MXPA99007601A - Particulas de poliester esfericas teñidas, procedimiento para su preparacion y su uso para revestimientos en polvo - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a:La invención se refiere a partículas de poliéster homogéneamente teñidas que tienen un tamaño de partícula promedio de<50æm y una distribución granulométrica monomodal por partícula (=d90-dl0/d50)<2.5;a temperaturas<200§C, estas partículas se pueden fundir para formar un revestimiento continuo;la invención además se refiere a un procedimiento para la producción de las mismas y a su uso como lacas en polvo;en la modalidad preferida, las partículas consisten de unidades de las fórmulas (1) -CO-X-CO y (2) -O-D-O-, en donde X representa un residuo aromático de C6 a C14 sustituido o no sustituido o un grupo alquileno, polimetileno, cicloalcano o dimetilen-cicloalcano o un grupo alcanodiilo de cadena recta o ramificada, posiblemente insaturado y D representa un grupo alquileno, polimetileno, dimetilencicloalcano o un grupo alcanodiilo de cadena recta o ramificada, posiblemente insaturado.

Description

PARTÍCULAS DE POLIESTER ESFÉRICAS TEÑIDAS. PROCEDIMIENTO PARA SU PREPARACIÓN Y SU USO PARA REVESTIMIENTOS EN POLVO MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se refiere a partículas de poliéster esféricas teñidas homogéneamente con tamaños de partícula de <50 µm, que forman un revestimiento continuo a temperaturas <200°C, al procedimiento para su preparación y a su uso como revestimientos en polvo. Los revestimientos en polvo consisten en general de un polímero formador de película que puede ser entrelazable, de aditivos tales como, por ejemplo, mejoradores de flujo o auxiliares de devolatilización y, en el caso de revestimientos o revestimientos en polvo teñidos, pigmentos y si se desea, rellenadores. Los revestimientos en polvo se preparan tradicionalmente al someter los componentes anteriormente mencionados a mezclados intensivos en un extrusor a una temperatura arriba de la temperatura de reblandecimiento del polímero formador de película, pero debajo de la temperatura de entrelazamiento y entonces, por medio de un procedimiento de molienda, llevar el material extruído resultante a un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 40 a 70 µm. El proceso de molienda conduce a que los polvos de estructura irregular, (significa aquellos polvos que tienen un tamaño partícula promedio notablemente menor de 30 µm), no se puedan procesar más, por medio de las técnicas de aspersión electrostáticas habituadas en el procedimiento de revestimientos en polvo. Por ejemplo, EP-A-O 459 048 menciona que las composiciones de revestimiento en polvo tienen un tamaño de partícula menor de 15 µm y no se pueden procesar por medio de la técnica de aspersión electrostática. Los polvos molidos que se utilizaron en la técnica anterior, tienen un diámetro de partícula promedio de aproximadamente 40 a 70 µm y resultan típicamente en un espesor de capa de 40 a 70 µm. La tecnología de molienda produce, en particular, una distribución muy amplia de tamaño de partícula. Además, se observa una ampliación de esta distribución incrementando la finura de los polvos. La amplitud de una distribución de tamaño de partícula se caracteriza utilizando no solamente el parámetro d50, para el cual solamente el 50% de las partículas son mayores que o menores que el valor d50, sino utilizando también dos parámetros adicionales: d10 designa el tamaño de partícula para el cual el 10% de las partículas son más pequeñas que su valor límite. Correspondientemente, d90 designa el tamaño de partícula para el cual el 90% de las partículas son más finas que el valor d90. La amplitud de la distribución del tamaño de partícula generalmente se caracteriza porque forma un cociente definido como el intervalo y se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula: intervalo=d90-d10/d50. La relación es, por lo tanto: entre más pequeño sea el intervalo, más estrecha será la distribución del tamaño de partícula. Un polvo constituido por esferas idénticas en tamaño tendrá un intervalo de 0. Para los polvos molidos de la técnica anterior, con un tamaño de partícula promedio d50 de 50 µm, se obtiene típicamente un intervalo de 3- 4. Basándose en aspectos de tipo económico, (menor consumo de material) pero también por las ventajas técnicas (mayor flexibilidad del revestimiento) es deseable un espesor de capa relativamente bajo para los revestimientos en polvo. Un espesor de capa relativamente bajo se puede lograr solamente al reducir el tamaño de partícula del polvo. Otro factor crítico es que los polvos tienen una distribución de tamaño de partícula muy estrecha, ya que de otra manera existen dificultades en el procesamiento, especialmente con un contenido muy alto de partículas finas. Por lo tanto, no ha habido falta de intentos en el pasado para obtener una reducción en el tamaño de partícula de revestimientos en polvo por medio de nuevas tecnologías sin incurrir en las desventajas anteriormente mencionadas en la capacidad de procesamiento en polvo. El objetivo es, en general, preparar partículas con una forma esférica casi ideal, ya que dichos polvos exhiben substancialmente un comportamiento de flujo más favorable que los polvos molidos irregularmente. Y se ha intentado, por ejemplo, preparar partículas casi esféricas asperjando materiales fundidos de polímero. Sin embargo, los resultados presentados en WO 92/00342 indican, que esto conduce solamente a un éxito moderado. Las partículas obtenidas por medio de esta técnica, aunque tienen una superficie más suave que los polvos molidos, están todavía lejos de la estructura ideal de una esfera.

