ES2188540T5 - Sustancia de revestimiento con una mezcla de como minimo un humectante y urea y/o derivados de urea como agentes tixotropicos. - Google Patents
Sustancia de revestimiento con una mezcla de como minimo un humectante y urea y/o derivados de urea como agentes tixotropicos.Info
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Abstract
Sustancia de revestimiento que contiene un ligante y un reticulante, así como un agente tixotrópico a base de ureas y/o derivados de urea, caracterizada porque la sustancia de revestimiento contiene adicionalmente un humectante que mejora la humectabilidad del agente tixotrópico y porque el ligante es una resina de poliacrilato, que puede prepararse polimerizando (a) entre un 16 y un 51% en peso, preferentemente entre un 16 y un 28% en peso, de un éster de ácido acrílico o metacrílico que contiene grupos hidroxilo o una mezcla de tales monómeros, (b) entre un 32 y un 84% en peso, preferentemente entre un 32 y un 63% en peso, de un éster de ácido acrílico o metacrílico alifático o cicloalifático distinto de (a) con, preferentemente, como mínimo 4 átomos de C en la parte alcohol o una mezcla de tales monómeros, (c) entre un 0 y un 2% en peso, preferentemente entre un 0 y un 1% en peso, de un ácido carboxílico etilénicamente insaturado o una mezcla de ácidos carboxílicos etilénicamente insaturados y (d) entre un 0 y un 30% en peso, preferentemente entre un 0 y un 20% en peso, de un monómero etilénicamente insaturado distinto de (a), (b) y (c) o una mezcla de tales monómeros, para formar una resina de poliacrilato con un índice ácido entre 0 y 15, preferentemente entre 0 y 8, un índice hidroxilo entre 80 y 140, preferentemente entre 80 y 120, y un peso molecular promedio en número entre
Description
Sustancia de revestimiento con una mezcla de como
mínimo un humectante y urea y/o derivados de urea como agentes
tixotrópicos.
La invención se refiere a una sustancia de
revestimiento que contiene un ligante y un reticulante, así como un
agente tixotrópico, a un procedimiento para la preparación de una
sustancia de revestimiento de este tipo, a la utilización de una de
estas sustancias de revestimiento para la producción de un laceado
incoloro y a un procedimiento para la producción de lacados
transparentes en el marco de la producción de lacados multicapa de
color y/o de efecto decorativo.
Ya se conocen sustancias de revestimiento con
agentes tixotrópicos. En los documentos
EP-A-192 304,
DE-A-23 59 923,
DE-A-18 05 693, WO 94/22968 y
DE-C-27 51 761 se describen
sustancias de revestimiento que contienen derivados de urea como
agentes tixotrópicos. Por otra parte, por ejemplo en los documentos
WO 97/12945 y "farbe + lack", 11/1992, páginas 829 y
siguientes, se describen sustancias de revestimiento que contienen
ácidos silícicos hidrófilos o hidrófobos modificados como agentes
tixotrópicos. En dicho documento también se mencionan
ocasionalmente derivados de urea como posibles alternativas. En el
documento US-A-4,169,930 se dan a
conocer productos de reacción de ácido silícico y aminas, por
ejemplo urea, para su utilización en sustancias de revestimiento.
Por último, el documento DE-A-37 26
959 da a conocer sustancias de revestimiento que contienen urea en
disolución. Dado que la urea está disuelta, ésta no debería poder
ejercer la función de un agente tixotrópico.
Con el empleo de agentes tixotrópicos en
sustancias de revestimiento se pretende, entre otras cosas,
posibilitar la aplicación de capas de laca relativamente gruesas sin
que se formen "lágrimas" molestas. En particular en el caso de
lacas no acuosas que contienen un agente tixotrópico basado en
derivados de urea, en cualquier caso con alto contenido de sólidos,
se obtienen superficies de laca que nada satisfactorias en cuanto a
su aspecto visual (en especial en referencia a la nivelación y al
brillo). Los agentes tixotrópicos basados en ácidos silícicos
proporcionan sustancias de revestimiento que tampoco son
satisfactorias en lo que se refiere a la nivelación, pero que
además producen lacados que no resisten lo suficiente el agua de
condensación (empañamiento por inclusión de agua). Especialmente en
el caso de agentes tixotrópicos basados en urea, resulta además
insatisfactoria la estabilidad de almacenamiento.
Una característica esencial de los agentes
tixotrópicos consiste en que la viscosidad de una laca producida
con ellos depende de los antecedentes de fluencia y/o en que los
agentes tixotrópicos tienen viscosidad intrínseca, es decir: la
viscosidad de la laca disminuye cuando aumenta el esfuerzo de
cizallamiento. Partiendo de una viscosidad básica, durante un
esfuerzo de cizallamiento disminuye la viscosidad y, una vez
finalizado dicho esfuerzo de cizallamiento, ésta va recuperando
paulatinamente su valor inicial. Por ejemplo, un gel tixotrópico se
licua aportando energía mecánica (agitación o similar) y se vuelve a
solidificar paulatinamente cuando finaliza la aportación de
energía. Las propiedades de viscosidad intrínseca o tixotrópicas son
ventajosas para la elaboración de lacas. En particular, se puede
controlar y reducir la tendencia a la formación de "lágrimas"
al aplicar una laca con un gran espesor de capa húmeda. Por otra
parte, los agentes tixotrópicos no han de influir negativamente en
las propiedades ópticas y químicas de los lacados de acabado
producidos con ellos. Por lo general, los agentes tixotrópicos son
particulados y están dispersos en una sustancia de revestimiento,
ya sea acuosa o no acuosa. En el caso de los derivados de urea se
trata de cristales aciculares, parcialmente retorcidos en forma de
hélice, estando ajustada una distribución granulométrica
preferentemente de entre 0,1 \mum y 6 \mum
(95-99% de las partículas, con respecto al volumen)
y siendo un 80% de los cristales (con respecto a la cantidad) menor
de 2 \mum. En el caso de los ácidos silícicos, la finura de
molienda en una sustancia de revestimiento acabada normalmente está
por debajo de 10 \mum según DIN ISO 1524. El tamaño de las
partículas primarias de los ácidos silícicos pirógenos por lo
general se sitúa dentro de un rango de 5 a 20 nm.
Las partículas de los agentes tixotrópicos,
especialmente de los agentes tixotrópicos basados en derivados de
urea, tienden a depositarse y/o aglutinarse, lo que resulta en una
escasamente satisfactoria estabilidad de almacenamiento. Además, el
documento EP-A- 0 959 086 y la información de Byk
Chemie "Additives for Automotive Coatings" (1998) dan a
conocer sustancias de revestimiento que contienen aditivos y
poliésteres como ligantes.
El problema técnico que sirve de base a la
invención es, por tanto, proporcionar una sustancia de
revestimiento que, por una parte, presente una tendencia reducida a
la formación de lágrimas y al mismo tiempo satisfaga todos los
requisitos, especialmente en lo que se refiere a una buena
estabilidad de almacenamiento.
Para solucionar este problema técnico, la
invención propone que la sustancia de revestimiento contenga
adicionalmente un humectante que mejore la humectabilidad del agente
tixotrópico y una resina de poliacrilato como ligante.
Sorprendentemente, el empleo de humectantes
conocidos per se mejora considerablemente la estabilidad de
almacenamiento de las sustancias de revestimiento. Para ello es
esencial que el humectante para la humectación de las partículas
del agente tixotrópico sea adecuado y se ajuste a las
circunstancias. También resultó sorprendente el que la combinación
según la invención humectante y agente tixotrópico proporcionase
tanto una sustancia de revestimiento con una menor tendencia a la
formación de lágrimas como lacados transparentes completamente
satisfactorios en lo que se refiere a la nivelación y la resistencia
al agua de condensación. Es posible producir, sobre superficies de
sustrato verticales, espesores de película seca de hasta 50 \mum y
más sin que se formen lágrimas. Esto es aplicable a sistemas tanto
de un sólo componente como de varios componentes.
En el marco de la presente invención, por el
concepto "sistema de un componente (1C)" se ha de entender una
sustancia de revestimiento endurecible térmicamente, en el que el
ligante y el reticulante se encuentran juntos, es decir, en un
mismo componente. Para ello es necesario que los dos componentes no
se reticulen entre sí hasta alcanzar altas temperaturas y/o al ser
irradiados con radiación actínica.
La sustancia de revestimiento puede ser además un
sistema de dos componentes (2C) o de múltiples componentes (3C,
4C).
En el marco de la presente invención ha de
entenderse como tal una sustancia de revestimiento en el que en
particular el ligante y el reticulante se encuentran separados entre
sí en al menos dos componentes, que se unen poco antes de la
aplicación. Esta forma se elige cuando los ligantes y los
reticulantes reaccionan entre sí ya a temperatura ambiente. Las
sustancias de revestimiento de este tipo se utilizan sobre todo para
el revestimiento de aquellos sustratos más sensibles al calor, en
particular en el lacado de reparación de automóviles.
Como humectantes son muy adecuados los conocidos
por la memoria de patente EP 0 154 678 A1.
Estos humectantes pueden obtenerse sometiendo a
reacción, en una primera etapa a), poliisocianatos con una
funcionalidad media de 2,5 a 6 con compuestos monohidroxílicos de
fórmula Y-OH. En dicha fórmula Y significa
- i)
- un grupos hidrocarburo de 8 a 30 carbonos, alifático y/o cicloalifático, en caso dado donde átomos de hidrógeno son sustituidos por átomos de halógenos y/o por grupos arilo, y/o
- ii)
- un grupo alifático y/o cicloalifático y/o aromático que presenta como mínimo un grupo -O- y/o -COO- y un con peso molecular de 350 a 8.000, en caso dado donde átomos de hidrógeno son sustituidos por átomos de halógenos y/o grupos arilo.
La cantidad de poliisocianatos y compuestos
monohidroxílicos que se hacen reaccionar es tal que reaccionan
entre un 15 y un 50%, preferentemente entre un 20 y un 40% o entre
un 20 y un 35%, de los grupos NCO.
En una segunda etapa b), el producto de reacción
obtenido se hace reaccionar con compuestos de fórmula
G-(E)_{n}.
En dicha fórmula, E significa -OH, -NH_{2} y/o -NHR con R = alquilo(C_{1}-C_{4}); n es igual a 2 ó 3; G es un grupo hidrocarburo alifático y/o cicloalifático con como mínimo dos átomos de C y con un peso molecular máximo de 3.000, pudiendo contener G un grupo -O-, COO-, CONH-, -S- y/o -SO_{2}.
