ES2247144T3 - Laca en polvo autorreticulable basada en resinas epoxido y utilizacion de la misma. - Google Patents
Laca en polvo autorreticulable basada en resinas epoxido y utilizacion de la misma.Info
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Abstract
Laca en polvo autorreticulable que contiene (A) hasta un 50% en peso, con respecto a la laca en polvo, de una mezcla de (A1)como mínimo una resina epóxido con un peso equivalente de epoxi (EEW) < 800 g, (A2)como mínimo una resina epóxido con un peso equivalente de epoxi (EEW) de 800 a 1.500 g, y (A3)como mínimo una resina epóxido con un peso equivalente de epoxi (EEW) > 1.500 g, consistiendo (A) entre un 10 y un 40% en peso en (A1), entre un 46 y un 68% en peso en (A2) y entre un 5 y un 15% en peso en (A3), con la condición de que los porcentajes en peso de (A1), (A2) y (A3) sumen el 100% en peso, y (B) como mínimo un 50% en peso, con respecto a la laca en polvo, de al menos un material de carga.
Description
Laca en polvo autorreticulable basada en resinas
epóxido y utilización de la misma.
La presente invención se refiere a una nueva laca
en polvo autorreticulable basada en resinas epóxido y a su
utilización para el revestimiento de piezas preformadas.
Los documentos de patente europea EP 0 509 392
A1, EP 0 509 393 A1, EP 0 322 827 A1 y EP 0 517 536 A1, los
documentos de patente US 5,055,524 y US 4,849,283, y las
publicaciones de empresa Coatings Partner, The magazine of BASF,
Powder Coatings Special, 1/2000, y BASF Coatings AF "Pulverlacke,
Pulverlacke für industrielle Anwendungen", Enero de 2000, dan a
conocer lacas en polvo basadas en resinas epóxido. En estos casos se
trata de sistemas de reticulación externa, es decir, las resinas
epóxido se reticulan con endurecedores tales como endurecedores
fenólicos o amínicos o guanidinas bicíclicas.
Se califican como materiales de revestimiento de
reticulación externa aquellos en los el ligante contiene un tipo de
grupos funcionales reactivos complementarios y el otro tipo se
encuentra en un endurecedor o reticulante. Los grupos funcionales
reactivos complementarios pueden reaccionar entre sí y formar así
una red tridimensional. Por el contrario, el término
"autorreticulable" designa la propiedad de un ligante para
experimentar reacciones de reticulación consigo mismo. Para ello es
necesario que los ligantes ya contengan los dos tipos de grupos
funcionales reactivos complementarios necesarios para la
reticulación, o que contengan un tipo de grupos funcionales
reactivos que puedan reaccionar "consigo mismos". Para más
detalles, véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme
Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Härtung", páginas 274 a
276, en particular página 275, parte inferior.
Cada vez más, las piezas preformadas, en
particular los bloques de motor para automóviles de todo tipo, se
lacan por motivos ópticos y por motivos de protección anticorrosiva.
Dado que las lacas en polvo están libres de disolventes, se aplican
fácilmente y se pueden recuperar fácilmente en forma de neblina de
pulverización, y debido a que los lacados en polvo correspondientes
presentan buenas propiedades mecánicas y alta adherencia sobre el
sustrato y ofrecen una excelente protección anticorrosiva, cada vez
se utilizan más para este fin.
Normalmente, las piezas en bruto de bloques de
motor se revisten ya en el taller de metalurgia y después se
mecanizan por fresado y/o taladrado. El calor producido durante
estas operaciones ablanda los lacados en polvo habituales y
conocidos, de modo que no se pueden realizar cortes y taladros
definidos. Además, debido a la carga térmica/mecánica, los lacados
en polvo producen masas poliméricas pastosas, de tipo adhesivo y muy
difíciles de quitar, que se pegan en las herramientas. En general,
un aumento de la reticulación no soluciona nada, dado que ello
produce una fragilidad en los lacados en polvo que puede provocar su
desconchadura durante el mecanizado posterior.
En DATABASE WPI Section Ch, Week 199347 Derwent
Publications Ltd., London, GB; Class A21, AN
1993-374644 y en el documento JP 05 279452 A (NIPPON
KAYAKU KK) se dan a conocer mezclas que comprenden (A) resinas
epóxido que contienen entre un 25 y un 90 por ciento de (a) resinas
epóxido bisfenol que presentan un peso equivalente en epoxi de como
mínimo 600; entre un 3 y un 55 por ciento de (b) resinas epóxido
líquidas plastificadas en su interior que presentan un peso
equivalente en epoxi de como mínimo 200; y entre un 10 y un 40 por
ciento de (c) resinas epóxido halogenadas; y (B) endurecedores y/o
(C) aceleradores.
