ES2256717T3 - Utilizacion de alcanos polihidroxi funcionales como agentes de adherencia en elementos compuestos formados por un revestimiento, una capa adhesiva y panel de vidrio compuesto, tambien elementos compuestos de este tipo, procedimientos para su produccion y utilizacion de los mismos. - Google Patents

Utilizacion de alcanos polihidroxi funcionales como agentes de adherencia en elementos compuestos formados por un revestimiento, una capa adhesiva y panel de vidrio compuesto, tambien elementos compuestos de este tipo, procedimientos para su produccion y utilizacion de los mismos.

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ES2256717T3 ES03704406T ES03704406T ES2256717T3 ES 2256717 T3 ES2256717 T3 ES 2256717T3 ES 03704406 T ES03704406 T ES 03704406T ES 03704406 T ES03704406 T ES 03704406T ES 2256717 T3 ES2256717 T3 ES 2256717T3
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Abstract

Utilización de alcanos cíclicos y/o acíclicos polihidroxi funcionales de 9 a 16 átomos de carbono como agentes de adherencia en elementos compuestos que incluyen como mínimo un sustrato (A), como mínimo un revestimiento (B), como mínimo una capa adhesiva (C) y como mínimo un panel (D) como las utilizadas normalmente en automóviles, principalmente en vehículos industriales y turismos, en particular paneles de vidrio compuestos.

Description

Utilización de alcanos polihidroxi funcionales como agentes de adherencia en elementos compuestos formados por un revestimiento, una capa adhesiva y un panel de vidrio compuesto y también elementos compuestos de este tipo, procedimientos para su producción y utilización de los mismos.
La presente invención se refiere a la utilización de alcanos polihidroxi funcionales especialmente elegidos como agentes de adherencia en elementos compuestos formados por un revestimiento, una capa adhesiva y un panel. Además, la presente invención se refiere a los nuevos elementos compuestos formados por un revestimiento, una capa adhesiva y un panel. La presente invención también se refiere a un nuevo procedimiento para la producción de los elementos compuestos formados por un revestimiento, una capa adhesiva y un panel. La presente invención se refiere además a la utilización de los nuevos elementos compuestos o de los elementos compuestos producidos con ayuda del nuevo procedimiento en la fabricación de automóviles.
Como es sabido, para el lacado en serie de automóviles, en particular para el lacado en serie de automóviles de alta calidad, se utilizan lacados multicapa de coloración y/o de efecto decorativo formados por una imprimación, un lacado de inmersión electroforética, un lacado de material de carga o imprimación protectora contra golpes de piedras, un lacado base y un lacado transparente. Los lacados transparentes han de satisfacer requisitos muy exigentes en lo que respecta a las propiedades ópticas y estéticas (aspecto) y también en cuanto a la dureza, resistencia al rayado, resistencia a las sustancias químicas, resistencia a la corrosión y estabilidad a la intemperie. Además han de poder formar un elemento compuesto junto con paneles de vidrio compuesto fijados sobre ellos, que sea duradero incluso bajo condiciones prácticas extremas y/o rápidamente cambiantes. Los elementos compuestos conocidos hasta el momento no son satisfactorios a este respecto y han de ser mejorados.
Algunos alcanos cíclicos y/o acíclicos polihidroxi funcionales de 9 a 16 átomos de carbono en su molécula, por ejemplo dietiloctanodioles isómeros de posición, ya han sido utilizados como diluyentes reactivos para el endurecimiento térmico en materiales de revestimiento endurecibles térmicamente o térmicamente y con radiación actínica, en materiales de pintura para edificios, como medio de reacción para la producción de copolímeros de acrilato, como elementos de síntesis para la preparación de oligómeros y polímeros y como medio de reacción para la preparación de agentes tixotrópicos que contienen grupos urea. A este respecto, véanse las solicitudes de patente alemana DE 198 09 643 A1, DE 198 50 243 A1, DE 198 55 167 A1, DE 199 24 674 A1, DE 199 38 758 A1 y DE 199 40 855 A1 o la solicitud de patente alemana no publicada previamente DE 100 01 493. En general, los lacados multicapa de coloración y/o de efecto decorativo producidos a partir de materiales de revestimiento que contienen alcanos cíclicos y/o acíclicos polihidroxi funcionales de 9 a 16 átomos de carbono en su molécula presentan una excelente adherencia al lacado base. La utilización de estos alcanos polihidroxi funcionales como agentes de adherencia en elementos compuestos formados por un revestimiento, una capa adhesiva y un panel no se desprende de estas solicitudes de patente ni se describe en las mismas.
El objetivo de la presente invención consiste en poner a disposición un nuevo elemento compuesto formado por un revestimiento, una capa adhesiva y un panel que ya no presente las desventajas del estado actual de la técnica, sino que sea resistente a largo plazo, incluso bajo condiciones extremas, en gran medida independientemente de las condiciones reinantes durante su producción, en particular en lo que respecta a la temperatura y la humedad del aire. Sobre todo, el elemento compuesto no ha de sufrir deterioro de ningún tipo en caso de altas y bajas temperaturas, alta y baja humedad atmosférica y condiciones rápidamente cambiantes entre estos extremos, como las reinantes en el clima tropical y desértico, con altas intensidades de irradiación y con una carga mecánica y química intensa.
En consecuencia se descubrió la nueva utilización de alcanos cíclicos y/o acíclicos polihidroxi funcionales dr 9 a 16 átomos de carbono como agentes de adherencia en elementos compuestos formados por un revestimiento, una capa adhesiva y un panel, que en lo sucesivo se denominará "utilización según la invención".