En dicha fórmula, E significa -OH, -NH_{2} y/o -NHR con R = alquilo(C_{1}-C_{4}); n es igual a 2 ó 3; G es un grupo hidrocarburo alifático y/o cicloalifático con como mínimo dos átomos de C y con un peso molecular máximo de 3.000, pudiendo contener G un grupo -O-, COO-, CONH-, -S- y/o -SO_{2}.
Para ello, las relaciones cuantitativas se eligen
de modo que reaccione otro 15 a 45%, preferentemente 20 a 40% o 20
a 35%, de los grupos NCO de los poliisocinatos empleados
originalmente y de forma que la suma de los grupos NCO que han
reaccionado en las etapas a) y b) sea un 40 a un 75%,
preferentemente un 45 a un 65% o un 45 a un 55%, de los grupos NCO
de los poliisocianatos empleados originalmente.
En la tercera etapa c), el producto de reacción
obtenido en la etapa b) reacciona con compuestos de fórmula
Z-Q. En dicha fórmula, Q significa -OH, NH_{2},
-NHR, con R = alquilo(C_{1}-C_{4}), o
-SH; Z es alquilo(C_{2}-C_{10}) con como
mínimo un grupo amino terciario o un grupo heterocíclico con al
menos un átomo de nitrógeno cíclico básico, que no lleva ningún
átomo de hidrógeno, pudiendo el grupo heterocíclico estar ligado a Q
mediante un grupo alquileno de hasta 10 átomos de C.
Para ello, las relaciones cuantitativas se eligen
de modo que a cada grupo isocianato remanente, esto es que no haya
reaccionado aún en las etapas a) y b), le corresponda como mínimo
una molécula del compuesto Z-Q.
En lo que se refiere a las sustancias concretas
que se pueden emplear nos remitimos expresamente a la referencia
bibliográfica EP 0 154 678 A1.
Como humectantes resultan también muy adecuados
los vendidos bajo los nombres comerciales Disperbyk® 361 de la firma
Byk, Borchigen® de la firma Bayer AG y Tego Disperse® 710 de la
firma Tego Chemie Services.
Es preferible que el derivado de urea se pueda
obtener mediante reacción de un compuesto que presenta grupos
isocianato, preferentemente un diisocianato, con una amina primaria
o secundaria o con una mezcla de tales aminas y/o agua,
preferentemente con una monoamina primaria alifática. La urea, o el
derivado de urea, se emplea en una cantidad del 0,1 al 5% en peso,
preferentemente del 0,2 al 2,5% en peso y en especial del 0,6 al
2,0% en peso, con respecto al contenido de sólidos total de la
sustancia de revestimiento.
Los agentes tixotrópicos que contienen grupos
urea empleados en las lacas no acuosas se preparan preferentemente
mediante reacción de monoaminas, o mezclas de monoaminas, con
poliisocianatos, o mezclas de poliisocianatos, para lo cual se
hacen reaccionar entre sí las monoaminas y los poliisocianatos en
cantidades tales que la relación de equivalencia entre los grupos
amino e isocianato se encuentre entre 1,2 y 0,4, preferentemente
entre 1,0 y 0,8.
Como monoaminas se emplean preferentemente
monoaminas primarias, en especial monoaminas primarias aralifáticas
o alifáticas y en particular monoaminas primarias alifáticas, de
como mínimo 6 átomos de C en su molécula. Como ejemplos de
monoaminas a emplear pueden mencionarse: bencilamina, etilamina,
n-propilamina, isopropilamina,
n-butilamina, isobutilamina,
t-butilamina, pentilamina,
n-hexilamina, n-octilamina,
isononanilamina, isotridecilamina, n-decilamina y
estearilamina. También pueden emplearse aminas primarias y
secundarias que contengan grupos éter. Se trata de sustancias de
fórmula general
(CH_{3}-(CH_{2})_{a}-O-(CH_{2})_{b})_{c}NH_{d},
en la que "a" es un número entero entre 0 y 10, "b" es un
número entero entre 1 y 20, "c" es 1 ó 2 y la suma de "c"
y "d" da siempre como resultado 3. Preferentemente son a = 0, b
= 3, c = 1 y d = 2.
Como poliisocianatos a utilizar en el componente
que contiene grupos isocianato pueden emplearse, en principio,
todos los compuestos orgánicos que contengan al menos dos grupos
isocianato por molécula. También pueden emplearse aquellos
productos de reacción de polioles, poliaminas y poliisocianatos, por
ejemplo, que contienen grupos isocianato. Preferentemente se
emplean diisocianatos y en especial diisocianatos alifáticos, en
particular diisocianato de hexametileno. Como ejemplos de
poliisocianatos a emplear pueden mencionarse:
1,4-diisocianatode tetrametileno,
1,6-diisocianato de hexametileno,
\omega,\omega'-dipropil-éter-diisocianato,
1,4-diisocianato de ciclohexilo,
diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato,
1,5-dimetil-2,4-di(isocianatometil)benceno,
1,5-dimetil-2,4-di(isocianatoetil)benceno,
1,3,5-trimetil-2,4-di(isocianatometil)benceno,
1,3,5-trietil-2,4-di(isocianatometil)benceno,
trímero de
hexametilen-1,6-diisocianato,
diisocianato de isoforona,
diciclohexildimetilmetano-4,4'-diisocianato,
toluilen-2,4-diisocianato,
toluilen-2,6-diisocianato,
difenilmetano-4,4'-diisocianato. Más
adelante, en la parte correspondiente a los poliisocianatos y
diisocianatos utilizados como reticulantes, se mencionan otros
ejemplos de poliisocianatos y diisocianatos
adecuados.
adecuados.
Otros ejemplos de poliisocianatos adecuados
son
- Ia)
- isocianatos con como mínimo una unidad estructural diisocianato que presentan
- i)
- una estructura de anillo insaturada o aromática o no aromática de 5 - 10 átomos de anillo y
- ii)
- dos grupos isocianato ligados a la estructura de anillo, donde,
- iii)
- en el caso de una estructura de anillo no aromática,
- a)
- ambos grupos isocianato están unidos a la estructura de anillo mediante un alquilo(C_{1}-C_{9}) lineal y/o mediante un alquil(C_{2}-C_{10}) éter lineal o
- b)
- un grupo isocianato está unido a la estructura de anillo directamente y el otro está unido mediante un aluilo(C_{2}-C_{9}) lineal y/o un alquil(C_{2}-C_{10}) éter lineal y,
- iv)
- en el caso de una estructura de anillo aromática insaturada, como mínimo uno de los dos grupos isocianato unido o unidos a la estructura de anillo mediante un alquilo(C_{2}-C_{9}) lineal y/o un alquil(C_{2}-C_{10}) éter lineal, no presentando estos dos grupos ningún átomo de hidrógeno bencílico;
y/o
- Ib)
- como mínimo un oligómero de dicho isocianato Ia) de 2 a 10 unidades isocianato, especialmente un trímero; y/o
- Ic)
- como mínimo un isocianato parcialmente bloqueado Ia) y/o como mínimo un oligómero parcialmente bloqueado Ib).
Los isocianatos Ia) pueden presentar dos o más de
dichas unidades estructurales diisocianato, aunque se ha comprobado
que resulta conveniente utilizar sólo una.
En lo que se refiere a la unidad estructural
diisocianato del diisocianato Ia) existen diversas posibilidades de
ejecución, que se describen a continuación.
Con respecto a la estructura de anillo (i), en
principio es posible que se trate de un heteroanillo. En tal caso,
la estructura de anillo (i) contiene, además de átomos de C como
átomos de anillo, otros átomos distintos de éstos, por ejemplo de
N, de O ó de Si. Al mismo tiempo puede tratarse de heteroanillos
saturados o insaturados o aromáticos. Como ejemplos de
heteroanillos saturados adecuados pueden mencionarse los anillos
silaciclopentano, silaciclohexano, oxolano, oxano, dioxano,
morfolina, pirrolidina, imidazolidina, pirazolidina, piperidina o
quinuclidina. Como ejemplos de heteroanillos insaturados o
aromáticos adecuados pueden mencionarse los anillos pirrol,
imidazol, pirazol, piridina, pirimidina, pirazina, piridazina o
triazina. Es preferible que la estructura de anillo (i) contenga
como átomos de anillo exclusivamente átomos de C.
La estructura de anillo (i) puede estar por una
parte libre de puentes. Sin embargo, si la estructura de anillo (i)
es una estructura fundamental bicíclica de terpeno, decalina,
adamantano o quinuclidina puede contener puentes. Como ejemplos de
estructuras fundamentales terpeno adecuadas pueden mencionarse
estructuras fundamentales carano, norcarano, pinano, canfano o
norbonano.
\newpage
Los átomos de hidrógeno de una unidad estructural
diisocianato Ia), especialmente en la estructura de anillo (i),
pueden sustituirse por grupos o átomos que no reaccionen ni con
isocianatos ni con la amina y/o el ligante. Como ejemplos de grupos
adecuados pueden mencionarse los grupos nitro, alquilo,
cicloalquilo, perfluoroalquilo, perfluorocicloalquilo o arilo. Como
ejemplos de átomos adecuados pueden mencionarse átomos de
halógenos, en particular flúor.
La estructura de anillo (i) consta ventajosamente
de 6 átomos de C, especialmente en forma de ciclohexano o
benceno.
Como ejemplos de grupos
alquilo(C_{1}-C_{9}) lineales adecuados
pueden mencionarse metileno o etileno, así como trimetileno,
tetrametileno, pentametileno, hexametileno, heptametileno,
octametileno o nonametileno, especialmente grupos metileno.
Los grupos
alquil(C_{2}-C_{10}) éter lineales están
unidos a la estructura de anillo bien mediante átomos de oxígeno o
bien mediante los grupos alcanodiilo que contienen. Es preferible
que estén unidos a la misma mediante los átomos de oxígeno. Los
índices 2 a 10 significan que el alquileno éter contiene entre 2 y
10 átomos de C.
Los alquil éter pueden contener sólo 1 átomo de
oxígeno. Resulta ventajoso que en la cadena haya entre 2 y 10,
especialmente entre 2 y 5, átomos de oxígeno. En tal caso hay 1 o
más, especialmente 2, átomos de C entre 2 átomos de oxígeno.
Como ejemplos de
alquil(C_{2}-C_{10}) éter adecuados
pueden mencionarse:
-(O-CH_{2})_{m}-,
siendo m = 1 a 10,
-(O-C_{2}H_{4})_{p}-,
siendo p = 1 a 5,
-(O-C_{3}H_{6})_{q}-,
siendo q = 1 a 3 ó
-(O-C_{4}H_{8})_{r}-,
siendo r = 1 a 2.
