La química del éster poliaspártico se introdujo por primera vez a principios de la década de 1990, lo que la convierte en una tecnología relativamente nueva. [1] [2] [3] Las patentes se otorgaron a Bayer en Alemania y a Miles Corporation en los Estados Unidos . Utiliza la reacción de adición de aza-Michael . [4] [5] Estos productos se utilizan luego en recubrimientos , adhesivos , selladores y elastómeros . [6] La poliurea pura reacciona extremadamente rápido, lo que los hace casi inutilizables sin un equipo de pulverización de componentes plurales. La tecnología poliaspártica utiliza una amina parcialmente bloqueada para reaccionar más lentamente con los isocianatos y así producir una poliurea modificada . El correactivo funcional amina / diamina o incluso triamina para el poliisocianato alifático generalmente se hace reaccionar con un maleato. Los ésteres poliaspárticos (PAE) [7] inicialmente encontraron uso en recubrimientos de poliuretano de dos componentes a base de solventes convencionales .
Para fabricar un éster poliaspártico, se hace reaccionar una amina con maleato de dialquilo mediante la reacción de aza-Michael . [8] El maleato de dietilo es el maleato que se utiliza habitualmente. Esto convierte las aminas primarias en aminas secundarias y también introduce grupos voluminosos en la molécula que provocan un impedimento estérico , ralentizando la reacción. Como la molécula aspártica resultante es ahora mucho más grande, se necesita menos isocianato en función del peso. El isocianato suele ser la parte más cara del sistema, especialmente si se utiliza un oligómero de isocianato alifático , por lo que puede dar como resultado un coste general del sistema más bajo por espesor de película aplicado. Los isocianatos son sensibilizadores pulmonares conocidos y, por lo tanto, las formas oligoméricas se utilizan a menudo con la tecnología poliaspártica, ya que son mucho menos volátiles.
Finalmente, se comprendieron las ventajas de utilizar ésteres poliaspárticos como componente principal del co-reactivo para la reacción con un poliisocianato alifático en recubrimientos con compuestos orgánicos volátiles (VOC) bajos o nulos. [9] La velocidad de reacción de los ésteres poliaspárticos se puede manipular, lo que extiende la vida útil y controla la velocidad de curado de los recubrimientos alifáticos. Esto permite a los formuladores crear sistemas de recubrimientos con alto contenido de sólidos que son fáciles de usar con tiempos de trabajo más prolongados y aún mantienen un curado rápido. [10] Las formulaciones tradicionales de poliurea alifática requerían sistemas de pulverización de componentes plurales controlados por temperatura y alta presión para su aplicación debido a las rápidas velocidades de reacción iniciales. Los poliaspárticos alifáticos se pueden formular con velocidades de reacción más lentas para adaptarse a la mezcla por lotes y la aplicación mediante métodos aplicados con rodillo o aplicados por pulverización a través de pulverizadores de pintura de un solo componente convencionales sin el uso de disolvente. Al igual que los recubrimientos de poliuretano alifático o acrílico, los recubrimientos poliaspárticos elaborados con isocianatos alifáticos y derivados son estables a la luz y a los rayos UV y tienen una baja tendencia al amarilleo. Al revestir hormigón, los poliaspárticos se pueden instalar tanto en forma transparente como pigmentada. Además, se pueden incorporar medios de difusión como cuarzo y/o virutas de pintura de vinilo, así como pigmentos metálicos. [11]
Una vez que se forma el éster aspártico, es básicamente una diamina impedida estéricamente y, por lo tanto, en términos de ciencia de polímeros, es un extensor de cadena en lugar de un terminador de cadena . Los extensores de cadena ( f = 2) y los reticulantes ( f ≥ 3) son compuestos terminados en amina de bajo peso molecular que desempeñan un papel importante en compuestos de poliurea , recubrimientos , elastómeros y adhesivos . Sin embargo, el componente de isocianato es a menudo un oligómero trifuncional y, por lo tanto, la reticulación proviene de esa parte del polímero curado. [12]
Los principales productores de ésteres poliaspárticos y recubrimientos poliaspárticos son: [13] [14]