Además se descubrió el nuevo elemento compuesto formado por un sustrato (A), un revestimiento (B), una capa adhesiva (C) y un panel (D), que se puede producir de la siguiente manera:
(I)
sobre un sustrato (A) previamente revestido o no revestido se aplica un material de revestimiento (B) endurecible físicamente, térmicamente, con radiación actínica o térmicamente y con radiación actínica, que contiene como mínimo un alcano cíclico y/o acíclico polihidroxi funcional de 9 a 16 átomos de carbono, con lo que se obtiene la capa (B),
(II)
la capa (B) se endurece de forma individual o junto con como mínimo una capa subyacente (B-n) de un material de revestimiento (B-n) diferente, con lo que se obtiene el revestimiento (B) o (B)/(B-n),
(III)
sobre el revestimiento (B) se aplica un adhesivo (C) en el área en la que el sustrato (A) se debe unir con el panel (D) a través del revestimiento (B) y la capa adhesiva (C), con lo que se obtiene la capa de adhesivo (C), y
(IV)
la capa de adhesivo (C) se une al panel y se endurece, con lo que se obtiene la capa adhesiva (C). En lo sucesivo, el nuevo elemento compuesto formado por un sustrato (A), un revestimiento (B), una capa adhesiva (C) y un panel (D) se denominará "elemento compuesto según la invención".
En la descripción se indican otros objetos de la invención.
En vista del estado actual de la técnica resultó sorprendente y no previsible por los especialistas que el objetivo que servía de base a la presente invención se pudiera resolver con ayuda de la utilización según la invención y el elemento compuesto según la invención.
En particular resultó sorprendente que el elemento compuesto según la invención fuera resistente a largo plazo, incluso bajo condiciones extremas, en gran medida independientemente de las condiciones reinantes durante su producción, en particular en lo que respecta a la temperatura y la humedad atmosférica, y que no presentara ningún deterioro, como grietas o desprendimientos. Principalmente, el elemento compuesto según la invención era estable también en caso de altas y bajas temperaturas, alta y baja humedad atmosférica y condiciones rápidamente cambiantes entre estos extremos, como las reinantes en el clima tropical y desértico, con altas intensidades de irradiación y con una carga mecánica y química intensa, y no sufría ningún deterioro.
De acuerdo con la invención, los alcanos cíclicos y/o acíclicos polihidroxi funcionales de 9 a 16 átomos de carbono en su molécula se utilizan como agentes de adherencia en el elemento compuesto según la invención. Preferentemente, los alcanos a utilizar según la invención se encuentran en los materiales de revestimiento (B), a partir de los cuales se producen los revestimientos (B).
Los alcanos a utilizar según la invención están funcionalizados con como mínimo y principalmente dos grupos hidroxilo.
Los alcanos funcionalizados se derivan de alcanos cíclicos o acíclicos ramificados de 9 a 16 átomos de carbono, que constituyen en cada caso la estructura principal.
Como ejemplos de alcanos adecuados de este tipo, de 9 átomos de carbono, se mencionan: 2-metiloctano, 4-metiloctano, 2,3-dimetilheptano, 3,4-dimetilheptano, 2,6-dimetilheptano, 3,5-dimetilheptano, 2-metil-4-etilhexano o isopropilciclohexano.
Como ejemplos de alcanos adecuados de este tipo, de 10 átomos de carbono, se mencionan: 4-etiloctano, 2,3,4,5-tetrametilhexano, 2,3-dietilhexano o 1-metil-2-n-propilciclohexano.
Como ejemplos de alcanos adecuados de este tipo, de 11 átomos de carbono, se mencionan: 2,4,5,6-tetrametilheptano o 3-metil-6-etiloctano.
Como ejemplos de alcanos adecuados de este tipo, de 12 átomos de carbono, se mencionan: 4-metil-7-etilnonano, 4,5-dietiloctano, 1'-etilbutilciclohexano, 3,5-dietiloctano o 2,4-dietiloctano.
Como ejemplos de alcanos adecuados de este tipo, de 13 átomos de carbono, se mencionan: 3,4-dimetil-5-etilnonano o 4,6-dimetil-5-etilnonano.
Un alcano adecuado de este tipo de 14 átomos de carbono es, por ejemplo, 3,4-dimetil-7-etildecano.
Como ejemplos de alcanos adecuados de este tipo, de 15 átomos de carbono, se mencionan: 3,6-dietilundecano o 3,6-dimetil-9-etilundecano.
Como ejemplos de alcanos adecuados de este tipo, de 16 átomos de carbono, se mencionan: 3,7-dietildodecano o 4-etil-6-isopropilundecano.
Entre estas estructuras principales, los alcanos de 10 a 14 y en particular de 12 átomos de carbono son especialmente ventajosos y por ello se utilizan de forma especialmente preferente. Entre éstos, los derivados de octano, en particular los dialquiloctanodioles isómeros de posición, en especial los dietiloctanodioles, son a su vez totalmente ventajosos.
Preferentemente, los alcanos funcionalizados derivados de alcanos cíclicos o acíclicos ramificados son líquidos a temperatura ambiente. De este modo se pueden utilizar alcanos funcionalizados líquidos individuales o mezclas líquidas de estos compuestos. Esto ocurre principalmente cuando se utilizan alcanos funcionalizados que son sólidos como compuestos individuales debido a la alta cantidad de átomos de carbono en su estructura principal alcano. Por consiguiente, los especialistas pueden elegir de modo sencillo los alcanos funcionalizados correspondientes.
También resulta ventajoso que los alcanos funcionalizados presenten un punto de ebullición superior a 200, preferentemente 220 y en particular 240ºC. Además han de tener una tasa de evaporación baja.
También resulta ventajoso que los alcanos funcionalizados sean acíclicos.
Los alcanos funcionalizados presentan grupos hidroxilo primarios y/o secundarios. Preferentemente, un alcano funcionalizado presenta grupos primarios y secundarios de este tipo.
Los dietiloctanodioles isómeros de posición a utilizar de forma totalmente preferente contienen una cadena de 8 carbonos lineal.
En lo que respecta a los dos grupos etilo, la cadena de 8 carbonos presenta el siguiente patrón de sustitución: 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 2,7-, 3,4-, 3,5-, 3,6- ó 4,5-. De acuerdo con la invención resulta ventajoso que los dos grupos etilo se encuentren en la posición 2,4-, es decir, sean 2,4-dietiloctanodioles.