Si el isocianato Ia) contiene como mínimo una
unidad estructural diisocianato con una estructura anular (i) no
aromática, especialmente ciclohexano, ambos grupos isocianato pueden
estar unidos mediante -CH_{2}-, preferentemente a las posiciones
1 y 3 de la estructura del anillo. Sin embargo, también es posible
una unión en las posiciones 1,2 y 1,4. La unidad estructural
diisocianato, o el isocianato Ia), tiene en tal caso, por ejemplo,
la fórmula C_{6}H_{10}(-CH_{2}-
NCO)_{2}.
NCO)_{2}.
Sin embargo, también es posible que uno de los
dos grupos isocianato esté unido directamente a un átomo del anillo
de una estructura anular (i) no aromática, especialmente
ciclohexano, y que el segundo grupo isocianato esté unido mediante
un alquilo(C_{2}-C_{9}), especialmente un
alquilo de 3 carbonos, a otro átomo del anillo, preferentemente en
una configuración 1,2-. La unidad estructural diisocianato, o el
isocianato Ia), tiene, en tal caso, por ejemplo, la fórmula
C_{6}H_{10}(-NCO)(-C_{3}H_{6}-NCO).
Si el isocianato Ia) contiene como mínimo una
unidad estructural diisocianato con una estructura de anillo (i)
insaturada o aromática, especialmente benceno, ambos grupos
isocianato pueden estar unidos a la misma mediante un
alquilo(C_{2}-C_{9}). Es importante que
los grupos alcanodiilo no contengan átomos de hidrógeno bencílicos,
sino que, en su lugar, porten sustituyentes R^{1} y R^{2} que no
reaccionen ni con isocianatos ni con la amina o el ligante. Como
ejemplos de sustituyentes R^{1} y R^{2} adecuados pueden
mencionarse: alquilo(C_{1}-C_{10}), arilo
o halógeno, preferentemente
-CH_{3}.
-CH_{3}.
Por consiguiente, como grupos alcanodiilo son
adecuados, por ejemplo, -CR^{1}R^{2}-(CH_{2})_{n}-,
donde n = 1 a 8, especialmente 1 a 4, y R^{1} y R^{2} = los
sustituyentes arriba indicados.
Los grupos alcanodiilo arriba descritos se unen
preferentemente en las posiciones 1 y 3 del anillo de benceno. Sin
embargo, en este caso también es posible una unión en las posiciones
1,2 y 1,4. La unidad estructural diisocianato, o el isocianato Ia),
a utilizar según la invención tiene, en tal caso, por ejemplo, la
fórmula
C_{6}H_{4}(-C(CH_{3})_{2}-C_{2}H_{4}-
NCO)_{2}.
NCO)_{2}.
No obstante, ambos grupos isocianato también
pueden estar unidos a la estructura de anillo insaturada o
aromática, especialmente benceno, mediante los
alquil(C_{2}-C_{10}) éter arriba
descritos. Es importante que los alquil éteres no presenten ningún
átomo de hidrógeno bencílico. Esto puede lograrse, en el caso de
que los alquil éteres estén unidos a la estructura de anillo
aromática mediante átomos de C, si los átomos de C bencílicos
llevan los sustituyentes R^{1} y R^{2} arriba descritos. Si los
alquil éteres están unidos a la estructura de anillo aromática
mediante átomos de oxígeno, no hay presente ningún átomo de
hidrógeno bencílico, por lo que se prefiere esta variante.
También es posible que uno de los dos grupos
isocianato esté unido directamente a un átomo del anillo de una
estructura anular (i) insaturada o aromática, preferentemente un
anillo de benceno, y que el segundo grupo isocianato esté unido a
otro átomo de anillo, preferentemente en una configuración 1,2-, por
ejemplo mediante un alquilo(C_{3}-C_{9})
que no presente ningún átomo de hidrógeno bencílico. La unidad
estructural diisocianato, o el isocianato Ia), a utilizar según la
invención tiene, en tal caso, por ejemplo, la fórmula
C_{6}H_{4}(-NCO)(-C(CH_{3})_{2}-(CH_{2})_{2}-NCO).
En lugar del isocianato Ia) o además del mismo
puede utilizarse como mínimo un oligómero Ib). El oligómero Ib) se
prepara a partir del isocianato Ia), para lo cual se someten a
reacción, ventajosamente, 2-10 unidades
monoméricas, prefiriéndose especialmente la trimerización. La
oligomerización y la trimerización pueden realizarse con ayuda de
los catalizadores adecuados usuales y ya conocidos para la formación
de grupos uretodiona, biuret, isocianurato, urea y/o alofanato. Sin
embargo, también es posible producir una oligomerización mediante
reacción con polioles de bajo peso molecular como son
trimetilolpropano u homotrimetilolpropano, glicerina,
neopentilglicol, dimetilolciclohexano, etilenglicol, dietilenglicol,
propilenglicol,
2-metil-2-propil-1,3-propanodiol,
2-etil-2-butil-1,3-propanodiol,
2,2,4-trimetil-1,5-pentanodiol
y
2,2,5-trimetil-1,6-hexanodiol,
que, en la medida de lo necesario, están en caso dado parcialmente
etoxilados y/o propoxilados o hidrofilizados de otro modo.
En lugar del isocianato Ia) y/o del oligómero Ib)
o además de ambos, puede utilizarse como mínimo un isocianato Ia)
parcialmente bloqueado y/o como mínimo un oligómero Ib) parcialmente
bloqueado (= componentes Ic)).
Como ejemplos de agentes de bloqueo adecuados
pueden mencionarse los ya conocidos por la memoria de patente US
4,444,954, tales como: i) fenoles, por ejemplo fenol, cresol,
xilenol, nitrofenol, clorofenol, etilfenol,
t-butilfenol, ácido hidroxibenzoico, ésteres de este
ácido o
2,5-di-t-butil-4-hidroxitolueno;
ii) lactamas, por ejemplo caprolactama, valerolactama,
butirolactama o propiolactama; iii) compuestos metilénicos activos
como malonato de dietilo, malonato de dimetilo, acetoacetato de
etilo, acetoacetato de metilo o acetilacetona; iv) alcoholes como
metanol, etanol, n-propanol, isopropanol,
n-butanol, isobutanol, t-butanol,
alcohol n-amílico, alcohol
t-amílico, alcohol láurico, etilénglicol monometil
éter, etilenglicol monoetil éter, etilenglicol monopropil éter,
etilenglicol monobutil éter, dietilenglicol monometil éter,
dietilenglicol monoetil éter, propilenglicol monometil éter,
metoximetanol, ácido glicólico, éster de ácido glicólico, ácido
láctico, éster de ácido láctico, metilolurea, metilolmelamina,
alcohol diacetílico, etilenclorhidrina, etilenbromhidrina,
1,3-dicloro-2-propanol
o acetocianhidrina; v) mercaptanos como butilmercaptano,
hexilmercaptano, t-butilmercaptano,
t-dodecilmercaptano,
2-mercaptobenzotiazol, tiofenol, metiltiofenol o
etiltiofenol; vi) amidas de ácidos como acetoanilida,
acetoanisidinamida, acrilamida, metacrilamida, acetamida,
estearamida o benzamida; vii) imidas como succinimida, ftalimida o
maleimida; viii) aminas como difenilamina, fenil naftil amina,
xilidina, N-fenilxilidina, carbazol, anilina,
naftilamina, butilamina, dibutilamina o butil fenil amina; ix)
imidazoles como imidazol o 2-etilimidazol; x) ureas
como urea, tiourea, etilenurea, etilentiourea o
1,3-difenilurea; xi) carbamatos, por ejemplo fenil
éster de ácido N-fenilcarbamídico o
2-oxazolidona; xii) iminas, por ejemplo etilenimina;
xiii) oximas, por ejemplo acetonoxima, formaldoxima, acetaldoxima,
acetoxima, metil etil cetoxima, diisobutil cetoxima, diacetil
monoxima, benzofenonoxima o clorohexanoxima; xiv) sales de ácido
sulfuroso como bisulfito sódico o bisulfito potásico; xv) ésteres
de ácido hidroxámico como hidroxamato de bencilmetacrilo (BMH) o
hidroxamato de alilmetacrilo o xvi) pirazoles sustituidos,
imidazoles o triazoles.
Los oligómeros Ib) o Ic) y trímeros Ib) o Ic)
arriba descritos tienen ventajosamente una funcionalidad NCO de
2,0-5,0, preferentemente de 2,2-4,0
y en especial de 2,5-3,8. Los isocianatos Ia)
descritos detalladamente más arriba, sus oligómeros Ib) y/o
trímeros Ib) y/o los compuestos Ic) pueden ser los únicos compuestos
para la preparación del derivado de urea o utilizarse mezclados con
los isocianatos descritos previamente.
El agente tixotrópico que contiene grupos urea
puede prepararse por separado o en presencia del ligante empleado,
especialmente una resina de poliacrilato. En este último caso, se
procede como es habitual, añadiendo el componente amina a una
solución de la resina de acrilato en un disolvente orgánico o en una
mezcla de disolventes orgánicos y añadiendo a continuación el
poliisocianato lo más rápido posible y agitando muy vigorosamente.
La mezcla así obtenida del agente tixotrópico que contiene grupos
urea y resina de poliacrilato puede emplearse después en las
sustancias de revestimiento.
Como agente tixotrópico puede estar presente,
además, un ácido silícico pirógeno modificado, preferentemente
hidrófobo. Los ácidos silícicos hidrófilos e hidrófobos pueden
comprarse, por ejemplo, bajo el nombre comercial Aerosil® y bajo las
denominaciones de producto 200, R972, R974, R805 y R812 de la firma
Degussa AG, Hanau.
La mezcla de agente tixotrópico y humectante a
utilizar según la invención se emplea preferentemente en una
cantidad de entre un 0,1 a un 5% en peso, preferentemente de entre
un 0,2 a un 2,5% en peso y especialmente de entre un 0,6 a un 2,0%
en peso, con respecto al contenido de sólidos total de la sustancia
de revestimiento.
En el marco de la invención, como ligantes
principales pueden emplearse los ligantes más diversos. Como
ligantes principales se entienden aquellos ligantes cuya proporción
cuantitativa es la mayor de los, en caso dado, distintos ligantes
utilizados. Entran en consideración, por ejemplo, poliacrilatos, en
caso dado con contenido en grupos hidroxilo. En el caso de ligantes
para lacas acuosas, éstos contienen grupos iónicos o no iónicos, que
garantizan la solubilidad o dispersabilidad en agua.
Según la invención resultan ventajosos los
poliacrilatos o las resinas de poliacrilato que contienen grupos
hidroxilo y, por tanto, éstos son preferentes.