Otro método que se ha investigado para la preparación de partículas esféricas es el asperjado de polímeros a partir de una solución supercrítica, como se describió, por ejemplo en EP-A-0 661 091 o EP-A-0 792 999. Este método también tiene desventajas substanciales. Por ejemplo, en las aplicaciones citadas se menciona que, debido a la evaporación repentina del "solvente" supercrítico, se obtiene un polvo que tiene una estructura porosa. Si estos polvos se emplean para preparar películas existe- en comparación con los polvos no porosos- una presencia incrementada de formación de burbujas y por lo tanto de defectos en el revestimiento, ya que la estructura porosa significa que se ha atrapado una gran cantidad de gas en el polvo y se debe extraer en el curso del proceso de la formación de la película. Más aún, el uso de solventes supercríticos, es técnicamente complejo debido a que, por ejemplo se requiere una operación bajo presiones altas. Un método para producir las partículas esféricas que difiere en este principio es la producción de una dispersión. Las leyes físicas establecen que en una dispersión, la forma esférica perfecta es la geometría preferida de las partículas obtenidas. Bajo condiciones apropiadas es posible preparar partículas esféricas que tengan una distribución de partícula muy estrecha. Por consiguiente, no ha habido falta de intentos en el pasado para obtener partículas de polímero que se pueden utilizar como aglutinantes en sistemas de revestimientos, preferiblemente en sistemas de revestimiento líquidos y altamente sólidos, al prepararlos bajo dispersión (Keith Barett, Dispersión Polymerization in Organic Media, John Wiley & Sons, London, 1975). GB-1 373 531 , por ejemplo, describe la preparación de dispersiones estables de polímeros de poiicondensación, tales como poliésteres. La posibilidad de utilizar las partículas de polímero de procedimientos de dispersión no acuosos basados en particular en poliésteres, como un revestimiento en polvo, se comenta en DE-C-21 52515. En esta parte, se lleva un polímero existente a dispersión a una temperatura <200°C y se obtiene la coloración al añadir pigmentos, preferiblemente después que la dispersión se ha enfriado por debajo del "punto de solidificación" de las partículas de polímero. Las partículas resultantes se describen como "agregados" substancialmente esféricos de partículas primarias de polímero, que tienen un tamaño de partícula de 0.05 a 20 µm y partículas del pigmento. Los agregados, se describen como partículas secundarias, y tienen un tamaño de partícula de alrededor de 10 a 90 µm o de 100 a 300 µm y se obtienen al asperjar la dispersión. En el procedimiento descrito, se añaden pigmentos a temperatura ambiente o a temperatura solo ligeramente elevada, que significa que las partículas del pigmento se adhieren solamente sin cohesión a las partículas de polímero; la experiencia ha mostrado que esto conduce a problemas en relación con el procedimiento del polvo, ya que se lleva a cabo la separación de pigmentos del aglutinante del polímero. La posibilidad de añadir pigmentos a una temperatura relativamente alta previa a la solidificación del aglutinante, se describe como difícil y no preferible, debido a que puede haber algún cambio en el tamaño de partícula.