En lo que respecta a los dos grupos hidroxilo, la cadena de 8 carbonos presenta el siguiente patrón de sustitución: 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 2,7-, 2,8-, 3,4-, 3,5-, 3,6-, 3,7-, 3,8-, 4,5-, 4,6-, 4,8-, 5,6-, 5,7-, 5,8-, 6,7-, 6,8- ó 7,8-. De acuerdo con la invención resulta ventajoso que los dos grupos hidroxilo se encuentren en la posición 1,5-, es decir, se trate de dietiloctano-1,5-dioles.
Los dos patrones de sustitución se combinan entre sí a voluntad, es decir, los dietiloctanodioles a utilizar según la invención consisten en
2,3-dietiloctano-1,2-, -1,3-, -1,4-, -1,5-, -1,6-, -1,7-, -1,8-, -2,3-, -2,4-, -2,5-, -2,6-, -2,7-, -2,8-, -3,4-, -3,5-, -3,6-, -3,7-, -3,8-, -4,5-, -4,6-, -4,7-, -4,8-, -5,6-, -5,7-, -5,8-, -6,7-, -6,8- ó -7,8-diol,
2,4-dietiloctano-1,2-, -1,3-, -1,4-, -1,5-, -1,6-, -1,7-, -1,8-, -2,3-, -2,4-, -2,5-, -2,6-, -2,7-, -2,8-, -3,4-, -3,5-, -3,6-, -3,7-, -3,8-, -4,5-, -4,6-, -4,7-, -4,8-, -5,6-, -5,7-, -5,8-, -6,7-, -6,8- ó -7,8-diol,
2,5-dietiloctano-1,2-, -1,3-, -1,4-, -1,5-, -1,6-, -1,7-, -1,8-, -2,3-, -2,4-, -2,5-, -2,6-, -2,7-, -2,8-, -3,4-, -3,5-, -3,6-, -3,7-, -3,8-, -4,5-, -4,6-, -4,7-, -4,8-, -5,6-, -5,7-, -5,8-, -6,7-, -6,8- ó -7,8-diol,
2,6-dietiloctano-1,2-, -1,3-, -1,4-, -1,5-, -1,6-, -1,7-, -1,8-, -2,3-, -2,4-, -2,5-, -2,6-, -2,7-, -2,8-, -3,4-, -3,5-, -3,6-, -3,7-, -3,8-, -4,5-, -4,6-, -4,7-, -4,8-, -5,6-, -5,7-, -5,8-, -6,7-, -6,8- ó -7,8-diol,
2,7-dietiloctano-1,2-, -1,3-, -1,4-, -1,5-, -1,6-, -1,7-, -1,8-, -2,3-, -2,4-, -2,5-, -2,6-, -2,7-, -2,8-, -3,4-, -3,5-, -3,6-, -3,7-, -3,8-, -4,5-, -4,6-, -4,7-, -4,8-, -5,6-, -5,7-, -5,8-, -6,7-, -6,8- ó -7,8-diol,
3,4-dietiloctano-1,2-, -1,3-, -1,4-, -1,5-, -1,6-, -1,7-, -1,8-, -2,3-, -2,4-, -2,5-, -2,6-, -2,7-, -2,8-, -3,4-, -3,5-, -3,6-, -3,7-, -3,8-, -4,5-, -4,6-, -4,7-, -4,8-, -5,6-, -5,7-, -5,8-, -6,7-, -6,8- ó -7,8-diol,
3,5-dietiloctano-1,2-, -1,3-, -1,4-, -1,5-, -1,6-, -1,7-, -1,8-, -2,3-, -2,4-, -2,5-, -2,6-, -2,7-, -2,8-, -3,4-, -3,5-, -3,6-, -3,7-, -3,8-, -4,5-, -4,6-, -4,7-, -4,8-, -5,6-, -5,7-, -5,8-, -6,7-, -6,8- ó -7,8-diol,
3,6-dietiloctano-1,2-, -1,3-, -1,4-, -1,5-, -1,6-, -1,7-, -1,8-, -2,3-, -2,4-, -2,5-, -2,6-, -2,7-, -2,8-, -3,4-, -3,5-, -3,6-, -3,7-, -3,8-, -4,5-, -4,6-, -4,7-, -4,8-, -5,6-, -5,7-, -5,8-, -6,7-, -6,8- ó -7,8-diol, o
4,5-dietiloctano-1,2-, -1,3-, -1,4-, -1,5-, -1,6-, -1,7-, -1,8-, -2,3-, -2,4-, -2,5-, -2,6-, -2,7-, -2,8-, -3,4-, -3,5-, -3,6-, -3,7-, -3,8-, -4,5-, -4,6-, -4,7-, -4,8-, -5,6-, -5,7-, -5,8-, -6,7-, -6,8- ó -7,8-diol.
Los dietiloctanodioles isómeros de posición a utilizar según la invención se pueden utilizar o bien como compuestos individuales o bien como mezclas de dos o más dietiloctanodioles para la preparación de los oligómeros y polímeros según la invención. Si se utiliza 2,4-dietiloctano-1,5-diol se obtienen ventajas especiales.
Los alcanos funcionalizados anteriormente descritos son compuestos conocidos en sí y se pueden preparar con ayuda de los métodos de síntesis habituales y conocidos de química orgánica, por ejemplo condensación aldólica catalizada por bases, o se forman como subproductos de síntesis químicas a gran escala, como en la producción de 2-etilhexanol (véanse las solicitudes de patente alemana DE 199 40 855 A1, desde la columna 12, renglón 43, hasta la columna 14, renglón 47, DE 198 09 643 A1, desde la página 2, renglón 31, hasta la página 3, renglón 15, DE 198 50 243 A1, desde la página 6, renglón 46, hasta la página 7, renglón 29, DE 199 24 674 A1, desde la columna 6, renglón 34, hasta la columna 7, renglón 45, DE 198 55 167 A1, página 2, renglones 28 a 67, o DE 199 38 758 A1, desde la página 2, renglón 47, hasta la página 3, renglón 18).