En el caso de poliacrilatos para sustancias de
revestimiento no acuosas, el ligante es una resina de poliacrilato
que puede obtenerse polimerizando (a) de un 16 a un 51% en peso,
preferentemente de un 16 a un 28% en peso, de un éster de ácido
acrílico o metacrílico que contiene grupos hidroxilo, o una mezcla
de tales monómeros, (b) entre un 32 y un 84% en peso,
preferentemente entre un 32 y un 63% en peso, de un éster de ácido
acrílico o metacrílico alifático o cicloalifático distinto de (a)
con, preferentemente como mínimo, 4 átomos de C en la parte
alcohol, o una mezcla de tales monómeros, (c) entre un 0 y un 2% en
peso, preferentemente entre un 0 y un 1% en peso, de un ácido
carboxílico etilénicamente insaturado, o una mezcla de ácidos
carboxílicos etilénicamente insaturados, y (d) entre un 0 y un 30%
en peso, preferentemente entre un 0 y un 20% en peso, de un
monómero etilénicamente insaturado distinto de (a), (b) y (c) o una
mezcla de tales monómeros, para formar una resina de poliacrilato
con un índice ácido de entre 0 y 15, preferentemente entre 0 y 8,
un índice hidroxilo entre 80 y 140, preferentemente entre 80 y 120,
y un peso molecular promedio en número entre 1.500 y 10.000,
preferentemente entre 2.000 y 5.000, dando como resultado la suma de
las proporciones en peso de los componentes (a), (b), (c) y (d)
siempre el 100% en peso.
La preparación de las resinas de poliacrilato
empleadas con preferencia puede realizarse según procedimientos de
polimerización bien conocidos en general, en masa, en solución o en
emulsión. Los procedimientos de polimerización para preparar
resinas de poliacrilato son, por lo general, conocidos y se han
descrito en múltiples ocasiones (véase, por ejemplo: Houben Weyl,
Methoden der organischen Chemie, 4ª edición, tomo 14/1, páginas 24
a 255
(1961)).
(1961)).
En las memorias de patente
DE-A-197 09 465,
DE-C-197 09 476,
DE-A-28 48 906,
DE-A-195 24 182,
EP-A-0 554 783, WO 95/27742,
DE-A-38 41 540 o WO 82/02387 se
describen otros ejemplos de procedimientos de
(co)polimerización adecuados para la preparación de las resinas de poliacrilato.
(co)polimerización adecuados para la preparación de las resinas de poliacrilato.
Resultan ventajosos los reactores Taylor,
especialmente para la copolimerización en masa, solución o
emulsión.
Los reactores Taylor, que sirven para transformar
sustancias bajo las condiciones de la corriente de Taylor, ya son
conocidos. Básicamente constan de dos cilindros coaxiales dispuestos
de forma concéntrica, de los cuales el exterior es fijo y el
interior rotatorio. Como espacio de reacción se emplea el espacio
formado por el intersticio entre los cilindros. Al aumentar la
velocidad angular \omega_{j} del cilindro interior aparecen una
serie de distintas formas de corriente, caracterizadas por un índice
adimensional, el llamado número de Taylor Ta. El número de Taylor
depende también, además de la velocidad angular del agitador, de la
viscosidad cinemática v del fluido en la intersticial y de
parámetros geométricos, el radio exterior del cilindro interior
r_{j}, el radio interior del cilindro exterior r_{a} y la
anchura del intersticio d, la diferencia entre ambos radios, de
acuerdo con la fórmula siguiente:
(I)Ta =
\omega_{j}r_{j}dv^{-1}(d/r_{j})^{1/2}
con d = r_{a} -
r_{j}.
Si la velocidad angular es baja, se forma la
corriente Couette laminar, una simple corriente de cizallamiento.
Si aumenta la velocidad de rotación del cilindro interior por encima
de un valor crítico se producen vórtices que rotan alternativamente
en sentidos opuestos (contrarrotación) con sus ejes extendiéndose
en dirección tangencial. Estos llamados vóritces de Taylor son
rotacionalmente simétricos y su diámetro es casi tan grande como la
anchura del intersticio. Dos vórtices adyacentes constituyen un par
de vórtices o una célula de vórtices.
Este comportamiento reside en que, al rotar el
cilindro interior con el cilindro exterior en reposo, las
partículas de fluido que se hallan cerca del cilindro interior están
sometidas a una fuerza centrífuga mayor que aquellas que están más
alejadas del mismo. Esta diferencia entre las fuerzas centrífugas
operantes empuja las partículas del fluido del cilindro interior al
exterior. La fuerza centrífuga se opone a la fuerza de viscosidad,
dado que al moverse las partículas del fluido se ha de superar el
rozamiento. Si la velocidad de rotación aumenta, también aumenta la
fuerza centrífuga. Los vórtices de Taylor se forman cuando la fuerza
centrífuga es mayor que la fuerza de viscosidad
estabilizadora.
estabilizadora.
En el caso de la corriente de Taylor con una
pequeña corriente axial, cada par de vórtices se desplaza por el
intersticio, produciéndose sólo una pequeña transferencia de masa
entre pares de vórtices adyacentes. La mezcla dentro de dichos
pares de vórtices es muy intensa, mientras que la mezcla axial más
allá de los límites de cada par es muy débil. Por lo tanto, un par
de vórtices puede considerarse como un recipiente de agitación bien
entremezclado. El sistema de corriente se comporta, por tanto, como
un cilindro de corriente ideal, donde los pares de vórtices se
desplazan por el intersticio con un tiempo de permanencia
constante, como si fueran recipientes de agitación
ideales.
ideales.
Según la invención resultan ventajosos para ello
los reactores Taylor con una pared de reactor exterior y un rotor
dispuesto en su interior de forma concéntrica o excéntrica, un fondo
de reactor y una tapa de reactor, que definen juntas el espacio de
reactor en forma de intersticio anular, como mínimo un dispositivo
para la adición dosificada de eductos y un dispositivo para la
descarga de producto, estando la pared de reactor y/o el rotor
configurado(s) geométricamente de tal modo que en el espacio
de reactor, y esencialmente en toda la longitud del reactor, se den
las condiciones para la corriente de Taylor, es decir que el
intersticio anular se ensanche en la dirección de paso.
Las resinas de poliacrilato empleadas se preparan
preferentemente mediante un procedimiento de polimerización en
solución. En este procedimiento habitual se calienta un disolvente
orgánico, o una mezcla de disolventes orgánicos, hasta que entra en
ebullición. A este disolvente orgánico, o mezcla de disolventes
orgánicos, se añade después, de forma continua, la mezcla de
monómeros a polimerizar y uno o más iniciadores de polimerización.
La polimerización tiene lugar a temperaturas entre 100 y 160ºC,
preferentemente entre 130 y 150ºC. Como iniciadores de
polimerización se utilizan preferentemente iniciadores formadores de
radicales libres. El poder y la cantidad de los iniciadores se
eligen habitualmente de modo que el suministro de radicales sea lo
más constante posible durante la fase de alimentación a la
temperatura de polimerización.
Como ejemplos de iniciadores a emplear pueden
mencionarse: peróxidos de dialquilo, por ejemplo peróxido de
di-t-butilo o peróxido de dicumilo,
hidroperóxidos, por ejemplo hidroperóxido de cumol o hidroperóxido
de t-butilo, perésteres, por ejemplo perbenzoato de
t-butilo, perpivalato de t-butilo,
hexanoato de
t-butil-per-3,5,5-trimetilo
o hexanoato de
t-butil-per-2-etilo;
azodinitrilos como azobisisobutironitrilo o iniciadores de
disociación C-C como el benzopinacol silil
éter.
Las condiciones de polimerización (temperatura de
reacción, tiempo de alimentación de la mezcla de monómeros,
cantidad y tipo de disolventes orgánicos e iniciadores de
polimerización, utilización conjunta eventual de reguladores de
peso molecular, por ejemplo mercaptanos, ésteres de ácido
tioglicólico y cloruros de hidrógeno) se eligen de modo que las
resinas de poliacrilato empleadas presenten un peso molecular
promedio en número entre 1.500 y 10.000, preferentemente entre
2.000 y 5.000 (determinado mediante cromatografía de permeabilidad
en gel utilizando un patrón de poliestireno).
El técnico en la materia puede ajustar el índice
ácido de las resinas de poliacrilato empleadas utilizando las
cantidades correspondientes del componente (c). Lo análogo puede
aplicarse para el ajuste del índice hidroxilo. Éste puede
controlarse mediante la cantidad empleada de componente (a).
Como componente (a) puede emplearse, en
principio, cualquier éster de ácido acrílico o metacrílico que
contenga grupos hidroxilo, o una mezcla de tales monómeros. Como
ejemplos pueden mencionarse: hidroxialquil ésteres de ácido
acrílico, por ejemplo acrilato de hidroxietilo, acrilato de
hidroxipropilo, acrilato de hidroxibutilo, especialmente acrilato
de 4-hidroxibutilo; hidroxialquil ésteres de ácido
metacrílico, por ejemplo metacrilato de hidroxietilo, metacrilato
de hidroxipropilo, metacrilato de hidroxibutilo, especialmente
metacrilato de 4-hidroxibutilo; productos de
reacción de ésteres cíclicos, por ejemplo
e-caprolacona con hidroxialquil ésteres de ácido
acrílico o
metacrílico.
metacrílico.
Preferentemente, la composición del componente
(a) se elige de modo que polimerizando únicamente el componente (a)
se obtenga una resina de poliacrilato con una temperatura de
transición vítrea de entre -50 y +70ºC, preferentemente de entre
-30 y +50ºC. El técnico en la materia puede calcular la temperatura
de transición vítrea de forma aproximada mediante la fórmula
1/T_{G}=\sum\limits^{n=x}_{n=1}W_{n}/T_{Gn}
T_{G} = temperatura de transición vítrea del
polímero
x = cantidad de los distintos monómeros
introducidos por polimerización
W_{n} = proporción en peso del enésimo
monómero
T_{Gn} = temperatura de transición vítrea del
homopolímero del enésimo monómero
Como componente (b) puede emplearse, en
principio, cualquier éster alifático o cicloalifático de ácido
acrílico o metacrílico distinto de (a) con como mínimo 4 átomos de C
en la parte alcohol, o una mezcla de tales monómeros. Como ejemplos
pueden mencionarse: ésteres alifáticos de los ácidos acrílico y
metacrílico de 4 a 20 átomos de C en la parte alcohol, por ejemplo
acrilato de n-butilo, de isobutilo, de
t-butilo, de 2-etilhexilo, de
estearilo y de laurilo y los metacrilatos respectivos, así como
ésteres cicloalifáticos de los ácidos acrílico y metacrílico, por
ejemplo acrilato de ciclohexilo y metacrilato de ciclohexilo. La
composición del componente (b) se elige preferentemente de modo
que, polimerizando únicamente el componente (b), se obtenga una
resina de poliacrilato con una temperatura de transición vítrea de
entre 10 y 100ºC, preferentemente de entre 20 y 60ºC.