Además, no se indican los métodos para definir cómo se pueden preparar los sistemas de revestimiento en polvo que se entrelazan a temperaturas bajas deseadas entre 20 y hasta 200°C. Todos los sistemas de entrelazamiento mencionados tienen una temperatura de entrelazamiento que se encuentra arriba de la temperatura requerida para la dispersión. Además, el uso, como se describió en DE-C-21 52 515, de un polímero que se ha condensado hasta tener pesos moleculares altos como un producto de partida para la preparación de la dispersión, tiene las siguientes desventajas: la viscosidad ya considerable de los polímeros, que en el caso de los polímeros utilizados comercialmente se encuentra en el rango de 3000 a 20,000 mPas (a 200°C) lo que hace difícil lograr una buena división del material fundido y obtener una distribución del tamaño de partícula homogénea. El objeto de la presente invención, consecuentemente, es proveer partículas de poliéster esféricas teñidas homogéneamente, que tienen un tamaño de partícula muy pequeño y una distribución estrecha del tamaño de partícula, con el cual no hay separación de los pigmentos del aglutinante polimérico en el curso del procedimiento en polvo, y el cual se puede procesar y, si se desea, entrelazar aún a temperaturas bajas para formar un revestimiento continuo, y por lo tanto, son adecuados para su uso como revestimientos en polvo. La presente invención logra este objetivo y provee partículas de poliéster no porosas, esféricas y homogéneamente teñidas que se pueden entrelazar como se desee, que tienen un tamaño de partícula promedio <50 µm y una distribución de tamaño de partícula monomodal (d90-d10/d50) < 2.5, que se pueden fundir a temperaturas <200°C para formar un revestimiento continuo. Las partículas novedosas de poliéster, esféricas, homogéneamente teñidas, que se pueden entrelazar si se desea, se preparan al: a) dispersar los materiales de partida para un aglutinante de poliéster en un medio de transferencia de calor inerte de alta ebullición a una temperatura que al menos es tan alta como la temperatura de reblandecimiento de los materiales de partida, en presencia de al menos un estabilizador de dispersión polimérico, preferiblemente orgánico, y b) calentar entonces la mezcla de reacción a una temperatura en la escala de 120 a 280°C, con la remoción simultánea de los productos secundarios de condensación, hasta que el poliéster tenga el peso molecular deseado; c) subsecuentemente, en la escala de temperatura de 140 a 220°C, añadir colorantes, pigmentos y/o rellenadores y también, si se desea, aditivos adicionales; d) subsecuentemente, enfriar la mezcla de reacción, en el caso de un poliéster funcional entrelazable, a una temperatura en la escala de 60 a 140°C y añadir al menos un agente entrelazador polifuncional o resina epóxica, y e) subsecuentemente reducir la temperatura a una escala que esté debajo de la temperatura de reblandecimiento del poliéster y separar ias partículas resultantes de poliéster esféricas teñidas homogéneamente. Los materiales de partida empleados son preferiblemente oligoésteres que tienen una viscosidad menor de 1000 mPas (medida a 200°C), en particular <500 mPas, que consiste de unidades de las fórmulas (D y (2) -CO-X-CO -O-D-O-, (1 ) (2) donde X es un radical aromático de C6 a C14 substituido o no substituido o un grupo alquileno, polimetileno, cicloalcano o dimetilencicloalcano o un grupo alcanodiilo de cadena recta o ramificada, saturado o insaturado y D es un grupo alquileno, polimetileno, cicloalcano o dimetilencicloalcano o un grupo alcanodiilo de cadena recta o ramificada, saturado o insaturado. Para ahorrar tiempo se prefiere preparar primero todos los oligoésteres de la composición descrita anteriormente en el derretido calentando los componentes de ácido carboxílico, tal como el ácido tereftálico, isoftálico, adípico o fumárico para nombrar sólo algunos, en la forma de ácido o como esteres de alquilo de baja masa molecular, junto con los componentes diol, por ejemplo etilenglicol, dietüengiicol, neopentilglicol o bi-hidroximetilciclohexano, en el derretido en presencia de un catalizador de transesterificación, tal como acetato de manganeso o sales de zinc o sales de estaño, hasta que se mojen la mayoría de los productos de condensación o hasta que los alcanoles inferiores se hayan separado por destilación, respectivamente. Sin embargo, en el curso de esta operación, no se observa ningún incremento significativo en la viscosidad del derretido. A 200°C la viscosidad sigue siendo < 1000 mPas. Una mezcla oligomérica de esta clase se puede convertir directamente, por ejemplo, en una dispersión novedosa a temperatura elevada por la combinación con el aceite de transferencia de calor y el dispersante. Este método es preferido para la preparación industrial a gran escala. Sin embargo, es posible además enfriar la mezcla de oligómeros con el propósito de almacenarla y calentarla nuevamente más tarde. En general, también es posible llevar a cabo la preparación de los oligómeros en la dispersión efectiva. En una modalidad práctica del procedimiento novedoso, los materiales de partida preferiblemente como una mezcla de oligómeros se mezclan en el paso (a) en un medio inerte de transferencia de calor de alta ebullición, se calienta la mezcla a una temperatura elevada que debe sostenerse sobre la temperatura de reblandecimiento de los materiales de partida, de manera razonable en la escala de 150 a 280°C, y entonces al menos un estabilizador de dispersión o una mezcla del estabilizador de dispersión se incorpora con medios de transferencia de calor (medios de dispersión) que han probado ser particularmente apropiados y que son los aceites de transferencia de calor alifáticos teniendo un punto de bullición en la escala de 150 a 300°C. Dichos aceites de transferencia de calor son - en el sentido técnico - libres de grupos estructurales aromáticos; en otras palabras, contienen menos del 2% en peso, preferiblemente menos de 1 % en peso, de constituyentes aromáticos. Debido a la baja polaridad de esos aceites, que son comercializados, por ejemplo, por Exxon Chemical bajo los nombres comerciales de ©Isopar, ©Exxsol o ©Norpar, los poliésteres no se dilatan.