La cantidad de los alcanos funcionalizados anteriormente descritos presente en los materiales de revestimiento (B) oscila preferentemente entre el 0,1 y el 20, en especial entre el 0,5 y el 15, de forma especialmente preferente entre el 1,0 y el 10, de forma totalmente preferente entre el 1,5 y el 5 y en particular entre el 1,5 y el 4% en peso, con respecto al material de revestimiento (B).
El elemento compuesto según la invención incluye como mínimo y principalmente un sustrato (A), como mínimo y principalmente un revestimiento (B), como mínimo y principalmente una capa adhesiva (C) y como mínimo y principalmente un panel (D).
El sustrato (A) puede consistir en cualquier material. Preferentemente, los materiales se seleccionan de entre el grupo consistente en metales, cristales, plásticos, minerales naturales y sintéticos, cerámicas, hormigón, cemento, arcilla, madera, papel, cuero, material textil y elementos compuestos de estos materiales, en particular metales y plásticos. De forma especialmente preferente se eligen metales del grupo consistente en hierro, acero, acero fino, acero galvanizado o aluminio.
Por consiguiente, los sustratos pueden consistir en carrocerías de automóvil o partes de éstas, interior y exterior de edificios o partes de ellos, ventanas, puertas, muebles o componentes para electrodomésticos, preferentemente carrocerías de automóvil, en particular carrocerías de turismos, y partes de las mismas. En las solicitudes de patente alemana DE 199 24 172 A1, página 8, renglones 21 a 37, y DE 199 30 067 A1, desde la página 13, renglón 61, hasta la página 14, renglón 16, se dan a conocer otros ejemplos de sustratos adecuados.
Para producir el elemento compuesto según la invención, sobre el sustrato (A) se aplica como mínimo y principalmente un material de revestimiento (B) que contiene los alcanos funcionalizados a utilizar según la invención anteriormente descritos, con lo que se obtiene la capa (B).
El sustrato (A) puede estar previamente revestido o no revestido. Preferentemente está revestido. Revestimientos previos (B-n) adecuados son, por ejemplo, las imprimaciones habituales y conocidas, capas de laca de inmersión electroforética no endurecidas; materiales de carga o etapas previas de imprimaciones protectoras contra golpes de piedras y capas de laca base. Pero los revestimientos previos (B-n) también pueden estar endurecidos, encontrándose en forma de lacados de inmersión electroforética, lacados de carga o imprimaciones contra golpes de piedras y lacados base. Preferentemente, los revestimientos previos (B-n), en particular los lacados base, no están endurecidos, sino que se endurecen en otro paso de procedimiento junto con la capa (B) producida a partir del material de revestimiento (B), lo que en el mundo técnico también se denomina procedimiento húmedo-sobre-húmedo. Procedimientos adecuados se dan a conocer, por ejemplo, en la solicitud de patente alemana DE 199 45 574 A1, desde la página 14, renglón 7, hasta la página 15, renglón 17.
El material de revestimiento (B) puede ser endurecible físicamente, térmicamente, con radiación actínica o térmicamente y con radiación actínica. Puede consistir en un material de revestimiento convencional basado en disolventes orgánicos, un material de revestimiento acuoso, un material de revestimiento esencialmente líquido o totalmente libre de agua y disolventes (sistema 100%), un material de revestimiento sólido de partículas finas (laca en polvo) o una suspensión acuosa de partículas sólidas finas (suspensión espesa de polvo). Preferentemente, el material de revestimiento (B) consiste en una laca transparente.
Como lacas transparentes (B) para la producción de los lacados transparentes (B) entran en consideración todas las lacas transparentes de un componente (1C), dos componentes (2C) o más componentes (3C, 4C) habituales y conocidas, lacas transparentes en polvo, lacas transparentes en suspensión espesa de polvo o lacas transparentes endurecibles por UV.
Las solicitudes de patente DE 42 04 518 A1, EP 0 594 068 A1, EP 0 594 071 A1, EP 0 594 142 A1, EP 0 604 992 A1 o EP 0 596 460 A1, las solicitudes de patente internacional WO 94/10211, WO 94/10212, WO 94/10213, WO 94/22969 o WO 92/22615, o los documentos de patente americana US 5,474,811 A, US 5,356,669 A o US 5,605,965 A dan a conocer ejemplos de lacas transparentes de un componente (1C), dos componentes (2C) o más componentes (3C, 4C) endurecibles térmicamente.
Como es sabido, hay lacas transparentes de un componente (1C) que contienen ligantes con contenido en grupos hidroxilo y reticulantes como poliisocianatos bloqueados, tris(alcoxicarbonilamino)triazinas y/o resinas aminoplásticas. En otra variante contienen polímeros con grupos carbamato y/o alofanato laterales como ligantes, y resinas aminoplásticas modificadas con carbamato y/o alofanato, como reticulantes (véanse los documentos de patente americana US 5,474,811, US 5,356,669 A o US 5,605,965 A, las solicitudes de patente internacional WO 94/10211, WO 94/10212 o WO 94/10213, o las solicitudes de patente europea EP 0 594 068 A1, EP 0 594 071 A1 o EP 0 594 142 A1).
Como es sabido, las lacas transparentes de dos componentes (2C) o más componentes (3C, 4C) contienen, como ingredientes esenciales, ligantes que presentan grupos hidroxilo y poliisocianatos como reticulantes, que se guardan por separado hasta su utilización.
Por ejemplo, la solicitud de patente alemana DE 42 22 194 A1, la información de producto de la firma BASF Lacke + Farben AG, "Pulverlacke", 1990, y el documento de empresa de BASF Coatings AG "Pulverlacke, Pulverlacke für industrielle Anwendungen", enero de 2000, dan a conocer lacas transparentes en polvo endurecibles térmicamente.
Como es sabido, las lacas transparentes en polvo contienen, como ingredientes esenciales, ligantes que presentan grupos epóxido y ácidos policarboxílicos como reticulantes.
Por ejemplo, el documento de patente US 4,268,542 A1 y las solicitudes de patente DE 195 40 977 A1, DE 195 18 392 A1, DE 196 17 086 A1, DE 196 13 547 A1, EP 0 652 264 A1, DE 196 18 657 A1, DE 196 52 813 A1, DE 196 17 086 A1 o DE 198 14 471 A1 dan a conocer ejemplos de lacas transparentes en suspensión espesa de polvo
adecuadas.