Como componente (c) puede emplearse, en
principio, cualquier ácido carboxílico etilénicamente insaturado o
una mezcla de ácidos carboxílicos etilénicamente insaturados. Como
componente (c) se emplea preferentemente ácido acrílico y/o ácido
metacrílico.
Como componente (d) puede emplearse, en
principio, cualquier monómero etilénicamente insaturado distinto de
(a), (b) y (c) o una mezcla de tales monómeros. Como ejemplos de
monómeros a emplear como componente (d) pueden mencionarse:
hidrocarburos vinilaromáticos, por ejemplo estireno,
\alpha-alquilestireno y viniltolueno, amidas de
ácido acrílico y metacrílico, por ejemplo metacrilamida y
acrilamida, nitrilos de ácido metacrílico y acrílico; vinil éteres
y ésteres o macromonómeros de polisiloxano, como los descritos en
las memorias de patente DE-A-38 07
571, DE-A 37 06 095,
EP-B-0 358 153, US-A
4,754,014, DE-A 44 21 823 ó WO 92/22615. Como
componente (d) se emplean preferentemente hidrocarburos
vinilaromáticos, especialmente estireno. La composición del
componente (d) se elige preferentemente de modo que polimerizando
únicamente el componente (d) se obtenga una resina con una
temperatura de transición vítrea de entre 70 y 120ºC,
preferentemente de entre 80 y 100ºC.
La centidad de ligantes presentes en la sustancia
de revestimiento es, preferentemente, de entre un 10 y un 90% en
peso, en especial de entre un 15 y un 80% en peso y en particular de
entre un 20 y un 70% en peso, en cada caso con respecto al
contenido de sólidos total de la sustancia de revestimiento.
La sustancia de revestimiento contiene además,
como mínimo, un reticulante.
Si la sustancia de revestimiento es un sistema
multicomponente, se utilizan poliisocianatos y/o poliepóxidos, pero
especialmente poliisocianatos, como reticulantes.
Como ejemplos de poliisocianatos adecuados pueden
mencionarse los ya descritos más arriba, en la parte de la
preparación del agente tixotrópico.
Otros ejemplos de poliisocianatos adecuados son
poliisocianatos orgánicos, especialmente los llamados
poliisocianatos de laca, con grupos isocianato libres con enlace
alifático, cicloalifático, arilalifático y/o aromático.
Preferentemente se emplean poliisocianatos con 2 a 5 grupos
isocianato por molécula y con viscosidades entre 100 y 10.000,
preferentemente entre 100 y 5.000 y en especial entre 100 y 2.000
mPas (a 23ºC). En caso dado pueden añadirse a los poliisocianatos
pequeñas cantidades de disolventes orgánicos, preferentemente entre
un 1 y un 25% en peso con respecto al poliisocianato puro, para
mejorar así la aptitud de incorporación del isocianato y, en caso
dado, reducir la viscosidad del poliisocianato a un valor que se
halle dentro de los límites arriba indicados. Como disolventes
adicionales para los poliisocianatos son adecuados, por ejemplo
propionato de etoxietilo, amil metil cetona o acetato de butilo.
Los poliisocianatos pueden además estar
modificados de forma hidrófila o hidrófoba según métodos ya
conocidos y usuales.
Por ejemplo, también son adecuados los
prepolímeros de poliuretano que contienen grupos isocianato y que
pueden prepararse mediante reacción de polioles con un exceso de
poliisocianatos y que preferentemente son poco viscosos.
Otros ejemplos de poliisocianatos adecuados son
aquellos que presentan grupos isocianurato, grupos biuret, grupos
alofanato, grupos iminooxadiazindiona, grupos uretano, grupos urea
y/o grupos uretodiona. Poliisocianatos que presentan grupos uretano
se obtienen, por ejemplo, mediante reacción de una parte de los
grupos isocianato con polioles como trimetilolpropano y glicerina.
Preferentemente se emplean poliisocianatos alifáticos o
cicloalifáticos, especialmente diisocianato de hexametileno,
diisocianato de hexametileno dimerizado y trimerizado, diisocianato
de isoforona, ciclohexilisocianato de
2-propilisocianato,
diciclohexilmetano-2,4'-diisocianato
o
diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato,
diisocianatos derivados de ácidos grasos dímeros, como los vendidos
bajo el nombre comercial DDI 1410 por la firma Henkel,
1,8-diisocianato-4-isocianatometiloctano,
1,7-diisocianato-4-isocianatometilheptano
o
1-isocianato-2-(3-isocianatopropil)ciclohexano
o mezclas de estos poliisocianatos.
Otros ejemplos de isocianatos adecuados se
describen, en "Methoden der organischen Chemie",
Houben-Weyl, tomo 14/2, 4ª edición, editorial Georg
Thieme, Stuttgart 1963, páginas 61 a 70, W. Siefken, Liebigs Ann.
Chem. 562, 75 a 136, la memoria de patente europea
EP-A-101 832 o las memorias de
patente US-PS-3,290,350,
UP-PS-4,130,577 y
US-PS-4,439,616.
Como poliepóxidos son adecuados, por ejemplo,
todos los poliepóxidos alifáticos y/o cicloalifáticos y/o
aromáticos conocidos, por ejemplo basados en bisfenol A o bisfenol
F. Como poliepóxidos son adecuados también, por ejemplo, los
adquiribles en el mercado bajo los nombres Epikote® de la firma
Shell, Denacol® de la firma Nagase Chemicals Ltd., Japón, por
ejemplo Denacol EX-411 (poliglicidil pentaeritrita
éter), Denacol EX-321 (poliglicidil
trimetilolpropano éter), Denacol EX-512
(poliglicidil poliglicerol éter) y Denacol EX-521
(poliglicidil poliglicerol éter).
En caso de sistemas de un solo componente se
utilizan reticulantes que reaccionen con los grupos funcionales del
ligante a temperaturas elevadas, con el fin de formar una red
tridimensional. Por supuesto, dichos reticulantes pueden utilizarse
conjuntamente en los sistemas multicomponente en cantidades
secundarias. En el marco de la presente invención, "cantidad
secundaria" significa una proporción que no perturbe o incluso
inhiba por completo la reacción de reticulación principal.
Ejemplos de reticulantes de este tipo adecuados
son poliisocianatos bloqueados. Ejemplos de poliisocianatos
adecuados son los arriba descritos.
Ejemplos de agentes de bloqueo adecuados son los
ya conocidos por la memoria de patente
US-A-4,444,954.
\newpage
Como reticulantes también pueden emplearse
tris(alcoxicarbonilamino)triazinas de fórmula
general
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos de
tris(alcoxicarbonilamino)triazinas adecuadas se
describen en las memorias de patente
US-A-4,939,
213, US-A-5,084,541 o EP-A-0 624 577. Se utilizan especialmente tris(metoxicarbonilamino)triazinas, tris(butoxicarbonilamino)triazinas y/o tris(2-etilhexoxicarbonilamino)triazinas.
213, US-A-5,084,541 o EP-A-0 624 577. Se utilizan especialmente tris(metoxicarbonilamino)triazinas, tris(butoxicarbonilamino)triazinas y/o tris(2-etilhexoxicarbonilamino)triazinas.
Resultan ventajosos los metil butil ésteres
mixtos, los butil 2-etilhexil ésteres mixtos y los
butil ésteres. En comparación con los metil ésteres puros, éstos
tienen la ventaja de una mayor solubilidad en masas fundidas
poliméricas y tienen además menor tendencia a separarse por
cristalización.
Como reticulante pueden utilizarse especialmente
resinas aminoplásticas, por ejemplo resinas de melamina. Para ello
puede utilizarse cualquier resina aminoplástica adecuada para lacas
cubrientes transparentes o lacas transparentes o una mezcla de
tales resinas aminoplásticas. Entran en consideración especialmente
las resinas aminoplásticas usuales y ya conocidas cuyos grupos
metilol y/o metoximetilo hayan sido desfuncionalizados en parte
mediante grupos carbamato o grupos alofanato. En las memorias de
patente US-A-4 710 542 y
EP-B-0 245 700, así como en el
artículo de B. Singh y colaboradores "Carbamylmethylated
Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry" en
Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991, tomo
13, páginas 193 a 207, se describen reticulantes de este tipo.
Otros ejemplos de reticulantes adecuados son
\beta-hidroxialquilamidas como
N,N,N',N'-tetraquis(2-hidroxietil)adipamida
o
N,N,N',N'-tetraquis(2-hidroxipropil)adipamida.
Otros ejemplos de reticulantes adecuados son
siloxanos, especialmente siloxanos con, como mínimo, un grupo
trialcoxisilano o dialcoxisilano.
Otros ejemplos de reticulantes adecuados son
polianhídridos, especialmente anhídrido polisuccínico.
La cantidad de reticulante presente en la
sustancia de revestimiento puede variar ampliamente y depende
especialmente, por una parte, de la funcionalidad del reticulante y,
por otra parte, del número de grupos funcionales reticulantes
presentes en el ligante, así como de la densidad de reticulación que
se desea lograr. Por lo tanto, el técnico en la materia puede
calcular la cantidad de reticulante de acuerdo con sus
conocimientos técnicos generales, en caso dado mediante simples
ensayos orientativos. El reticulante está contenido en la sustancia
de revestimiento ventajosamente en una cantidad de un cinco a un 60%
en peso, en especial de un 10 a un 50% en peso y en particular de
un 15 a un 45% en peso, en cada caso con respecto al contenido de
sólidos total de la sustancia de revestimiento. Además es
aconsejable elegir las cantidades de reticulante y ligante de modo
que, en la sustancia de revestimiento, la relación entre los grupos
funcionales del reticulante y los grupos funcionales del ligante
oscile entre 2:1 y 1:2, preferentemente entre 1,5:1 y 1:1,5, en
especial entre 1,2:1 y 1:1,2 y en particular entre 1,1:1 y
1:1,1.
Es preferible que la sustancia de revestimiento
sea una sustancia de revestimiento no acuosa, preferentemente una
laca transparente brillante no acuosa. La expresión laca
transparente brillante significa que se pretende lograr el máximo
brillo posible, en oposición a las lacas mate.