Este es un problema que se presenta en algunos casos para los aceites aromáticos, que en principio son igualmente adecuados para el procedimiento de dispersión. Se proveen las reglas generales para el diseño de estabilizadores apropiados de dispersión polimérica en "Keith. Barett, Dispersión Polymerization in Organic Media, John Wiley & Sons, London, 1975" en las páginas 45 a la 1 10. Los requerimientos principales son la solubilidad del estabilizador de dispersión polimérica en el medio de dispersión utilizado, y los grupos polares o reactivos que permiten una fuerte interacción con las partículas que se van a dispersar. Para el procedimiento novedoso, se prefiere emplear copolímeros anfifílicos o compuestos inorgánicos con superficie modificada.

Ejemplos de estos últimos son, los filosilicatos con superficie modificada con sales de trialquilamonio, especialmente bentonita con superficie modificada con sales de trialquilamonio, o copolímeros anfifílicos constituidos por una unidad de polímero polar, por ejemplo poli-N-vinil pirrolidona y una unidad de polímero no polar, por ejemplo a-olefinas de cadena larga tal como 1-eicoseno. Dichos copolímeros anfifílicos los comercializa la compañía ISP Global bajo el nombre comercial de ©Antaron y se han encontrado particularmente apropiados. Como se describió, por ejemplo en EP-B-O 392 285, el Antaron ya se ha empleado con éxito a temperaturas relativamente bajas para estabilizar las dispersiones de poliuretano. Se ha encontrado que el Antaron puede también emplearse con ventaja, sin embargo a temperaturas arriba de 300°C y da como resultado una excelente estabilidad de las dispersiones. El contenido del estabilizador de dispersión es, de acuerdo con la invención, de la escala de 0.1 a 6% en peso en base a los materiales de partida de poliéster, preferiblemente en la escala de 0.3 a 4% en peso y, en particular, en la escala de 0.5 a 2% en peso para obtener partículas que tengan el tamaño deseado. En el siguiente paso (b) la mezcla de reacción se calienta además a una temperatura en la escala de 120 a 280°C, en particular de 200 a 250°C, con los productos secundarios de condensación resultantes extraídos en paralelo. Se mantiene la temperatura hasta que el poliéster ha alcanzado el peso molecular deseado, el cual se ubica en la escala Mn = 500 a 20,000, preferiblemente en la escala de 1000 a 10,000. De decisiva importancia para el peso molecular es la duración de la reacción, que se puede monitorear tomando muestras. Para aumentar la funcionalidad del poliéster, es posible añadir componentes polifuncionales a los sistemas entrelazadores, después que se ha alcanzado el peso molecular requerido, subsecuente al paso (b). Por ejemplo, los ácidos carboxílicos polifuncionales o alcoholes, por ejemplo el anhídrido trimelítico se añaden a la misma temperatura de reacción, y se continúa el calentamiento por un tiempo para asegurar que se incorporen los componentes añadidos. Después del término de la condensación en el paso (b) es posible también, añadir aditivos tales como auxiliares de flujo o auxiliares de devolatillzación, por ejemplo, para optimizar las propiedades del revestimiento del poliéster- ya que es deseable la calidad óptima de superficie de los acabados de la capa en polvo). Esto se lleva a cabo al enfriar la mezcla a 160 o 200°C y añadir los aditivos deseados al mismo tiempo en que se agita la mezcla de reacción. La adición de aditivos se puede llevar a cabo de manera separada o combinada con la adición de colorantes y pigmentos. Los aditivos que son habituados en la tecnología de revestimientos en polvo, tales como los mejoradores de flujo o antiespumantes, se pueden añadir como se describieron anteriormente sin impactar negativamente la estabilidad de la dispersión en la formulación de partículas.