El documento
US-A-5 153 239 da a conocer un polvo
de resina epóxido que incluye (A) una mezcla de resinas epóxido que
comprende una resina epóxido bisfenol y una resina epóxido
polifuncional que contiene como mínimo tres grupos epóxido por
molécula; un endurecedor que comprende una mezcla que contiene
dicianodiamida; y (C) un material de carga.
El objetivo de la presente invención consiste en
proporcionar una nueva laca en polvo autorreticulable que ya no
presente las desventajas del estado actual de la técnica, sino que
se pueda producir de forma sencilla a partir de compuestos de
partida fácilmente asequibles, y que proporcione lacados en polvo
que, manteniendo por completo el perfil ventajoso de propiedades
técnicas de aplicación, sean maquinables, fresables y taladrables y
que, en consecuencia, sean muy adecuados para el revestimiento de
piezas preformadas que deban ser mecanizadas posteriormente, en
particular bloques de motor.
Por consiguiente se descubrió la nueva laca en
polvo autorreticulable que contiene
- (A)
- hasta un 50% en peso, con respecto a la laca en polvo, de una mezcla de
- (A1)
- como mínimo una resina epóxido con un peso equivalente de epoxi (EEW) < 800 g,
- (A2)
- como mínimo una resina epóxido con un peso equivalente de epoxi (EEW) de 800 a 1.500 g, y
- (A3)
- como mínimo una resina epóxido con un peso equivalente de epoxi (EEW) > 1.500 g,
- consistiendo (A) entre un 10 y un 40% en peso en (A1), entre un 46 y un 68% en peso en (A2) y entre un 5 y un 15% en peso en (A3), con la condición de que los porcentajes en peso de (A1), (A2) y (A3) sumen el 100% en peso, y
- (B)
- como mínimo un 50% en peso, con respecto a la laca en polvo, de al menos un material de carga.
De la descripción se desprenden otros objetos
correspondientes a la invención.
En vista del estado actual de la técnica, ha
resultado sorprendente y no previsible por los especialistas que la
laca en polvo según la invención pueda resolver el problema que
sirve de base a la presente invención. Al contrario, era de esperar
que los lacados en polvo según la invención, al igual que los
lacados en polvo habituales y conocidos basados en resina epóxido,
no fueran maquinables, fresables o taladrables, sino que durante el
mecanizado posterior, debido a la carga térmica/mecánica, también
produjeran masas poliméricas pastosas, de tipo adhesivo y muy
difíciles de quitar.
El primer componente esencial para la invención
de la laca en polvo según la invención consiste en la mezcla (A) de
resinas epóxido, que tiene propiedades autorreticulables.
La laca en polvo según la invención contiene la
mezcla de resinas epóxido (A) en una cantidad hasta un 50% en peso,
con respecto a la laca en polvo. Preferentemente, este contenido
oscila entre el 20 y el 49, preferiblemente entre el 25 y el 48, en
especial entre el 30 y el 47, de forma totalmente preferente entre
el 35 y el 46 y en particular entre el 40 y el 45% en peso.
Como resinas epóxido entran en consideración en
principio todas las resinas epóxido que presenten los pesos
equivalentes de epóxido (EEW) descritos a continuación y que sean
autorreticulables al combinarse entre sí. Las resinas epóxido
especialmente ventajosas son resinas epóxido lineales, bifuncionales
en cuanto a los grupos epóxido, basadas en difenoles aromáticos,
preferentemente bisfenol A y F, en particular bisfenol A. Éstas se
utilizan de forma especialmente preferente según la invención.
De acuerdo con la invención, la mezcla de resinas
epóxido (A) contiene como mínimo una resina epóxido (A1) con un
EEW<800, preferentemente <750, en especial <700 y en
particular <650 g. El contenido de (A1) en la mezcla (A) puede
variar dentro de amplios márgenes. Preferentemente oscila entre el
10 y el 40, preferiblemente entre el 12 y el 39, en especial entre
el 14 y el 38, de forma totalmente preferente entre el 18 y el 37 y
en particular entre el 20 y el 36% en peso, con respecto a (A).
Además, según la invención, la mezcla de resinas
epóxido (A) contiene como mínimo una resina epóxido (A2) con un EEW
de 800 a 1.500, preferentemente de 800 a 1.300, en especial de 800 a
1.100, de forma totalmente preferente de 800 a 1.000 y en particular
de 800 a 900. El contenido de (A2) en la mezcla (A) puede variar
dentro de amplios márgenes. Preferentemente oscila entre el 46 y el
68 y en particular entre el 50 y el 65% en peso, con respecto a
(A).