En el caso de las sustancias de revestimiento no
acuosas, éstas contienen entre un 20 y un 70% en peso,
preferentemente entre un 40 y un 60% en peso, (con respecto a la
sustancia de revestimiento lista para su aplicación) de disolventes
orgánicos, por ejemplo hidrocarburos alifáticos, aromáticos y/o
cicloalifáticos, alquil ésteres de ácido acético o propiónico,
alcanoles, cetonas, glicol éteres y/o glicol éter ésteres.
La sustancia de revestimiento puede contener
además como mínimo un aditivo para lacas usual y ya conocido en
cantidades eficaces, es decir en cantidades preferentemente de hasta
un 40% en peso, en especial de hasta un 30% en peso y en particular
de hasta un 20% en peso, en cada caso con respecto al contenido de
sólidos total de la sustancia de revestimiento. Es esencial que los
aditivos para laca no influyan negativamente en la transparencia y
la claridad de la sustancia de revestimiento.
Ejemplos de aditivos para laca adecuados son
- -
- absorbentes UV;
- -
- productos fotoprotectoes como los compuestos HALS, benzotriazoles u oxalanilidas;
- -
- captadores de radicales;
- -
- catalizadores para la reticulación como dilaurato de dibutilestaño o decanoato de litio;
- -
- aditivos de deslizamiento;
- -
- inhibidores de polimerización;
- -
- antiespumantes;
- -
- emsulsionantes, especialmente emulsionantes no iónicos como polioles, fenoles, alquilfenoles y alcanoles alcoxilados o emulsionantes aniónicos como sales alcalinas o amónicas de ácidos alcanoicos, ácidos alcanosulfónicos y ácidos sulfónicos de polioles, fenoles, alquilfenoles y alcanoles alcoxilados;
- -
- humectantes adicionales como siloxanos, compuestos que contienen flúor, semiésteres de ácidos carboxílicos, ésteres de ácido fosfórico, ácidos poliacrílicos y sus copolímeros o poliuretanos;
- -
- agentes adherentes, como triciclodecanodimetanol;
- -
- agentes de nivelación;
- -
- agentes auxiliares filmógenos como derivados de celulosa;
- -
- agentes de carga transparentes como nanopartículas a base de dióxido de silicio, óxido de aluminio u óxido de circonio, y como complemento remitimos al manual Römpp "Lacke und Druckfarben" editorial Georg Thieme, Stuttgart, 1998, páginas 250 a 252;
- -
- aditivos de control de reología como los conocidos por las memorias de patente WO 94/22968, EP-A-0 276 501, EP-A-0 249 201 ó WO 97/12945; micropartículas polímeras reticuladas, como las dadas a conocer por ejemplo en el documento EP-A-0 008 127; filosilicatos inorgánicos como silicatos de aluminio-magnesio, filosilicatos de sodio-magnesio y filosilicatos de sodio-magnesio-flúor-litio del tipo montmorilonita; ácidos silícicos como aerosiles; o polímeros sintéticos con grupos iónicos y/o de acción asociativa, por ejemplo alcohol polivinílico, poli(met)acrilamida, ácido poli(met)acrílico, polivinilpirrolidona, copolímeros estireno/anhídrido maleico o etileno/anhídrido maleico y sus derivados o poliacrilatos o uretanos etoxilados modificados de forma hidrófoba;
- -
- agentes ignífugos y/o
- -
- agentes de mateado.
Otros ejemplos de aditivos para laca adecuados
(a6) se describen en el tratado "Lackadditive" de Johan
Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, Nueva York, 1998.
La invención se refiere además a un procedimiento
para la preparación de una sustancia de revestimiento según la
invención, en el que:
- A)
- se prepara un ligante,
- B)
- el derivado de urea a utilizar según la invención se prepara en presencia de como mínimo una cantidad parcial del ligante de la etapa A) y
- C)
- la mezcla de ligante y derivado de urea se mezcla,
- -
- antes, durante o después de la etapa B), con el humectante a utilizar según la invención
- -
- en caso dado con una homogeneización (pasta) de un ácido silícico con una primera cantidad parcial de un ligante opcionalmente distinto del ligante de la etapa A), preferentemente una resina de poliacrilato del tipo arriba descrito,
- -
- con un reticulante o una mezcla de reticulantes y, opcionalmente,
- -
- con como mínimo uno de los aditivos para laca arriba descritos,
- -
- con ligantes compatibles con los poliacrilatos y distintos de los ligantes arriba indicados y
- -
- en caso dado con la cantidad restante del ácido silícico homogeneizado con el ligante
y se ajusta a una viscosidad normal
de
elaboración.
El reticulante o la mezcla de reticulantes puede
añadirse simultáneamente a la aplicación de la sustancia de
revestimiento o inmediatamente antes de la misma. En el caso de los
sistemas de dos componentes, el reticulante, por ejemplo
poliisocianatos no bloqueados, se añade inmediatamente antes de
aplicarse la sustancia de revestimiento; en caso de sistemas de un
componente, el reticulante, por ejemplo poliisocianatos bloqueados,
puede añadirse ya en la fabricación.
La invención se refiere además a la utilización
de una sustancia de revestimiento según la invención para la
producción de un lacado transparente brillante sobre un lacado base
de color y/o de efecto decorativo, especialmente un lacado base que
haya sido producido utilizando una laca base acuosa. La coloración
se logra mediante materias colorantes y/o pigmentos colorantes. El
efecto se logra con pigmentos de efecto como pigmentos de efecto
metálico o pigmentos de mica.
Como ejemplos de lacas base acuosas adecuadas, y
de sus lacados correspondientes, pueden mencionarse los ya
conocidos por las memorias de patente
EP-A-0 089 497,
EP-A-0 256 540,
EP-A-0 260 447,
EP-A-0 297 576, WO 96/12747,
EP-A-0 523 610,
EP-A-0 228 003,
EP-A-0 397 806,
EP-A-0 574 417,
EP-A-0 531 510,
EP-A-0 581 211,
EP-A-0 708 788,
EP-A-0 593 454,
DE-A-43 28 092,
EP-A-0 299 148,
EP-A-0 394 737,
EP-A-0 590 484,
EP-A-0 234 362,
EP-A-0 234 361,
EP-A-0 543 817, WO 95/14721,
EP-A-0 521 928,
EP-A-0 522 420,
EP-A-0 522 419,
EP-A-0 649 865,
EP-A-0 536 712,
EP-A-0 596 460,
EP-A-0 596 461,
EP-A-0 584 818,
EP-A-0 669 356,
EP-A-0 634 431,
EP-A-0 678 536,
EP-A-0 354 261,
EP-A-0 424 705, WO 97/49745, WO
97/49797, EP-A-0 401 565,
EP-B-0 730 613 o WO 95/14721.
Por último, la invención se refiere a un
procedimiento para la producción de un lacado multicapa de color
y/o de efecto decorativo sobre la superficie de un sustrato
imprimado o no imprimado en el que: (1) se aplica sobre la
superficie del sustrato una laca base provista de pigmentos
colorantes y/o de efecto decorativo, especialmente una laca base
acuosa, (2) la capa de laca base aplicada en la etapa (1) se seca a
temperaturas entre 15ºC y 100ºC, preferentemente entre 20 y 85ºC,
(3) sobre la capa de laca base seca en la etapa (2) se aplica una
sustancia de revestimiento transparente según la invención como capa
de laca transparente y a continuación (4) se ahornan juntas la capa
de laca base y la capa de laca cubriente, preferentemente a
temperaturas entre 120ºC y 180ºC y por un período de 5 min a
60 min.
60 min.
Como sustratos entran en consideración todas las
superficies de objetos a lacar adecuadas para un endurecimiento de
las capas de laca que se hallan sobre ellas mediante la aplicación
de calor, por ejemplo objetos de metal, plástico, madera, cerámica,
piedra, textil, materiales compuestos de fibras, cuero, vidrio,
fibras de vidrio, lana de vidrio y lana mineral o materiales
aglomerados de mineral o resina, como tablas de yeso y placas de
cemento o tejas. Por consiguiente, la sustancia de revestimiento es
muy adecuada, especialmente como laca transparente, para
aplicaciones en el lacado de automóviles, el lacado de muebles y el
lacado industrial, incluyendo el Coil Coating y el Container
Coating. En el marco de los lacados industriales, es adecuada para
el lacado de prácticamente todos los elementos para el uso
particular o industrial, como radiadores, aparatos domésticos,
piezas pequeñas de metal, tapacubos o
llantas.
llantas.
Con la sustancia de revestimiento, especialmente
la laca transparente, pueden lacarse especialmente también
plásticos provistos o no de imprimación, así como en caso dado
revestidos con una capa de laca base, por ejemplo B, ABS, AMMA,
ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE,
LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE,
POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM y UP
(abreviaturas según DIN 7728T1). Por supuesto, los plásticos a
lacar también pueden ser mezclas de polímeros, plásticos modificados
o plásticos reforzados con fibras. También puede emplearse para el
revestimiento de los plásticos empleados usualmente en la
construcción de vehículos, especialmente de automóviles. En el caso
de superficies de sustrato no funcionalizadas y/o apolares, éstas
pueden someterse antes del revestimiento a un tratamiento previo
según métodos ya conocidos, por ejemplo plasma o llameado.
En los lacados multicapa producidos con la
sustancia de revestimiento, especialmente la laca transparente, no
se observa deslaminación alguna debida a una falta de adherencia
entre capas. Su nivelación y sus propiedades ópticas son
excelentes. Tampoco tienden ya al empañamiento tras ser sometidas a
la acción de agua de condensación.
En un reactor de laboratorio con una capacidad
útil de 4 l, equipado con un agitador, dos embudos de goteo para la
mezcla de monómeros o la solución de iniciador, tubo de alimentación
de nitrógeno, termómetro y condensador de reflujo, se pesaron 897 g
de una fracción de hidrocarburos aromáticos con un intervalo de
ebullición de 158 - 172ºC. El disolvente se calentó hasta 140ºC. Una
vez alcanzados los 140ºC se alimentaron al reactor de forma
uniforme y dosificada una mezcla de monómeros compuesta por 487 g de
acrilato de t-butilo, 215 g de metacrilato de
n-butilo, 143 g de estireno, 572 g de metacrilato de
hidroxipropilo y 14 g de ácido acrílico, en el plazo de 4 horas, y
una solución de iniciador compuesta por 86 g de peretilhexanoato de
t-butilo en 86 g del disolvente aromático descrito,
en el plazo de 4,5 horas. Con la dosificación de la mezcla de
monómeros y la solución de iniciador se comenzó simultáneamente.