Subsecuente a (c), a una temperatura notablemente arriba del punto de reblandecimiento del poliéster, preferiblemente en la escala de 140°C a 220°C, se añaden rellenadores, por ejemplo carbonato de calcio, sulfato de bario, dióxido de titanio, mica, talco, dolomita o wollastonita, y colorantes y/o pigmentos para teñir las partículas de poliéster. Para establecer el color, es posible emplear todos los pigmentos o colorantes orgánicos e inorgánicos comerciales habituados, los cuales son de temperatura estable al menos hasta 200°C o hasta la temperatura de curado del sistema de revestimiento en polvo. Los colorantes o pigmentos que satisfacen dichos requerimientos se enlistan, por ejemplo en "David A. Bate, "The science of powder coatings" Volumen 1 , SITA Technology, ISBN 0 947798005. Si se desea, es posible también emplear mezclas de diferentes pigmentos o colorantes para establecer el color. En una modalidad que es preferida de acuerdo con la invención, los colorantes, pigmentos y/o rellenadores, antes que sean añadidos a la mezcla de reacción, se dispersan en presencia de cantidades de estabilizador de dispersión que son suficientes para la dispersión, preferiblemente en el medio de transferencia de calor utilizado, y la dispersión se calienta previamente a la temperatura de la mezcla de reacción. En esta forma, es posible lograr coloración intensiva y altamente homogénea de las partículas de poliéster mismas que se adhieren aún si los polvos se procesan adicionalmente.

La mezcla de reacción se enfría subsecuentemente a una temperatura en la escala de 60 a 140°C, en particular de 80 a 120°C, y en el caso de un poiiéster funcional entrelazable, se añade al menos un agente entrelazador polifuncional o una resina epóxica. Por este método, es posible evitar la reacción de entrelazamiento al punto en que los revestimientos obtenidos de los polvos que tienen los tiempos de gel habituados de 2 a 5 minutos a la temperatura de cocción (p.ej. 180°C). Por lo tanto, los revestimientos de polvo novedosos no son diferentes en términos de temperaturas de cocción y en tiempos de gel de los sistemas convencionales obtenidos por extrusión y molienda. Los poliésteres novedosos tanto pueden exhibir conducta termoplástica como contener grupos funcionales que subsecuentemente son entrelazables. Por consiguiente, los grupos carboxilo de poliésteres funcionales pueden ser entrelazados, por ejemplo, con epóxidos. Se presentan ejemplos de las composiciones habituadas de dichos poliésteres en la siguiente monografía: "David A. Bate, "The science of powder coatings" Volume 1 , SITA Technology, ISB 0 947798005, haciendo referencia explícita de los mismos en la presente. Entre los ejemplos de materias primas típicas que se pueden utilizar para los poliésteres funcionales están los siguientes ácidos dicarboxílicos, o sus esteres de baja masa molecular: ácido tereftálico, isoftálico, adípico, sebácico, ftálico, y fumárico. Ejemplos de los componentes diol que se pueden emplear son el etilenglicol, dietilenglicol, neopentilglicol, hexaneidol, y bihidroximetilciclohexano. En la literatura anteriormente mencionada, se presenta una revisión de los agentes entrelazadores habituados para los poliésteres funcionales y de los aditivos requeridos, por ejemplo, mejoradores de flujo. Como ejemplos de los entrelazadores típicos están el isocianurato de triglicidilo (®Araldite PT 810), resinas epóxicas que se basan en bisglicidil-bisfenol A o además, ß-hidroxialquilamidas (v.gr. ® Primid XL 552). El contenido de agente entrelazador normalmente es de 2 a 20% en peso, preferiblemente de 5 a 10% en peso, preferiblemente de 5 a 10% en peso, en base al componente poliéster, pero para los sistemas híbridos de epoxi/poliéster tan mencionados, pueden alcanzar hasta 50% en peso. Seguido a la adición del agente entrelazador, la temperatura de la mezcla de reacción se reduce a una temperatura que está por debajo de la temperatura de reblandecimiento del poliéster, preferiblemente < 60°C. En este procedimiento el poliéster se obtiene en forma de polvo. Las partículas resultantes de poliéster esféricas homogéneamente teñidas, se separan de la solución de reacción sobrenadante, y se purifican si se desea. Las partículas de poliéster obtenidas por medio del procedimiento descrito son transparentes y se pueden preparar con cualquier peso molecular deseado, por ejemplo en la escala de Mn = 500 a Mn = 50,000. El rendimiento es >95%, en general aún mayor que >98%, especialmente si la reacción se conduce relativamente a gran escala.