La mezcla de resinas epóxido (A) contiene además
como mínimo una resina epóxido (A3) con un EEW >1.500. El
contenido de (A3) en la mezcla (A) puede variar dentro de amplios
márgenes. Preferentemente oscila entre el 5 y el 15,
preferiblemente entre el 6 y el 14, en especial entre el 7 y el 13,
de forma totalmente preferente entre el 8 y el 12 y en particular
entre el 8,5 y el 11,5% en peso, con respecto a (A).
Los porcentajes en peso arriba indicados para las
resinas epóxido (A1), (A2) y (A3) siempre suman el 100% en peso en
las lacas en polvo según la invención.
Las resinas epóxido (A1), (A2) y (A3) son
compuestos conocidos en sí y son distribuidas por ejemplo por las
firmas Dow Chemical, Shell Chemie o Ciba Speciality Chemical.
La laca en polvo según la invención contiene como
otro componente esencial para la invención al menos un material de
carga (B). Como materiales de carga (B) entran en consideración en
principio todos los materiales de carga inorgánicos y orgánicos, en
particular inorgánicos, tal como se describen por ejemplo en Römpp
Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New
York, 1998, "Füllstoffe", páginas 250 a 252, y que no se fundan
y/o descompongan durante el mecanizado posterior de las piezas
preformadas.
Los materiales de carga (B) presentan
preferentemente una densidad de 0,8 a 3,6, preferentemente de 0,9 a
3,4, en especial de 1,0 a 3,2, y en particular de 1,1 a 3,0
gcm^{-3}. Si bien en casos especiales también se pueden utilizar
materiales de carga (B) de menor densidad, existe el peligro de que
dichos materiales de carga (B) o las partículas de laca en polvo que
los contienen "floten" en los materiales de revestimiento en
caso de un almacenamiento prolongado de éstos. Por otra parte, en
casos especiales también se pueden utilizar materiales de carga (B)
de mayor densidad, pero existe el peligro de modificar
desventajosamente las propiedades electrostáticas durante la
aplicación
del polvo.
del polvo.
Los materiales de carga (B) adecuados son, por
ejemplo, polímeros orgánicos o metalorgánicos reticulados o no
reticulados, minerales inorgánicos, sales o materiales cerámicos o
materiales cerámicos modificados orgánicamente, o mezclas de estos
materiales. Entre éstos, los minerales inorgánicos son ventajosos y
por ello se utilizan preferentemente. Éstos pueden consistir en
minerales naturales o ser sintéticos.
Como ejemplos de minerales adecuados se
mencionan: dióxido de silicio, silicatos de aluminio, silicatos de
calcio, silicatos de magnesio, silicatos de
calcio-aluminio, silicatos de
magnesio-aluminio, silicatos de
calcio-magnesio, silicatos de
calcio-magnesio-aluminio, silicatos
de berilio-aluminio, fosfato de aluminio o fosfato
de calcio, o mezclas de ellos. Entre éstos, los silicatos son
especialmente ventajosos, y por ello se utilizan de forma
especialmente preferente como materiales de carga (B) según la
invención.
Las lacas en polvo según la invención contienen
los materiales de carga (B) en una cantidad de como mínimo un 50% en
peso, con respecto a la laca en polvo. Preferentemente, la laca en
polvo según la invención contiene entre un 50,5 y un 80,
preferiblemente entre un 51 y un 75, en especial entre un 51,5 y un
70, de forma totalmente preferente entre un 52 y un 65 y en
particular entre un 52,5 y un 60% en peso, en cada caso con respecto
a la laca en polvo según la invención.
La laca en polvo según la invención puede
contener como mínimo un acelerador (C) (con respecto a este
concepto, véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme
Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Beschleuniger", página 70).
Como aceleradores (C) entran en consideración todos los compuestos
utilizados habitualmente para la activación de reacciones de
reticulación de resinas epóxido.
En el manual de Johan Bieleman
"Lackadditive", Wiley-VCH, Weinheim, New York,
1998, páginas 263 a 269, se describen ejemplos de aceleradores (C)
adecuados y su función.
Como ejemplos de aceleradores (C) adecuados se
mencionan: sales de fosfonio de ácidos orgánicos o inorgánicos,
imidazol y derivados de imidazol, compuestos de amonio cuaternarios
y aminas.