Como es sabido, las lacas transparentes en suspensión espesa de polvo contienen lacas transparentes en polvo dispersas en un medio acuoso.
Por ejemplo, las solicitudes de patente europea EP 0 928 800 A1, EP 0 636 669 A1, EP 0 410 242 A1, EP 0 783 534 A1, EP 0 650 978 A1, EP 0 650 979 A1, EP 0 650 985 A1, EP 0 540 884 A1, EP 0 568 967 A1, EP 0 054 505 A1 o EP 0 002 866 A1, las solicitudes de patente alemana DE 198 35 206 A1, DE 197 09 467 A1, DE 42 03 278 A1, DE 33 16 593 A1, DE 38 36 370 A1, DE 24 36 186 A1 o DE 20 03 579 B1, las solicitudes de patente internacionales WO 97/46549 o WO 99/14254, o los documentos de patente americana US 5,824,373 A, US 4,675,234 A, US 4,634,602 A, US 4,424,252 A, US 4,208,313 A, US 4,163,810 A, US 4,129,488 A, US 4,064,161 A o US 3,974,303 A describen lacas transparentes, lacas transparentes en polvo y lacas transparentes en suspensión espesa de polvo endurecibles con radiación actínica.
Por ejemplo, las solicitudes de patente DE 198 18 735 A1, WO 98/40170, DE 199 08 013 A1, DE 199 08 018 A1, EP 0 844 286 A1 o EP 0 928 800 A1 indican lacas transparentes, lacas transparentes en polvo y lacas transparentes en suspensión espesa de polvo endurecibles térmicamente y con radiación actínica.
Principalmente se utilizan lacas transparentes (B) que contienen copolímeros de (met)acrilato con grupos funcionales reactivos frente a isocianato, como ligantes, y poliisocianatos bloqueados o no bloqueados, como reticulantes. Además, las lacas transparentes (B) también pueden contener los aditivos habituales y conocidos. Por ejemplo en las solicitudes de patente alemana DE 198 55 167 A1, en particular desde la página 16, renglón 10, hasta la página 17, renglón 58, DE 198 09 643 A1, en particular desde la página 8, renglón 1, hasta la página 9, renglón 47, DE 199 24 172 A1, en particular desde la página 8, renglón 42, hasta la página 13, renglón 36, o DE 199 40 855 A1, en particular desde la columna 34, renglón 31, hasta la página 37, renglón 44.
La aplicación de los materiales de revestimiento (B) en el primer paso de procedimiento no presenta ninguna particularidad en cuanto a su metodología, sino que se puede llevar a cabo mediante todos los métodos de aplicación habituales y conocidos adecuados para la mezcla de materiales correspondiente, por ejemplo lacado por inmersión electroforética, aplicación por pulverización, aplicación por rociado, aplicación a rasqueta, aplicación a brocha, por vertido, inmersión, aplicación gota a gota o aplicación a rodillo. Preferentemente se utilizan métodos de aplicación por pulverización, a no ser que se trate de polvos.
La aplicación de polvo tampoco presenta ninguna particularidad en cuanto a su metodología, sino que se realiza por ejemplo mediante los procedimientos en lecho fluidizado habituales y conocidos, tal como se dan a conocer por ejemplo en los documentos de BASF Coatings AG "Pulverlacke für industrielle Anwendungen", enero de 2000, o "Coatings Partner, Pulverlack Spezial", 1/2000, o Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, páginas 187 y 188, "Elektrostatisches Pulversprühen", "Elektrostatisches Sprühen" y "Elektrostatisches Wirbelbadverfahren".
Evidentemente, estos métodos también se pueden utilizar para la aplicación de los materiales de revestimiento (B-n).
El endurecimiento en el segundo paso de procedimiento de las capas (B) resultantes tampoco presenta ninguna particularidad en cuanto a su metodología, sino que, siempre que no se trate de capas (B) de endurecimiento puramente físico, tiene lugar con ayuda de los métodos térmicos habituales y conocidos, como calentamiento en horno de ventilación forzada o irradiación con lámparas IR, y en caso dado también con ayuda de los métodos habituales y conocidos de endurecimiento con radiación, tal como se describen, por ejemplo, en la solicitud de patente alemana DE 198 18 735 A1, desde la columna 10, renglón 31, hasta la columna 11, renglón 33. Evidentemente, estos métodos también se pueden utilizar para el endurecimiento de las capas (B-n) o el endurecimiento conjunto de las capas (B) y (B-n).
Preferentemente se producen lacados multicapa de coloración y/o de efecto decorativo (B)/(B-n) tal como se utilizan normalmente para el lacado en serie de automóviles, en particular turismos (véase también la solicitud de patente alemana DE 199 38 758 A1, desde la página 10, renglón 65, hasta la página 12, renglón 51).
En otro paso de procedimiento, sobre el revestimiento (B) se aplica un adhesivo (C) en el área en la que el sustrato (A) se debe unir con el panel (D) a través del revestimiento (B) y la capa adhesiva (C), con lo que se obtiene la capa de adhesivo (C).
Preferentemente, el adhesivo (C) se endurece con humedad. Preferentemente se utilizan adhesivos (C) que contienen como mínimo un poliisocianato. Las solicitudes de patente alemana DE 199 24 170 A1, columna 2, renglones 6 a 34, junto con la columna 3, renglón 61, hasta la columna 6, renglón 68, y columna 10, renglón 57, hasta la columna 11, renglón 38, DE 199 47 523 A1, desde la página 7, renglón 56, hasta la página 8, renglón 13, o DE 199 30 067 A1, desde la página 9, renglón 53, hasta la página 10, renglón 6. El adhesivo (C) también puede contener los materiales de carga habituales y conocidos como carbonato de calcio, sulfatos de calcio, sulfato de magnesio y/o dióxido de silicio, y/o silicatos, pigmentos como hollín, polialquilenglicoles, absorbentes UV, disolventes y plastificantes, como éster del ácido ftálico. Los adhesivos (C) de este tipo son productos habituales y conocidos vendidos, por ejemplo, por la firma EFTEC, Suiza, con la marca Togocoll®, en particular Togocoll® F502 o DE 101 F1, la firma GEX, Suiza, con la marca Betaseal®, en particular Betaseal® 1865, o la firma Sika, Suiza, con la marca Sicaflex®, en particular Sicaflex® 250PC-C.