Verdaderamente no hay casos de adhesión en el reactor que conduciría a una reducción en el rendimiento. Por medio de los procedimientos novedosos es posible obtener partículas de poliéster esféricas homogéneamente teñidas, que tienen un tamaño de partícula promedio (d50) < 50 µm, preferiblemente < 40 µm y en particular < 30 µm y una distribución de partícula de tamaño de partícula monomodal (d90-d10/d50) < 2.5, en particular < 2.0 y, preferiblemente < 1 .5. Las partículas de poliéster obtenidas también son notables por el hecho que después de la aplicación a una superficie apropiada se pueden fundir a temperaturas por debajo de 200°C, y en particular a temperaturas en la escala de 120 a 200°C, preferiblemente de 160 a 200°C, para formar un revestimiento continuo, que en el caso de los poliésteres entrelazables se pueden curar también a esas temperaturas. Debido a su distribución estrecha de tamaño de partícula las partículas esféricas de polímero novedosas son extremadamente adecuadas para su procesamiento por medio de técnicas habituadas de tecnología de revestimiento en polvo, y dan lugar a revestimientos homogéneamente teñidos que tienen muy buena superficie. En comparación con los polvos conocidos, cuando los polvos de poliéster novedosos se procesan para los acabados de capa en polvo, no hay separación de las partículas del pigmento a partir de las partículas del polímero. Los revestimientos producidos en esta forma, por lo tanto, ofrecen una coloración uniforme altamente homogénea, y un polvo de encubrimiento excelente. En comparación con los polvos convencionales, que normalmente dan un espesor de capa de 50 a 70 µm, es posible utilizar los polvos de poliéster descritos en la presente para producir capas que tienen espesores de < 50 µm preferiblemente revestimientos que tienen espesores en la escala de 50 a 40 µm, en particular de 10 a 35 µm. Los ejemplos siguientes, tienen el propósito de ilustrar la invención: EJEMPLOS EJEMPLO 1 Preparar una mezcla oliqómera como material de partida para la preparación de un revestimiento de poliéster en polvo entrelazador.

Se pesan 4090 g de dimetil tereftalato (21.06 moles), 888.4 g de dimetil isoftalato (4.58 moles) 2814 g de neopentilglicol (27.05 moles) y 1.5 g de acetato de manganeso (II) tetrahidratado como catalizador, en un matraz de fondo redondo de cuatro cuellos 101. El matraz se conecta a una columna compacta (1 = 10 cm) equipada con accesorio de destilación. Entonces se lleva la mezcla de reacción a 150°C bajo ambiente de gas inerte. A esta temperatura, todos los monómeros se han fundido. Posteriormente, a esta temperatura comienza la esterificación. La temperatura se controla para que la temperatura máxima no exceda de 75°C. Se eleva la temperatura interna de 150°C a 225°C en el curso de 4 horas para retirar de la mezcla de reacción, la mayor cantidad posible del metanol que se formó.

Se aislan 6181.1 g de la mezcla de oligómero y 1448.8 g de metanol (teórico: 1640 g de metanol).

EJEMPLO 2 Preparar una mezcla de oliqómero para poliésteres termoplásticos.

Se pesan 2475 g de tereftalato de dimetilo (12.75 moles), 2250 de isoftalato de dimetilo (11.59 moles), 450 g de neopentilglicol (4.33 moles), 2500 g de etilenglicol (40.28 moles), 252 g de dietilenglicol (2.37 moles) y 1.485 g de acetato de manganeso (II) tetrahidratado en un matraz de fondo redondo de cuatro cuellos 101. Bajo ambiente de gas inerte, se calienta la mezcla de reacción a una temperatura de 150°C. A esta temperatura se han fundido todos los monómeros. El metanol formado se destila vía columna compacta (1 = 10 cm) con puente de destilación. La temperatura se controla para que la temperatura máxima no exceda de 75°C. Se calienta la mezcla de reacción a una temperatura de 225°C para retirar lo más posible, la cantidad de metanol de la mezcla de reacción. Se separaron por destilación 1555 g de metanol (teóricamente 1557 g). Enfriando a temperatura ambiente, se dio una mezcla oligómera altamente viscosa de 6240 g.

