo alcohol hasta obtener entre 28 y 30 gramos de alcohol. En este punto se considera que la reacción está terminada, quedando la resina transparente.
Ejemplo 2
Se procede a fabricar un recubrimiento epoxi-silano de una sola resina, un motivo principal de la invención, recibiendo en un recipiente con
agitación 530 gramos de resina cicloalifática fabricada de acuerdo al procedimiento del ejemplo 1; 2.65 gramos de un dispersante de sal de alquilamina con grupos ácidos; 113 gramos de dióxido de titanio; 50 gramos de acetato de butilo; 5.3 gramos de laureato de dibutil estaño y 5.3 gramos de agua. Se dispersa esta mezcla hasta homogenizar y posteriormente se agregan 4 gramos de titanato de dibutilo y se agita por 30 minutos. Esta mezcla se cura con 60 gramos de polieter amina de peso equivalente 230, Esta mezcla puede aplicarse a temperatura ambiente por metodos convencionales de espreado, brocha o rodillo, obteniéndose una película tersa, brillante, dura, de alta resistencia a rayos ultravioleta que no calea en exposición al sol y con excelente flexibilidad.
Ejemplo 3
Se prepara un recubrimiento híbrido mezclando; 530 gramos de resina cicloalifática fabricada de acuerdo al procedimiento del ejemplo 1; aproximadamente 480 gramos de resina epóxica cicloalifática con peso equivalente 225 y en la mezcla se dispersan aproximadamente 300 gramos de dióxido de titanio con aditivo dispersante de sal de alquilamina hasta obtener una dispersión de 6 unidades Hegman. La pasta obtenida se hace reaccionar con 500 gramos de resina amino-funcional de peso equivalente 230 y se diluye con 150 gramos de acetato de butilo para facilitar su aplicación por aspersión a un espesor de 0.15 a 0.18 mm (6 a 7 mils de pulgada) en húmedo. La aplicación seca al tacto en 5 horas
aproximadamente, y al día siguiente queda una película tersa, de 98% de Unidades de Brillo Gardner, dureza con lápiz H según el método BYK-Gardner y excelente flexibilidad. La resistencia al impacto y a rayos ultravioleta de la película seca con 0.10 a 0.13 mm (4 a 5 mils de pulgada) de espesor seco es de excelente durabilidad.
Ejemplo 4
Se prepara una resina Silano-Epóxica Modificada, cargando en un matraz , con agitación y sistema de extracción de condensados, 250 gramos de Glicidoxi-Propil-Trimetoxi-Silano y se inicia calentamiento y agitación. Se agregan 140 gramos de bisfenol A hidrogenado en 60 minutos y 2 gramos de octoato de zinc. Al alcanzar una temperatura de 100-105°C se observa desprendimiento de alcohol y paulatinamente empieza a subir la temperatura y a disolverse el bisfenol A hidrogenado. Se mantiene la temperatura a 150°C. En un lapso aproximado de 2 horas, la temperatura tiende a subir y el alcohol deja de desprenderse, llegando a extraerse 64 gramos de alcohol metílico. En ese punto se termina la reacción. De la resina formada, se toman 40 gramos y se mezclan por separado con 20 gramos de resina acrílica hidroxilada con peso equivalente entre 600 y 800 gramos por equivalente de OH y se procede a aplicar por el método convencional de espreado, brocha o rodillo sobre una placa metálica limpia. Después de aproximadamente 2 horas de secado, se obtiene una película tersa, transparente de excelente resistencia a la luz, flexible y dura, muy apropiada para formular un
recubrimiento de alta resistencia a la intemperie y a la alta temperatura, hasta 260°C de resistencia al calor continuo.
Si bien la presente invención se ha descrito en relación con algunas modalidades preferidas, debe entenderse que la materia-sujeto de la presente invención, no se limita a dichas modalidades específicas. Por el contrario, se pretende que la misma incluya todas las alternativas, modificaciones y equivalentes posibles incluidas o que puedan ser incluidas dentro del alcance y espíritu de las siguientes reivindicaciones.