Como ejemplos de sales de fosfonio (C) adecuadas
se mencionan: yoduro de etiltrifenilfosfonio, cloruro de
etiltrifenilfosfonio, tiocianato de etiltrifenilfosfonio, complejo
acetato de etiltrifenilfosfonio/ácido acético, yoduro de
tetrabutilfosfonio, bromuro de tetrabutilfosfonio y complejo acetato
de tetrabutilfosfonio/ácido acético. Estas y otras sales de fosfonio
(C) adecuadas se describen, por ejemplo, en los documentos de
patente US 3,477,990 y US 3,341,580.
Como ejemplos de imidazoles (C) adecuados se
mencionan: 2-estirilimidazol,
1-bencil-2-metilimidazol,
2-metilimidazol y 2-butilimidazol.
Estos y otros imidazoles se describen por ejemplo en el documento de
patente belga nº 756,693.
Preferentemente, la laca en polvo según la
invención puede contener los aceleradores (C) en una cantidad entre
un 0,01 y un 5, preferiblemente entre un 0,05 y un 4,5, en especial
entre un 0,1 y un 4, de forma totalmente preferente entre un 0,3 y
un 3,5 y en particular entre un 0,5 y un 3% en peso, en cada caso
con respecto a la laca en polvo.
La ventaja particular de la laca en polvo según
la invención consiste en que, gracias a los aceleradores (C), la
autorreticulación de la mezcla de resinas epóxido se puede acelerar
considerablemente a pesar de la ausencia de los endurecedores
habituales y conocidos para resinas epóxido (véase Johan Bieleman
"Lackadditive", Wiley-VCH, Weinheim, New York,
1998, páginas 263 a 269).
La laca en polvo según la invención puede
contener además como mínimo un pigmento de coloración y/o de efecto
decorativo (D).
Los pigmentos (D) pueden consistir en compuestos
inorgánicos u orgánicos. Por consiguiente, gracias a esta
multiplicidad de pigmentos (D) adecuados, la laca en polvo según la
invención se asegura una amplitud de aplicación universal y
posibilita la realización de numerosos tonos de color y efectos
ópticos.
Como pigmentos de efecto decorativo (D) se pueden
utilizar pigmentos de copos metálicos, como bronces de aluminio
comercialmente disponibles, bronces de aluminio cromados según el
documento DE-A-36 36 183, bronces de
acero fino comercialmente disponibles y pigmentos de efecto
decorativo no metálicos, por ejemplo pigmentos de brillo perlino o
de interferencia. Para más detalles, véase Römpp Lexikon Lacke und
Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, página 176,
"Effektpigmente" y páginas 380 y 381
"Metalloxid-Glimmer-Pigmente"
hasta "Metallpigmente".
Como ejemplos de pigmentos de coloración
inorgánicos (D) adecuados se mencionan: dióxido de titanio, óxidos
de hierro, amarillo sicotrans y hollín, en particular hollín. Como
ejemplos de pigmentos de coloración orgánicos adecuados se
mencionan: pigmentos tioíndigo, azul indantreno, rojo cromoftal,
naranja irgazin y verde heliogen. Para más detalles, véase Römpp
Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, páginas
180 y 181 desde "Eisenblau-Pigmente" hasta
"Eisenoxidschwarz", páginas 451 a 453 desde "Pigmente"
hasta "Pigmentvolumenkonzentration", página 563
"Thioindigo-Pigmente" y página 567
"Titandioxid-Pigmente".
La proporción de pigmentos (D) en la laca en
polvo según la invención puede variar dentro de márgenes
extraordinariamente amplios y se rige principalmente por el poder
cubriente de los pigmentos, el tono de color y el efecto óptico
deseados. En consecuencia, los especialistas pueden elegir los
pigmentos (D) y una cantidad de los mismos que sean especialmente
adecuados para una laca en polvo según la invención dada, basándose
en sus conocimientos técnicos generales y en caso dado recurriendo a
sencillos ensayos preliminares, por ejemplo en el marco de ensayos
de tonalidad.
Además, la laca en polvo según la invención puede
contener como mínimo un aditivo (E) habitual y conocido en
cantidades eficaces habituales y conocidas.
Como ejemplos de aditivos (E) adecuados se
mencionan: ligantes oligoméricos y poliméricos adicionales,
absorbentes UV, agentes fotoprotectores, captadores de radicales,
iniciadores radicales termolábiles, agentes de desaireación,
aditivos de deslizamiento ("slip"), inhibidores de
polimerización, antiespumantes, emulsionantes, humectantes y
dispersantes, agentes adhesivos, agentes de nivelación, agentes
auxiliares filmógenos, productos de apresto ignífugo, inhibidores de
corrosión, agentes auxiliares de escurrimiento, ceras y agentes de
acabado mate.