EJEMPLO 3 Preparar revestimientos en polvo entrelazables teñidos De 225 g de la mezcla de oligómero preparada en el ejemplo 1 , se pesaron 180 g de Isopar P y 45 g de Isopar L como aceite de transferencia de calor, 88 mg de trióxido antimonio como catalizador de esterificación, y la cantidad de Antarón V 220 (ISP Global) indicado en la tabla 1 , como dispersante (Antarón 1 ), en un reactor 11 con un separador de agua, y se calentó la mezcla bajo ambiente de gas inerte. Tan pronto como todos los componentes se han fundido (temperatura interna aproximada a 150°C) se enciende el agitador y se calienta la mezcla con agitación vigorosa a la temperatura de ebullición del aceite de transferencia de calor (aproximadamente 230°C). Se sostiene la mezcla de reacción a esta temperatura por 1 hora, durante la cual, se separan pequeñas cantidades de metanol y neopentilglicol. Posteriormente, se añaden 16.5 g de anhídrido trimelítico y se sostiene la mezcla a ebullición por 30 minutos más. Se obtienen pocos ml del material destilado. Subsecuentemente, se retira el baño de calor y se permite que la dispersión se enfríe lentamente. Cuando la temperatura interna está en la escala entre 200 y 160°C, se añade la dispersión que se ha preparado de antemano, precalentada a la misma temperatura y conteniendo las cantidades mencionadas en el cuadro 1 , de pigmento, colorante y dispersante (Antarón 2) y de los auxiliares ®BYK 360 P (3.4 g, BYK Chemie) como mejorador de flujo y 0.9 g de benzoína como auxiliar desvolatilizante, en Isopar L. Esta dispersión se obtiene al calentar todos los componentes a aproximadamente 100°C bajo condiciones de esfuerzo cortante. La mezcla se permite subsecuentemente que se enfríe a una temperatura de 100 a 120°C y, dentro de esta escala de temperatura, se añaden 15.7 g isocianurato de trigicidilo (TGIC). Después de enfriar a temperatura ambiente, se aisla el polvo por filtración, se lava con hidrocarbonos de baja ebullición y se seca. Se obtienen polvos esféricos de flujo altamente libre, que tienen los tamaños de partícula establecidos en el cuadro 1 y que se pueden procesar por medio de las técnicas de aspersión electrostática habituadas, para dar acabados de capa en polvo. Al curar a 180°C por 20 minutos se producen revestimientos que tienen buena adhesión y excelente calidad de superficie. Los espesores de película obtenidos se enlistan en el cuadro 1 siguiente.

CUADRO 1 EJEMPLO 4 Preparar revestimientos en polvo termoplásticos Se pesan 300 g de mezcla de oligómero del ejemplo 3, 150 g de Isopar P y 150 g de Isopar L como aceites de transferencia de calor, y además Antarón de V 220 (consultar cantidades en el cuadro 2) como un estabilizador de dispersión y 100 mg de trióxido de antimonio como catalizador de esterificación en un reactor 1 l con un separador de agua. El reactor se conecta al separador de agua. La mezcla de reacción se calienta subsecuentemente agitando vigorosamente a una temperatura interna de 217°C (comienzo de la ebullición del aceite de transferencia de calor). La destilación comienza aproximadamente a 20°C bajo el punto de ebullición del medio de transferencia de calor (t=0 minutos). La destilación se continúa por 4 horas a una temperatura interna de 217 a 218°C. Durante este tiempo, se destilan aproximadamente 82 ml de una mezcla de etilenglicol, neopentilglicol y dietilenglicol por medio de destilación azeotrópica con el medio de transferencia de calor. La mayoría de los destilados consisten de etilenglicol. Posteriormente se retira el baño de calor y se permite que la mezcla se enfríe al agitarse. En la escala de temperatura entre 200 y 160°C las cantidades de pigmento o colorante indicados en el cuadro 2, dispersadas en poco o Isopar L, se añaden. La mezcla se enfría a temperatura ambiente al agitar. Se separa el polvo de poliéster del aceite de transferencia de calor por medio de filtración. Para eliminar aceite de transferencia de calor de adhesión, se lavan las partículas de poliéster 3 veces con isohexano y se secan posteriormente a 30°C/0.1 mbar durante 3 horas. Se obtienen partículas esféricas teñidas que tienen tamaños de partícula promedio y distribuciones de tamaño de partícula establecidos en el cuadro 2. El rendimiento del polvo se considera entre 95 y 98% de teoría.

CUADRO 2 Se aspersaron electrostáticamente los polvos sobre superficies metálicas y se fundieron a 180°C por 10 minutos. Se obtienen revestimientos homogéneos con buena adherencia de excelente calidad de superficie. Se enlistan los espesores de capa en el cuadro 2.

Claims (22)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Partículas de poliéster que tienen un tamaño de partícula promedio de < 50 µm, que son homogéneamente teñidas y esféricas, que tienen una distribución de tamaño de partícula monomodal con un intervalo (=d90-d10/d50)<2.5 y se pueden fundir a temperaturas de <200°C para formar un revestimiento continuo.

2.- Partículas de poliéster de conformidad con la reivindicación 1 , las cuales tienen un peso molecular Pm en la escala de 500 a 50,000.

3.- Partículas de poliéster de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, las cuales tienen una distribución de tamaño de partícula monomodal con un intervalo (=d90-d10/d50) < 2.0.

4.- Partículas de poliéster de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, las cuales se pueden utilizar para producir revestimientos que tengan un espesor en la escala de <50 µm.

5.- Partículas de poliéster de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, que consisten de unidades de las fórmulas (1 ) y (2) -CO-X-CO -O-D-O-, (D (2) en donde X es un radical aromático de C6 a C?4 substituido o no substituido o un grupo alquileno, polimetileno, cicloalcano o dimetilen-cicloalcano o un grupo alcanodiilo de cadena recta o ramificada saturado o insaturado y; D es un grupo de alquileno, polimetileno, cicloalcano o dimetilen-cicloalcano o un grupo alcanodiilo de cadena recta o ramificada, saturado o insaturado.