Claims (52)
1. Una resina cicloalifática caracterizada porque se obtiene de la reacción de: a) un silano epoxi-funcional de formula en donde Ri puede ser, de manera indistinta, metil, metoxi, etoxi o propoxi; X puede ser epoxi-ciclohexil o glicidoxy y n es un número entero de 1 a 6. b) un bisfenol hidrogenado de formula en donde R2 puede ser un metilo, etilo o hidrógeno.
2. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el silano epoxi-funcional se selecciona del grupo que consiste de glicidiloxi-propil-trimetoxi-silano, glicidiloxi-propil-trietoxi-silano o glicidiloxi-propil-tripropoxi-silano.
3. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el silano epoxi-funcional es glicidoxi-propil trimetoxi- silano.
4. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque el bisfenol hidrogenado se selecciona de bisfenol A hidrogenado o bisfenol F hidrogenado.
5 5. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque el bisfenol hidrogenado es bisfenol A hidrogenado.
6. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el silano epoxi-funcional se encuentra en una cantidad entre el 30 al 75% en peso del total de los componentes de la resina ío cicloalifática.
7. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque el silano epoxi-funcional se encuentra en una cantidad entre el 50 al 65% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática. 15
8. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque el bisfenol hidrogenado se encuentra en una cantidad entre el 30 al 70% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática.
9. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 1 , 20 caracterizada porque el bisfenol hidrogenado se encuentra en una cantidad entre el 35 al 65% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática.
10. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque contiene un alquil-silicato parcialmente hidrolizado o no hidrolizado.
11. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el alquil-silicato se selecciona del grupo que consiste de tetra-metil-orto-silicato, tetra-etil-orto-silicato, tetra-propil-orto-silicato o tetra-butil-orto-silicato.
12. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el alquil-silicato es tetra-etil-orto-silicato parcialmente hidrolizado.
13. Una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el alquil-silicato se encuentra en una cantidad entre el 10 al 40% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática.
14. Un metodo de obtención de una resina cicloalifática caracterizado porque comprende las etapas de: a) preparar una mezcla que contiene: i) un bisfenol hidrogenado de formula en donde l¾ puede ser metilo, etilo o hidrógeno. ii) un silano epoxi-funcional de formula en donde Ri puede ser, de manera indistinta metil, metoxi, etoxi o 5 propoxi; X puede ser epoxi-ciclohexil o glicidoxy y n es un número entero de 1 a 6. b) calentar la mezcla a una temperatura entre 90°C a 160°C c) agregar un catalizador órgano-metálico d) extraer un alcohol. ío
15. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el silano epoxi- funcional se selecciona del grupo que consiste de glicidiloxi-propil-trimetoxi- silano, glicidiloxi-propil-trietoxi-silano o glicidiloxi-propil-tripropoxi-silano.
16. Un método de obtención de una resina cicloalifática de 15 conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el silano epoxi- funcional es glicidoxi-propil trimetoxi-silano.
17. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el bisfenol hidrogenado se selecciona de bisfenol A hidrogenado o bisfenol F 20 hidrogenado.
18. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el bisfenol hidrogenado es bisfenol A hidrogenado.
19. Un metodo de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el silano epoxi- funcional se agrega en una proporción del 40 al 75% en peso del total de los 5 componentes de la resina cicloalifática.
20. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el silano epoxi- funcional se agrega en una proporción del 50 al 65% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática. ío
21. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el bisfenol hidrogenado se agrega en una proporción del 30 al 70% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática.
22. Un método de obtención de una resina cicloalifática de 15 conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el bisfenol hidrogenado se agrega en una proporción del 35 al 65% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática.
23. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el catalizador 20 órgano-metálico se selecciona del octoato de zinc o el laureato de estaño.
24. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el catalizador órgano-metálico es octoato de zinc.
25. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la mezcla del silano epoxi-funcional y el bisfenol hidrogenado se realiza a una relación 5 molar de 0.7:1.0 a 2.5:1.0.
26. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la relación molar entre el silano epoxi-funcional y el bisfenol hidrogenado es de 1 :1.