\newpage
Preferentemente, los adhesivos (C) se aplican en forma de cordón. La longitud de la zona en la que se aplican los adhesivos (C) se rige principalmente por la longitud del panel (D) en la zona de unión. Preferentemente, la anchura de dicha zona oscila entre 0,5 y 3, en especial entre 0,75 y 2 y en particular entre 0,75 y 1,25 cm.
Después de la aplicación del adhesivo (C), la capa adhesiva (C) resultante se une con el panel (D) y después se endurece la capa adhesiva (C) La duración del endurecimiento puede variar dentro de amplios márgenes y depende principalmente de la reactividad del adhesivo (C) utilizado y de la humedad del aire. Preferentemente se aplican temperaturas de entre temperatura ambiente y 90ºC.
Como paneles (D), en principio, entran en consideración todos los paneles utilizados normalmente en automóviles, en particular vehículos industriales y turismos. Preferentemente consisten en los paneles de vidrio compuesto habituales y conocidos.
El elemento compuesto según la invención presenta numerosas ventajas. Por ejemplo, sus propiedades técnicas de aplicación son, en gran medida, independientes de las condiciones reinantes durante su producción, en particular en lo que respecta a la temperatura y la humedad del aire. También es resistente a largo plazo y no sufre deterioros como grietas o desprendimientos, incluso bajo condiciones extremas. Sobre todo, el elemento compuesto según la invención es estable y no sufre deterioro de ningún tipo en caso de altas y bajas temperaturas, alta y baja humedad atmosférica y condiciones rápidamente cambiantes entre estos extremos, como las reinantes en el clima tropical y desértico, con altas intensidades de irradiación y con una carga mecánica y química intensa. Por ello, es especialmente adecuado como componente de carrocerías de automóvil, en particular de carrocerías de vehículos industriales y
turismos.
Gracias a su altísima calidad, es adecuado sobre todo como componente de turismos de gama alta.
Ejemplos y Ensayos comparativos Ejemplos de Preparación 1. Preparación de un copolímero de metacrilato
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 y la solución de iniciador, tubo de alimentación de nitrógeno, termómetro y condensador de reflujo, se cargaron 897 g de una fracción de hidrocarburos aromáticos con un intervalo de ebullición de 158 - 172ºC. El disolvente se calentó a 140ºC. Una vez alcanzados 140ºC, se introdujeron en el 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 un plazo de 4 horas, y una solución de iniciador, compuesta por 86 g de peroxietilhexanoato de t-butilo en 86 g del disolvente aromático descrito, en un plazo de 4,5 horas. La dosificación de la mezcla de monómeros y la dosificación de la solución de iniciador comenzaron al mismo tiempo. Después de finalizar la dosificación de iniciador, la mezcla de reacción se mantuvo durante otras dos horas 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 ventilación forzada en 1 h a 130ºC, un índice de acidez de 10 mg KOH/g de sólido y una viscosidad de 23 dPa\cdots (medida en una disolución al 60% de la solución polimérica en el disolvente aromático descrito, utilizando un viscosímetro de pletina cónica ICI a
23ºC).
2. Preparación de una pasta tixotrópica
En un molino agitador de laboratorio de la firma Vollrath se cargaron 800 g de material de molienda consistente en 592 g del copolímero de metacrilato del Ejemplo de Preparación 1, 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), y se molieron durante 30 minutos bajo enfriamiento con agua.
3. Preparación de una laca transparente 2C a utilizar según la invención (Ejemplo de Preparación 3.1) y de una laca transparente 2C no de la invención (Ejemplo de Preparación 3.2)
A partir de los componentes indicados en la Tabla 1 se prepararon, mediante mezcla, una laca transparente 2C a utilizar según la invención (Ejemplo de Preparación 3.1) y una laca transparente 2C no de la invención (Ejemplo de Preparación 3.2), y éstas se aplicaron sobre planchas de ensayo. Como planchas 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 inmersión electroforética y un material de carga según se explica más abajo.
TABLA 1 Composición de la laca transparente 2C del Ejemplo de Preparación 3.1 a utilizar según la invención y de la laca transparente 2C del Ejemplo de Preparación 3.2 no de la invención
Ingredientes Ejemplos de preparación:
Laca Madre
3.1 3.2
(partes en peso) (partes en peso)
Ligante
\hskip0,3cm Copolímero de metacrilato del Ejemplo de Preparación 1 61,9 60,4
\hskip0,3cm 2,4-dietil-octano-1,5-diol 3,0 -
\hskip0,3cm Setalux® C91756 (Akzo Nobel Resins, Bergen op Zoom) 13,5 13,5
\hskip0,3cm Pasta tixotrópica del Ejemplo de Preparación 2 5,0 5,0
Otros ingredientes
\hskip0,3cm Hidroxifeniltriazina sustituida (al 65% en xileno) 1,5 1,5
\hskip0,3cm N-metil-2,2,6,6-tetrametilpiperidinil éster 1,0 1,0
\hskip0,3cm Byk® 306 (Byk Chemie) 0,2 0,2
\hskip0,3cm Byk® 310 (Byk Chemie) 0,15 0,15
\hskip0,3cm Byk® ES 80 (Byk Chemie) 0,2 0,2
\hskip0,3cm Butanol 1,5 1,5
\hskip0,3cm Xileno 2,45 2,7
\hskip0,3cm Acetato de etoxipropilo 2,0 2,0
\hskip0,3cm Acetato de butilglicol 5,6 6,85
\hskip0,3cm Glicolato de butilo 5,0 5,0
Reticulante 33 33
\vskip1.000000\baselineskip
El reticulante es una solución de un poliisocianato basado en diisocianato de hexametileno (solución al 80% de Desmodur® N 3390 de Bayer AG en acetato de butilo/Solventnaphta®).