Una vez concluida la dosificación de iniciador se mantuvo la mezcla
de reacción durante dos horas más a 140ºC y después se enfrió. La
solución polimérica resultante, diluida con una mezcla de acetato
de
1-metoxi-2-propilo,
acetato de butilglicol y acetato de butilo, tenía un contenido de
sólidos del 53%, determinado en horno de aire circulante en 1 h a
130ºC, un índice ácido de 10 mg KOH/g y una viscosidad de 23 dPas
(medida en una solución al 60% de la solución polimérica en el
disolvente aromático descrito, utilizando un viscosímetro de
pletina cónica ICI a 23ºC).
En un reactor de laboratorio con una capacidad
útil de 4 l, equipado con un agitador, dos embudos de goteo para la
mezcla de monómeros o la solución de iniciador, tubo de alimentación
de nitrógeno, termómetro y condensador de reflujo, se pesaron 720 g
de una fracción de hidrocarburos aromáticos con un intervalo de
ebullición de 158 - 172ºC. El disolvente se calentó hasta 140ºC. Una
vez alcanzados los 140ºC, se alimentaron al reactor de forma
uniforme y dosificada una mezcla de monómeros compuesta por 397,5 g
de acrilato de n-butilo, 180 g de metacrilato de
n-butilo, 450 g de estireno, 270 g de metacrilato de
hidroxipropilo, 165 g de acrilato de hidroxibutilo y 37,5 g de
ácido acrílico, en el plazo de 4 horas, y una solución de iniciador
compuesta por 105 g de peretilhexanoato de t-butilo
en 90 g del disolvente aromático descrito, en el plazo de 4,5 horas.
Con la dosificación de la mezcla de monómeros y la solución de
iniciador se comenzó simultáneamente. Una vez concluida la
dosificación de iniciador se mantuvo la mezcla de reacción dos horas
más a 140ºC y después se enfrió. La solución polimérica resultante
tenía un contenido de sólidos del 60%, determinado en un horno de
aire circulante en 1 h a 130ºC, un índice ácido de 17 mg KOH/g, un
índice OH de 113 mg KOH/g y una viscosidad de 16 dPas (medida en
una solución al 60% de la solución polimérica en el disolvente
aromático descrito, utilizando un viscosímetro de pletina cónica
ICI a 23ºC). La temperatura de transición vítrea de la resina de
poliacrilato era de 9,78ºC.
En un reactor de laboratorio con una capacidad
útil de 4 l, equipado con un agitador, dos embudos de goteo para la
mezcla de monómeros o la solución de iniciador, tubo de alimentación
de nitrógeno, termómetro y condensador de reflujo, se pesaron 720 g
de una fracción de hidrocarburos aromáticos con un intervalo de
ebullición de 158 - 172ºC. El disolvente se calentó hasta 140ºC. Una
vez alcanzados los 140ºC, se alimentaron al reactor de forma
uniforme y dosificada una mezcla de monómeros, compuesta por 934,5 g
de metacrilato de n-butilo, 150 g de estireno, 384
g de acrilato de 4-hidroxibutilo y 31,5 g de ácido
acrílico, en el plazo de 4 horas, y una solución de iniciador,
compuesta de 90 g de peretilhexanoato de t-butilo en
90 g del disolvente aromático descrito, en el plazo de 4,5 horas.
Con la dosificación de la mezcla de monómeros y la solución de
iniciador se comenzó simultáneamente. Una vez concluida la
dosificación de iniciador se mantuvo la mezcla de reacción dos
horas más a 140ºC y después se enfrió. La solución polimérica
resultante tenía un contenido de sólidos del 60%, determinado en un
horno de aire circulante en 1 h a 130ºC, un índice ácido de 17 mg
KOH/g, un índice OH de 99 mg KOH/g y una viscosidad de 3 dPas
(medida en una solución al 60% de la solución polimérica en el
disolvente aromático descrito, utilizando un viscosímetro de pletina
cónica ICI a 23ºC). La temperatura de transición vítrea de la resina
de poliacrilato era de -1,45ºC.
En un reactor de acero inoxidable de 4 l se
pesaron y se calentaron hasta 50ºC 40 partes en peso de Basonat® HI
190 B/S (isocianurato a base de diisocianato de hexametileno de la
firma BASF S.A.) y 16,4 partes en peso de nafta disolvente. En el
plazo de cuatro horas se añadieron de forma uniformemente dosificada
26,27 partes en peso de malonato de dietilo, 6,5 partes en peso de
acetilacetato de etilo y 0,3 partes en peso de solución de
catalizador (metilhexanoato sódico). A continuación se aumentó la
temperatura hasta 70ºC. Al alcanzarse un peso equivalente de
isocianato de 5.900 a 6.800 se añadieron 1,03 partes en peso de
1,4-ciclohexildimetanol en un plazo de 30 minutos,
a una temperatura de 70ºC y bajo agitación. Tras alcanzar un peso
equivalente de isocianato \geq 13.000 se añadieron 5 partes en
peso de n-butanol. Al mismo tiempo se redujo la
temperatura a 50ºC y el poliisocianato bloqueado resultante se
disolvió con n-butanol hasta un contenido de sólidos
teórico del 68% en peso.
En un reactor de acero inoxidable de 4 l se
pesaron y se calentaron hasta 50ºC 41,76 partes en peso de
Vestanat® 1890 (isocianurato a base de diisocianato de isoforona de
la firma Creanova) y 20,76 partes en peso de nafta disolvente. En
el plazo de cuatro horas se añadieron de forma uniformemente
dosificada 23,49 partes en peso de malonato de dietilo, 5,81 partes
en peso de acetilacetato de etilo y 0,14 partes en peso de solución
de catalizador (metilhexanoato sódico). Una vez concluida la
alimentación se añadieron de nuevo 0,14 partes en peso de solución
de catalizador. A continuación se aumentó la temperatura hasta 80ºC.
Al alcanzarse un peso equivalente de isocianato de 5.900 a 6.800 se
añadieron 0,9 partes en peso de
1,4-ciclohexildimetanol en un plazo de 30 minutos,
a una temperatura de 80ºC y bajo agitación. Tras alcanzar un peso
equivalente de isocianato > 13.000 se añadieron 5 partes en peso
de n-butanol. Al mismo tiempo se redujo la
temperatura a 50ºC y el poliisocianato bloqueado resultante se
disolvió con n-butanol hasta un contenido de sólidos
teórico del 63% en peso.
En un triturador-agitador de
laboratorio de la firma Vollrath se pesaron y se homogeneizaron
durante 30 min, bajo refrigeración por agua, 800 g del material a
moler, compuesto de 592 g del poliacrilato A, 80 g de acetato de
butilo, 64 g de xileno y 64 g de Aerosil® 972 (Degussa Ag, Hanau),
junto con 1.100 g de arena de sílice (tamaño de grano 0,7 - 1
mm).
A partir de los componentes indicados en la Tabla
1 se prepararon, por mezcla, una laca transparente 2C según la
invención (Ejemplo 1) y una laca transparente 2C corriente (Ensayo
Comparativo 1), y éstas se aplicaron sobre placas de ensayo. Como
placas de ensayo se utilizaron planchas de acero para carrocerías,
que previamente habían sido tratadas con una solución de fosfato de
cinc comercial y revestidas con una laca de barnizado
electroforético por inmersión y un agente de carga según se explica
más abajo.
\begin{minipage}[t]{160mm} Composición de la laca transparente 2C según la invención (Ejemplo 1) y de la laca transparente 2C corriente (Ensayo Comparativo 1) \end{minipage} | ||||
Componentes laca madre | Ejemplo 1 | Ensayo Comparativo 1 | ||
(partes en peso) | (partes en peso) | |||
Ligante | ||||
Poliacrilato A | 61,90 | 61,90 | ||
Setalux® C9 1756 (Akzo Nobel Resins, | 13,50 | 13,50 | ||
Bergen op Zoom) | ||||
Pasta tixotrópica A | 5,00 | 5,00 | ||
Otros componentes | ||||
Hidroxifeniltriazina sustituida (al 65% en | 1,50 | 1,50 | ||
xileno) | ||||
N-metil-2,2,6,6-tetrametilpiperidinil éster | 1,00 | 1,00 | ||
Dibasic Ester | 2,00 | 2,00 | ||
Disperbyk® 161 (Byk Chemie) | 1,00 | - - - | ||
Byk® 310 (Byk Chemie) | 0,15 | 0,15 | ||
Byk® ES-80 (Byk Chemie) | 0,15 | 0,15 | ||
Byk® 390 (Byk Chemie) | 0,05 | 0,05 | ||
Butanol | 1,65 | 1,65 | ||
Xileno | 1,50 | 1,50 | ||
Acetato de butilglicol | 5,60 | 6,60 | ||
Glicolato de butilo | 5,00 | 5,00 | ||
100,00 | 100,00 | |||
Reticulante | 33 \; | 33 \; |
El reticulante es una solución de un
poliisocianato a base de diisocianato de hexametileno (solución al
80% de Desmodur® N 3390 de Bayer AG en acetato de butilo/nafta
disolvente).
Setalux® C91756 de la firma Akzo es un derivado
de urea disperso en un ligante.
Dibasic Ester de la firma DuPont es una mezcla de
succinato de metilo, ácido succínico, ácido glutárico y ácido
adípico.