La producción de las lacas en polvo según la
invención tiene lugar de acuerdo con los métodos habituales y
conocidos, tal como se describen por ejemplo en la información de
producto de la firma BASF Lacke + Farben AG, "Pulverlacke",
1990, y la publicación de empresa de BASF Coatings AG "Pulverlacke
für industrielle Anwendungen", enero de 2000, por homogeneización
y dispersión, por ejemplo con una extrusora, una amasadora de
tornillo sin fin y similares. Una vez producidas las lacas en polvo
según la invención, éstas se ajustan a la distribución
granulométrica deseada mediante molienda y, en caso dado, mediante
cribado y tamizado. Por ejemplo, en la solicitud de patente europea
EP 0 666 779 A1 se describe una distribución granulométrica
especialmente adecuada.
La aplicación y el endurecimiento de las lacas en
polvo según la invención tampoco requieren ninguna medida especial,
sino que se llevan a cabo tal como se describe en las publicaciones
de empresa arriba indicadas.
El espesor del lacado en polvo según la invención
resultante puede variar dentro de amplios márgenes. Preferentemente
oscila entre 20 y 100, preferiblemente entre 22 y 90, en especial
entre 24 y 80, de forma totalmente preferente entre 26 y 70 y en
particular entre 28 y 65 \mum.
El lacado en polvo según la invención se puede
utilizar para revestir piezas preformadas de metal, vidrio,
plásticos resistentes a la temperatura, madera o materiales
minerales sintéticos o naturales, o materiales compuestos de éstos.
Por consiguiente, entra en consideración para el revestimiento de
componentes para interiores y exteriores, muebles, puertas, marcos
de ventanas, componentes industriales de uso privado y profesional,
incluyendo recipientes, embalajes y bobinas, y también componentes
para la construcción de dispositivos de transporte de todo tipo,
incluyendo automóviles o barcos. Pero principalmente se utiliza para
el revestimiento de piezas preformadas que se mecanizan después de
su revestimiento, por ejemplo por fresado y/o taladrado. El lacado
en polvo según la invención presenta ventajas muy especiales para el
revestimiento de bloques de motor, en particular de bloques de motor
para automóviles de todo tipo.
El lacado en polvo según la invención tiene una
excelente nivelación, una alta calidad óptica, un poder cubriente
muy alto, una adherencia excelente con las piezas preformadas
revestidas con él, y una excelente protección anticorrosiva y
resistencia al rayado. Pero principalmente no se deteriora durante
el mecanizado posterior de las piezas preformadas y no forma ninguna
masa polimérica pastosa, de tipo adhesivo y muy difícil de quitar,
que se pegue a las herramientas. Es maquinable y se puede fresar y/o
taladrar junto con la pieza perfilada.
Claims (9)
1. Laca en polvo autorreticulable que
contiene
- (A)
- hasta un 50% en peso, con respecto a la laca en polvo, de una mezcla de
- (A1)
- como mínimo una resina epóxido con un peso equivalente de epoxi (EEW) < 800 g,
- (A2)
- como mínimo una resina epóxido con un peso equivalente de epoxi (EEW) de 800 a 1.500 g, y
- (A3)
- como mínimo una resina epóxido con un peso equivalente de epoxi (EEW) > 1.500 g,
- consistiendo (A) entre un 10 y un 40% en peso en (A1), entre un 46 y un 68% en peso en (A2) y entre un 5 y un 15% en peso en (A3), con la condición de que los porcentajes en peso de (A1), (A2) y (A3) sumen el 100% en peso, y
- (B)
- como mínimo un 50% en peso, con respecto a la laca en polvo, de al menos un material de carga.
2. Laca en polvo según la reivindicación 1,
caracterizada porque contiene como mínimo un acelerador
(C).
3. Laca en polvo según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque contiene como
mínimo un pigmento de coloración y/o de efecto decorativo (D).
4. Laca en polvo según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque contiene como
mínimo un aditivo (E).
5. Laca en polvo según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la densidad del
material de carga (B) es < 3,6 g/cm^{3}.
6. Utilización de la laca en polvo según una de
las reivindicaciones 1 a 5 para el revestimiento de piezas
preformadas.
7. Utilización según la reivindicación 6,
caracterizada porque las piezas preformadas revestidas se
someten a un mecanizado de conformado posterior.
8. Utilización según la reivindicación 7,
caracterizada porque el mecanizado posterior incluye
taladrado y/o fresado.
9. Utilización según una de las reivindicaciones
6 a 8, caracterizada porque las piezas preformadas consisten
en bloques de motor.
Applications Claiming Priority (2)
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