6.- El uso de partículas de poliéster de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, para revestimientos en polvo.

7.- Un procedimiento para preparar partículas de poliéster esféricas homogéneamente teñidas que tienen un intervalo de (d90-d10/d50) < 2.5 por medio de: a) la dispersión de los materiales de partida para un aglutinante de poliéster en un medio inerte de transferencia de calor de aita ebullición que contiene en su mayoría 2% de componentes aromáticos a una temperatura la cual es al menos tan alta como la temperatura de reblandecimiento de los materiales de partida, en presencia de al menos un estabilizador de dispersión polímerico, el cual es un copolímero anfifílico o un compuesto anorgánico con superficie modificada, y b) calentar posteriormente la mezcla de reacción a una temperatura en la escala de 120 a 280°C, con la remoción simultánea de los productos secundarios de condensación, hasta que el poliéster tenga un peso molecular en la escala de 500 a 20,000; c) la adición subsecuente de llenadores, colorantes y/o pigmentos, y si se desea, aditivos adicionales a una temperatura en la escala de 140 a 220°C; d) en el caso de poliésteres funcionales entrelazables, el enfriamiento subsecuente de la mezcla de reacción a una temperatura en la escala de 60 a 140°C y la adición de al menos un agente entrelazador polifuncional o una resina epóxica, y la reducción adicional de la temperatura en una escala que es menor que la temperatura de reblandecimiento del poliéster y separando las partículas resultantes de poliéster esféricas homogéneamente teñidas.

8.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque como materiales de partida se emplean compuestos que comprenden unidades de las fórmulas (1) y (II) CO-X-CO -O-D-O- (1 ) (2) en donde X es un radical aromático de Ce a C? substituido o no substituido o un grupo alquileno, polimetileno, cicloalcano o dimetilencicloalcano o un grupo alcanodiilo de cadena recta o ramificada, saturado o insaturado y D es un grupo alquileno, polimetileno, cicloalcano o dimetilencicloalcano o un grupo alcanodiilo de cadena recta o ramificada, saturado o insaturado .

9.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 7 u 8, caracterizado además porque los materiales de partida se calientan en el paso (a) a una temperatura en la escala de 150 a 280°C.

10.- El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones de 7 a 9, caracterizado además porque el medio de transferencia de calor utilizado tiene un punto de ebullición en la escala de 150 a 300°C.

11.- El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado además porque el contenido del agente entrelazador se encuentra en la escala de 5 a 20% en peso, en base a los materiales de partida.

12.- El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 7 a 11 , caracterizado además porque los llenadores, colorantes o pigmentos, antes de añadirlos, se dispersan en el paso (c) en el medio de transferencia de calor utilizado, en presencia de cantidades suficientes de estabilizador de dispersión, y esta dispersión se calienta previamente a la temperatura de la mezcla de reacción.

13.- El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado además porque los colorantes o pigmentos que se añadieron en el paso (c) son estables a temperaturas de hasta 200°C.

14.- El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizado además porque se emplea un copolímero anfifílico como estabilizador de dispersión.

15.- El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado además porque se emplea ®Antaron V 220 como un estabilizador de dispersión.

16.- El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 7 a 15, caracterizado además porque subsecuente al paso (b) y después de que se ha alcanzado el peso molecular requerido, se añaden componentes polifuncionales para incrementar la funcionalidad del poliéster.

17.- El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 7 a 16, caracterizado además porque después de la conclusión de la condensación en el paso (b), se enfría la mezcla de reacción a 160°C a 200°C y se añaden aditivos apropiados para optimizar las propiedades de revestimiento del poliéster.

18.- El procedimiento de conformidad don al menos una de las reivindicaciones 7 a 17, caracterizado además porque los poliésteres obtenidos tienen un peso molecular Pm en la escala de 500 a 50,000.

19.- El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 7 a 18, caracterizado además porque se obtienen partículas de poliéster en forma de polvo.

20.- El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 7 a 19, caracterizado además porque las partículas de poliéster obtenidas tienen una distribución de tamaño de partícula monomodal con un intervalo (d90-d10/d59) de < 2.5.

21.- El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 7 a 20, caracterizado además porque las partículas de poliéster obtenidas se pueden utilizar para producir acabados de revestimiento en polvo que tengan un espesor de revestimiento de <50µm.

22.- Partículas esféricas de poliéster, homogéneamente teñidas, que tienen un tamaño de partícula promedio de <50µm, las cuales se han preparado por medio del procedimiento de conformidad con una o más de las reivindicaciones 7 a 21.