Setalux® C91756 es un derivado de urea disuelto o disperso en un ligante.
4. Preparación de un lacado multicapa de coloración y de efecto decorativo a utilizar según la invención (Ejemplo de Preparación 4.1) y de un lacado multicapa de coloración y de efecto decorativo no de la invención (Ejemplo de Preparación 4.2)
Para producir el lacado multicapa a utilizar según la invención del Ejemplo de Preparación 4.1 se utilizó la laca transparente del Ejemplo de Preparación 3.1.
Para producir el lacado multicapa no de la invención del Ejemplo de Preparación 4.2 se utilizó la laca transparente del Ejemplo de Preparación 3.2.
Para producir las planchas de ensayo con los lacados multicapa 4.1 y 4.2, en cada caso se aplicaron y ahornaron sucesivamente una laca de inmersión electroforética comercial de BASF Coatings AG con un espesor de capa de 18 - 22 \mum y un material de carga acuoso comercial de BASF Coatings AG con un espesor de capa de 35 - 40 \mum. La laca de inmersión electroforética se ahornó durante 20 minutos a 170ºC y el material de carga se ahornó durante 20 minutos a 160ºC. A continuación se aplicó una laca base acuosa plateada con un espesor de capa de 12 - 15 \mum y se ventiló durante 10 minutos a 80ºC. Por último se aplicaron electrostáticamente las lacas transparentes 3.1 y 3.2 con un espesor de capa de 40 - 45 \mum en cada caso y en una sola pasada en cada caso (tipo de campana: Ecobell).
A continuación, la capa de laca base acuosa y las capas de laca transparente 3.1 y 3.2
-
en una primera serie se endurecieron durante 24 minutos a 140ºC,
-
en una segunda serie se endurecieron durante 24 minutos a 160ºC (sobrecocción),
-
en una tercera serie se endurecieron tres veces durante 24 minutos a 140ºC,
-
en una cuarta serie se endurecieron tres veces durante 24 minutos a 160ºC (sobrecocción).
Ejemplo 1 y Ensayo Comparativo V 1
Adherencia de pegadura al panel del lacado multicapa 4.1 del Ejemplo de Preparación 4.1 (Ejemplo 1) y del lacado multicapa 4.2 del Ejemplo de Preparación 4.2 (Ensayo Comparativo V 1)
Para determinar la adherencia de pegadura del panel, el lacado multicapa del Ejemplo de Preparación 4.1 (Ejemplo 1) y el lacado multicapa del Ejemplo de Preparación 4.2 (Ensayo Comparativo V 1) se trataron previamente de la siguiente manera:
1. Almacenamiento en agua
Las planchas de ensayo se almacenaron en agua desionizada durante 16 horas a 63ºC.
2. Carga térmica
Las planchas de ensayo se colocaron en un horno de ventilación forzada durante 72 horas a 80ºC.
3. Carga de humedad
Las planchas de ensayo se almacenaron durante 21 días en un armario climatizado con una humedad relativa del aire de un 80% y una temperatura de 27ºC.
A continuación, sobre todas las planchas de ensayo se aplicaron cintas adhesivas transversalmente a lo largo del lado estrecho.
Sobre dos bases de lámina de polietileno por chapa de ensayo se aplicó, con una boquilla triangular, un cordón de adhesivo para paneles comercial (Togocoll® F 502 de la firma EFTEC, Suiza) con una anchura de 10 mm y una longitud de 150 mm. Después se dejó que los cordones se secaran durante un minuto bajo condiciones climáticas normales. A continuación, los cordones se transfirieron a las chapas de ensayo. En este proceso, un extremo de cada cordón se dispuso sobre la cinta adhesiva para que, después del endurecimiento, los cordones se pudieran agarrar fácilmente con unas pinzas de punta y desprender para la realización de la prueba de adherencia de peladura. Después de aplicar los cordones, a ambos lados de los mismos se dispusieron distanciadores. Sobre el dorso de las láminas de polietileno y los distanciadores se colocaron placas de bonderización. El espesor de capa de los cordones se ajustó a 5 mm mediante compresión manual. Las láminas de polietileno y las placas de bonderización permanecieron durante siete días en la cámara climática con atmósfera normal a 23ºC y con una humedad relativa del aire del 50% para el endurecimiento. Siete días después se retiraron las láminas de polietileno y las placas de bonderización. Los cordones endurecidos se agarraron con unas pinzas de punta "por la cabeza", es decir, en el lugar donde estaban apoyados sobre la cinta adhesiva, y se desprendieron de la superficie de adhesión en un ángulo de 90º. En cada caso, después de desprender 10 mm, el material se cortó con un cuchillo en la zona de rotura hasta la superficie de los lacados transparentes y después se siguió desprendiendo el
cordón.
Las superficies de separación se evaluaron visualmente. En este contexto era determinante que, a ser posible, se produjera una rotura cohesiva total en el cordón, correspondiente a una adherencia lo más completa posible del cordón sobre el lacado multicapa. La adherencia se calificó de la siguiente manera:
\vskip1.000000\baselineskip
Adherencia Nota
100% 1
75% 2
50% 3
25% 4
0% 5
\vskip1.000000\baselineskip
La Tabla 2 muestra los resultados del ensayo.
TABLA 2 Adherencia de pegadura al panel del lacado multicapa 4.1 (Ejemplo 1) y del lacado multicapa 4.2 (Ensayo Comparativo V 1)
Serie y tratamiento previo Ejemplo 1 Ensayo
Comparativo V 1
Nota Nota
Primera serie:
\hskip0,3cm Almacenamiento en agua 1 4
\hskip0,3cm Carga térmica 2 4
\hskip0,3cm Carga de humedad 1 3
Segunda serie:
\hskip0,3cm Almacenamiento en agua 2 4
\hskip0,3cm Carga térmica 2 4
\hskip0,3cm Carga de humedad 1 3
Tercera serie:
\hskip0,3cm Almacenamiento en agua 2 4
\hskip0,3cm Carga térmica 2 3
\hskip0,3cm Carga de humedad 1 3
Cuarta serie:
\hskip0,3cm Almacenamiento en agua 2 4
\hskip0,3cm Carga térmica 2 4
\hskip0,3cm Carga de humedad 2 4
Los resultados de la Tabla 2 corroboran que el lacado multicapa 4.1 (ejemplo 1) presentaba una mayor adherencia de pegadura al panel.