27. Un método de obtención de una resina cicloalifática de ío conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la relación molar entre el silano epoxi-funcional y el bisfenol hidrogenado es de 2:1.
28. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la mezcla contiene un alquil-silicato parcialmente hidrolizado o no hidrolizado. 15
29. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el alquil-silicato se selecciona del grupo de tetra-metil-orto-silicato, tetra-etil-orto-silicato, tetra-propil-orto-silicato o tetra-butil-orto-silicato.
30. Un método de obtención de una resina cicloalifática de 20 conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el alquil-silicato es tetra-etil-orto-silicato parcialmente hidrolizado.
31. Un método de obtención de una resina cicloalifática de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el alquil-silicato se agrega en una proporción del 10 al 40% en peso del total de los componentes de la resina cicloalifática.
32. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico comprendiendo: a) una resina cicloalifática que se obtiene de la reacción de: i) un silano epoxi-funcional de formula en donde Ri puede ser, de manera indistinta metil, metoxi, etoxi o propoxi; X puede ser epoxi-ciclohexil o glicidoxy y n es un número entero de 1 a 6. ii) con un bisfenol hidrogenado de formula en donde R2 puede ser metilo, etilo o hidrógeno b) un endurecedor que contiene una amina-alifatica- polifuncional o un amino-silano o mezclas de los mismos.
33. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque contiene un catalizador órgano-metálico seleccionado del grupo que consiste de octoato de zinc, laureato de estaño o titanato de dibutilo.
34. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el catalizador órgano-metálico es octoato de zinc o titanato de dibutilo.
35. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el catalizador está presente en una cantidad de hasta el 5% en peso del total de los componentes del recubrimiento.
36. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque contiene uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste de modificadores reológicos, dispersantes, humectantes, plastificantes, antiespumantes, pigmentos, agregados y solventes.
37. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la resina cicloalifática se encuentra entre el 15% al 60% en peso del total de los componentes del recubrimiento.
38. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el endurecedor se encuentra en una cantidad entre el 10% al 30% en peso del total de los componentes del recubrimiento.
39. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el endurecedor se selecciona del grupo que consiste de amina alifática, aducto-amina, poliamidoamina, amina cicloalifálica, amina aromática base de Mannich, amino-silanos, o mezcla de los mismos.
40. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la 5 reivindicación 32, caracterizado porque contiene al menos una resina epóxica no aromática o al menos una resina acrílica hidroxilada o la mezcla de las mismas.
41. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque contiene un catalizador órgano-ío metálico seleccionado del grupo que consiste de octoato de zinc, laureato de estaño o titanato de dibutilo.
42. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque el catalizador órgano-metálico es octoato de zinc o titanato de dibutilo. 15
43. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque el catalizador está presente en una cantidad de hasta el 5% en peso del total de los componentes del recubrimiento.
44. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la 20 reivindicación 40, caracterizado porque contiene uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste de modificadores reológicos, dispersantes, humectantes, plastificantes, antiespumantes, pigmentos, agregados y solventes.
45. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la, o las resinas epóxicas son del tipo cicloalifático hidrogenadas.
46. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la, o las resinas epóxicas tienen al menos 2 grupos epóxicos por molécula.
47. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la, o las resinas epóxicas está(n) presente(s) en una cantidad entre el 15 al 45% en peso del total de los componentes del recubrimiento.
48. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la, o las resinas acrílicas hidroxiladas tienen un peso equivalente de 600 a 1000 gramos por equivalente de hidroxilo.
49. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la, o las resinas acrílicas está(n) presente(s) en una cantidad entre el 10 al 30% en peso del total de los componentes del recubrimiento.
50. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el endurecedor se selecciona del grupo que consiste de una amina alifática, aducto-amina, poliamidoamina, amina cicloalifática, amina aromática base de Mannich, amino-silanos, o mezcla de los mismos.
51. Un recubrimiento polisiloxano-epóxico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el endurecedor es amino-propil-trimetoxi-silano.
52. El uso de una resina obtenida mediante el metodo de conformidad con la reivindicación 14, para formular recubrimientos resistentes a la intemperie y para protección anticorrosiva en mantenimiento industrial.
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