Para fabricar las placas de ensayo se aplicaron y
ahornaron sucesivamente una laca de barnizado electroforético por
inmersión con un espesor de capa de 18 - 22 \mum y un agente de
carga acuoso con un espesor de capa de 35 - 40 \mum. La laca de
barnizado electroforético por inmersión se ahornó durante 20
minutos a 170ºC y el agente de carga durante 20 minutos a 160ºC. A
continuación se aplicó una laca base acuosa azul con un espesor de
capa de 12 - 15 \mum y se ventiló durante 10 minutos a 80ºC. Por
último se aplicó el sistema 2C del Ejemplo 1 a ensayar 1 y del
Ensayo Comparativo 1 con un espesor de capa de 40 - 45 \mum en
una única pasada, electrostáticamente y en vertical (tipo de
campana: Ecobell), después de lo cual se endurecieron la laca base
y el sistema 2C durante 20 minutos a 140ºC y en vertical
(procedimiento de húmedo sobre húmedo).
\begin{minipage}[t]{160mm} Propiedades de nivelación (vertical) de la laca transparente 2C según la invención del Ejemplo 1 y de la laca transparente 2C corriente del Ensayo Comparativo 1 \end{minipage} | ||
Ejemplo 1 | Ensayo Comparativo 1 | |
Límite de humectación | 15 \mum | 17 \mum |
(aplicación ESTA) | ||
Nivelación (visual) | superf. lisa | superf. más ondulada |
(marca pronunciada) | (marca plana) | |
Nivelación (técnica de medición) | 5,0 | 9,0 |
Wavescan/longwave (40\mum)^{a)} | ||
^{a)} Aparato de medida: firma Byk/Gardner - Wave scan plus |
A partir de los componentes indicados en la Tabla
3 se prepararon una laca transparente 1C (Ejemplo 2) y una laca
transparente 1C corriente (Ensayo Comparativo 2), y éstas se
aplicaron sobre placas de ensayo (véase Ejemplo de Preparación
8).
\begin{minipage}[t]{160mm} Composición de la laca transparente 1C según la invención (Ejemplo 2) y de la laca transparente 1C corriente (Ensayo Comparativo 2) \end{minipage} | ||||
Componentes | Ejemplo 2 | Ensayo Comparativo 2 | ||
(partes en peso) | (partes en peso) | |||
Ligante | ||||
Poliacrilato B | 16,800 | 16,800 | ||
Poliacrilato C | 16,800 | 16,800 | ||
Setalux® C91756 (Akzo Nobel | 19,000 | 19,000 | ||
Resins, Bergen op Zoom) | ||||
Humectante | ||||
Disperbyk® 161 (Byk Chemie) | 1,000 | - - - - | ||
Reticulante | ||||
Poliisocianato bloqueado A | 10,600 | 10,600 | ||
Poliisocianato bloqueado B | 3,500 | 3,500 | ||
Resina melamina-formaldehído | 19,200 | 19,200 | ||
eterificada con butanol comercial (al | ||||
60% en butanol/xileno) |
\begin{minipage}[t]{160mm} Composición de la laca transparente 1C según la invención (Ejemplo 2) y de la laca transparente 1C corriente (Ensayo Comparativo 2) \end{minipage} | ||||
Componentes | Ejemplo 2 | Ensayo Comparativo 2 | ||
(partes en peso) | (partes en peso) | |||
Otros componentes | ||||
Hidroxifenilbenzotriazol sustituido (al | 1,300 | 1,300 | ||
95% en xileno) | ||||
2,2,6,6-tetrametil piperidinil éster | 0,700 | 0,700 | ||
modificado con éter de amina | ||||
Baysilon® OL 44 | ||||
Byk® 320 (Byk Chemie) | 0,075 | 0,075 | ||
Nacure 2500® (al 5% en xileno) | 0,010 | 0,010 | ||
Butanol | 0,150 | 0,150 | ||
Bencina 180/210 | 6,790 | 6,790 | ||
Solvesso® 150 | 2,000 | 2,000 | ||
Xileno | 0,650 | 1,650 | ||
1,425 | 1,425 | |||
100,000 | 100,000 |
Nacure® 2500 es un catalizador de reticulación a
base de un ácido sulfónico aromático bloqueado con amina.
Baysilon® OL 44 es un agente auxiliar de
nivelación comercial de la firma Bayer AG a base de
polidimetilsiloxanos.
En el almacenamiento de la laca transparente 1C
del Ejemplo 2 y del Ensayo Comparativo 2 durante 16 horas a 60ºC,
el tiempo de derrame en un viscosímetro DIN 4 aumentó sólo 23
segundos para la laca transparente del Ejemplo 2, mientras que el
tiempo de derrame para la laca transparente según el Ensayo
Comparativo 2 aumentó 78 segundos.
La laca transparente del Ejemplo 2 presentaba
también una nivelación claramente mejor y un límite de humectación
notablemente menor que la del Ensayo Comparativo 2.
Claims (9)
1. Sustancia de revestimiento que contiene un
ligante y un reticulante, así como un agente tixotrópico a base de
ureas y/o derivados de urea, caracterizada porque la
sustancia de revestimiento contiene adicionalmente un humectante
que mejora la humectabilidad del agente tixotrópico y porque el
ligante es una resina de poliacrilato, que puede prepararse
polimerizando
- (a)
- entre un 16 y un 51% en peso, preferentemente entre un 16 y un 28% en peso, de un éster de ácido acrílico o metacrílico que contiene grupos hidroxilo o una mezcla de tales monómeros,
- (b)
- entre un 32 y un 84% en peso, preferentemente entre un 32 y un 63% en peso, de un éster de ácido acrílico o metacrílico alifático o cicloalifático distinto de (a) con, preferentemente, como mínimo 4 átomos de C en la parte alcohol o una mezcla de tales monómeros,
- (c)
- entre un 0 y un 2% en peso, preferentemente entre un 0 y un 1% en peso, de un ácido carboxílico etilénicamente insaturado o una mezcla de ácidos carboxílicos etilénicamente insaturados y
- (d)
- entre un 0 y un 30% en peso, preferentemente entre un 0 y un 20% en peso, de un monómero etilénicamente insaturado distinto de (a), (b) y (c) o una mezcla de tales monómeros,
para formar una resina de
poliacrilato con un índice ácido entre 0 y 15, preferentemente entre
0 y 8, un índice hidroxilo entre 80 y 140, preferentemente entre 80
y 120, y un peso molecular promedio en número entre 1.500 y 10.000,
preferentemente entre 2.000 y 5.000, dando como resultado la suma de
las proporciones en peso de los componentes (a), (b), (c) y (d)
siempre el 100% en
peso.
2. Sustancia de revestimiento según la
reivindicación 1, caracterizada porque las ureas y/o los
derivados de urea pueden obtenerse mediante reacción de como mínimo
un compuesto que contiene grupos isocianato, preferentemente un
diisocianato, con una amina primaria o secundaria o una mezcla de
tales aminas y/o agua, preferentemente con una monoamina primaria
alifática.
3. Sustancia de revestimiento según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque adicionalmente
contiene un ácido silícico pirógeno modificado, preferentemente
hidrófobo, como agente tixotrópico.
4. Sustancia de revestimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque como reticulante
o reticulantes se utiliza o utilizan, como mínimo, un
poliisocianato bloqueado o no bloqueado, una
tris(alcoxicarbonilamino)triazina, una resina
aminoplástica, una \beta-hidroxialquilamida, un
siloxano y/o un polianhídrido.
5. Sustancia de revestimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el humectante
puede obtenerse sometiendo a reacción poliisocianatos con una
funcionalidad media de 2,5 a 6
- a)
- en una primera etapa, con compuestos monohidroxílicos de fórmula Y-OH, donde Y puede ser:
- i)
- un grupo hidrocarburo de 8 a 30 átomos de carbono alifático y/o cicloalifático, en caso dado donde átomos de hidrógeno son sustituidos por átomos de halógenos y/o grupos arilo, y/o
- ii)
- un grupo alifático y/o cicloalifático y/o aromático que presenta como mínimo un grupo -O- y/o -COO- y un peso molecular de 350 a 8.000, en caso dado donde átomos de hidrógeno son sustituidos por átomos de halógenos y/o grupos arilo;
- en una cantidad tal que reaccionen entre un 15 y un 50%, preferentemente entre un 20 y un 40% o entre un 20 y un 35%, de los grupos NCO;
- b)
- sometiendo el producto de reacción obtenido en la etapa a) a una reacción con compuestos de fórmula G-(E)_{n} (E es -OH, -NH_{2} y/o -NHR [R=alquilo(C_{1}-C_{4})]; n es igual a 2 ó 3; G es un grupo hidrocarburo alifático y/o cicloalifático con como mínimo dos átomos de C y con un peso molecular máximo de 3.000, pudiendo contener G un grupo -O-, COO-, CONH-, -S- y/o -SO_{2}) en una cantidad tal que reaccione otro 15 a 45%, preferentemente 20 a 40% ó 20 a 35%, de los grupos NCO de los poliisocinatos empleados originalmente y la suma de los grupos NCO que hayan reaccionado en las etapas a) y b) sea un 40 a un 75%, preferentemente un 45 a un 65% ó un 45 a un 55%, de los grupos NCO de los poliisocianatos empleados originalmente;
- c)
- sometiendo el producto de reacción obtenido en la etapa b) a reacción con compuestos de fórmula Z-Q (Q es -OH, NH_{2}, -NHR [R es alquilo(C_{1}-C_{4})] o -SH, Z es alquilo(C_{2}-C_{10}) con como mínimo un grupo amina terciaria o un grupo heterocíclico con como mínimo un átomo de nitrógeno cíclico básico, que no lleve ningún átomo de hidrógeno, pudiendo el grupo heterocíclico estar ligado a Q mediante un grupo alquileno de hasta 10 átomos de C) en una cantidad tal que a cada grupo isocianato remanente, que no haya reaccionado aún en las etapas a) y b), le corresponda como mínimo una molécula del compuesto Z-Q.
6. Sustancia de revestimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque es una sustancia
de revestimiento no acuosa, preferentemente una laca transparente
brillante no acuosa.
7. Procedimiento para la preparación de una
sustancia de revestimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6,
en el que:
- A)
- se prepara un ligante,
- B)
- el derivado de urea a utilizar según la invención se prepara en presencia de como mínimo una cantidad parcial del ligante de la etapa A) y
- C)
- la mezcla de ligante y derivado de urea se mezcla,
- -
- antes, durante o después de la etapa B), con el humectante a utilizar según la invención
- -
- en caso dado con una homogeneización (pasta) de un ácido silícico con una primera cantidad parcial de un ligante opcionalmente distinto del ligante de la etapa A), preferentemente una resina de poliacrilato del tipo arriba descrito,
- -
- con un reticulante o una mezcla de reticulantes y, opcionalmente,
- -
- con como mínimo uno de los aditivos para laca arriba descritos,
- -
- con ligantes compatibles con poliacrilatos y distintos de los ligantes arriba indicados y
- -
- en caso dado con la cantidad restante del ácido silícico homogeneizado con el ligante
y se ajusta a una viscosidad normal para la
elaboración;
pudiendo añadirse el reticulante o la mezcla de
reticulantes simultáneamente a una aplicación de la sustancia de
revestimiento o inmediatamente antes de la misma.
8. Utilización de una sustancia de revestimiento
según una de las reivindicaciones 1 a 6 para la producción de un
revestimiento de laca transparente brillante sobre un revestimiento
de laca base de color y/o de efecto decorativo.
9. Procedimiento para la producción de un lacado
cubriente de dos capas sobre la superficie de un sustrato, en el
que
- (1)
- se aplica sobre la superficie del sustrato una laca base provista de pigmentos colorantes y/o de efecto decorativo,
- (2)
- la capa de laca base aplicada en la etapa (1) se seca a temperaturas entre 15ºC y 100ºC, preferentemente entre 20 y 85ºC,
- (3)
- sobre la capa de laca base seca en la etapa (2) se aplica una sustancia de revestimiento transparente según una de las reivindicaciones 1 a 6 como capa de laca transparente y a continuación
- (4)
- se ahornan juntas la capa de laca base y la capa de laca cubriente.
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