Claims (23)

1. Utilización de alcanos cíclicos y/o acíclicos polihidroxi funcionales de 9 a 16 átomos de carbono como agentes de adherencia en elementos compuestos que incluyen como mínimo un sustrato (A), como mínimo un revestimiento (B), como mínimo una capa adhesiva (C) y como mínimo un panel (D) como las utilizadas normalmente en automóviles, principalmente en vehículos industriales y turismos, en particular paneles de vidrio compuestos.
2. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada porque los alcanos se encuentran en los materiales de revestimiento (B) a partir de los cuales se producen los revestimientos (B).
3. Utilización según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el alcano está funcionalizado con como mínimo dos grupos hidroxilo.
4. Utilización según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el alcano funcionalizado es acíclico.
5. Utilización según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el alcano funcionalizado presenta grupos hidroxilo primarios y secundarios.
6. Utilización según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los alcanos funcionalizados son dialquiloctanodioles isómeros de posición.
7. Utilización según la reivindicación 6, caracterizada porque los dialquiloctanodioles isómeros de posición son dietiloctanodioles isómeros de posición.
8. Utilización según la reivindicación 7, caracterizada porque el dietiloctanodiol isómero de posición es un 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 2,7-, 3,4-, 3,5-, 3,6- o 4,5-dietiloctanodiol.
9. Utilización según la reivindicación 8, caracterizada porque el dietiloctanodiol isómero de posición es un 2,4-dietiloctanodiol.
10. Utilización según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque el dietiloctanodiol es un dietiloctano-1,2-, -1,3-, -1,4-, -1,5-, -1,6-, -1,7-, -1,8-, -2,3-, -2,4-, -2,5-, -2,6-, -2,7-, -2,8-, -3,4-, -3,5-, -3,6-, -3,7-, -3,8-, -4,5-, -4,6-, -4,7-, -4,8-, -5,6-, -5,7-, -5,8-, -6,7-, -6,8- ó -7,8-diol.
11. Utilización según la reivindicación 10, caracterizada porque el dietiloctanodiol isómero de posición es un dietiloctano-1,5-diol.
12. Utilización según la reivindicación 11, caracterizada porque el dietiloctanodiol isómero de posición es 2,4-dietiloctano-1,5-diol.
13. Elemento compuesto que incluye como mínimo un sustrato (A), como mínimo un revestimiento (B), como mínimo una capa adhesiva (C) y como mínimo un panel (D) como las utilizadas normalmente en automóviles, principalmente en vehículos industriales y turismos, en particular paneles de vidrio compuestos, que se puede producir de la siguiente manera:
(I)
sobre un sustrato (A) previamente revestido o no revestido se aplica un material de revestimiento (B) endurecible físicamente, térmicamente, con radiación actínica o térmicamente y con radiación actínica, que contiene como mínimo un alcano cíclico y/o acíclico polihidroxi funcional tal como se define en las reivindicaciones 1 a 12, con lo que se obtiene la capa (B),
(II)
la capa (B) se endurece de forma individual o junto con como mínimo una capa subyacente (B-n) de un material de revestimiento (B-n) diferente, con lo que se obtiene el revestimiento (B) o (B)/(B-n),
(III)
sobre el revestimiento (B) se aplica un adhesivo (C) en el área en la que el sustrato (A) se debe unir con el panel (D) a través del revestimiento (B) y la capa adhesiva (C), con lo que se obtiene la capa de adhesivo (C), y
(IV)
la capa de adhesivo (C) se une con el panel y se endurece, con lo que se obtiene la capa adhesiva (C).
14. Elemento compuesto según la reivindicación 13, caracterizado porque el sustrato se selecciona de entre el grupo consistente en metales, cristales, plásticos, minerales naturales y sintéticos, cerámicas, hormigón, cemento, arcilla, madera, papel, cuero, material textil y elementos compuestos de estos materiales.
15. Elemento compuesto según la reivindicación 14, caracterizado porque el material se selecciona de entre el grupo consistente en metales y plásticos.
\newpage
16. Elemento compuesto según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el sustrato consiste en una carrocería de automóvil o una parte de la misma.
17. Elemento compuesto según una de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque el material de revestimiento (B) consiste en un material de revestimiento convencional basado en disolventes orgánicos, un material de revestimiento acuoso, un material de revestimiento líquido esencial o totalmente libre de agua y disolventes (sistema 100%), un material de revestimiento sólido de partículas finas (laca en polvo) o una suspensión acuosa de partículas sólidas finas (suspensión espesa de polvo).
18. Elemento compuesto según una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque el material de revestimiento (B) consiste en una laca transparente y el revestimiento (B) consiste en un lacado transparente.
19. Elemento compuesto según una de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado porque el adhesivo (C) se endurece con humedad.
20. Elemento compuesto según la reivindicación 19, caracterizado porque el adhesivo (C) contiene como mínimo un poliisocianato.
21. Elemento compuesto según una de las reivindicaciones 13 a 20, caracterizado porque el panel (D) es un panel de vidrio compuesto.
22. Elemento compuesto según una de las reivindicaciones 13 a 21, caracterizado porque las capas (B-n) se seleccionan de entre el grupo consistente en imprimaciones, capas de laca de inmersión electroforética, capas de material de carga y capas de laca base.
23. Elemento compuesto según la reivindicación 22, caracterizado porque los revestimientos (B-n) se seleccionan de entre el grupo consistente en imprimaciones, lacados de inmersión electroforética, lacados de carga o imprimaciones protectoras contra golpes de piedras y lacados base.
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