ES2261299T3 - Proceso para producir un material de revestimiento en polvo y uso de pigmentos de efecto. - Google Patents
Proceso para producir un material de revestimiento en polvo y uso de pigmentos de efecto.Info
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Abstract
Un proceso para preparar un material de revestimiento en polvo, donde las sustancias aglutinantes y pigmentos, así como, dado el caso, los rellenos, aditivos y reticulantes, después de un premezclado, se procesan en fusión en un extrusor para producir una mezcla homogénea y el extruido resultante, después de enfriarse, se muele para proporcionar el acabado del material de revestimiento en polvo, caracterizado porque por lo menos parte de la fracción del pigmento consta de un pigmento de efecto modificado superficialmente, que se ha revestido con un polietileno o polipropileno con un peso molecular de 1000 a 20000 daltons.
Description
Proceso para producir un material de
revestimiento en polvo y uso de pigmentos de efecto.
La presente invención trata de un proceso para
preparar un material de revestimiento en polvo, donde las sustancias
aglutinantes y pigmentos, así como, dado el caso, los rellenos,
aditivos y reticulantes, después de un premezclado, se procesan en
fusión en un extrusor para producir una mezcla homogénea y el
extruido resultante, después de enfriarse, se muele para
proporcionar el acabado del material de revestimiento en polvo.
Como los sistemas de revestimientos libres de
disolvente y favorables al medio ambiente, los materiales de
revestimiento en polvo han adquirido importancia considerable y se
prefieren a los materiales de revestimiento producidos con
disolvente en numerosos campos de uso. Normalmente constan de
sustancias aglutinantes, pigmentos, rellenos y, dado el caso, de
aditivos y reticulantes. Se presentan divididos en partes finas y se
aplican generalmente de forma electroestática a un número mayor de
diferentes sustratos, con los que se curan mediante cocido o
mediante energía de radiación.
En el proceso de sinterizado en lecho
fluidizado, un polvo se retiene en suspensión por aire en un tanque
fluidizado. Con la inmersión de los sustratos calientes en el polvo
suspendido, el polvo de polímero se funde en la pieza de trabajo. Si
los polvos de fluido sinterizado conocidos hasta ahora se utilizan
para producir revestimientos de efecto, surge el problema de la
separación de los pigmentos de efecto y los polímeros en el curso
del proceso de fluidización.
Fundamentalmente, pueden pigmentarse los
materiales de revestimiento en polvo utilizando todos los pigmentos
conocidos, incluso los pigmentos de efecto conocidos, a su vez
incluyendo pigmentos de lustre perlado basados en mica.
Los pigmentos de lustre perlado son plaquetas de
mica revestidas con óxidos de metal, que se usan en un número mayor
de campos técnicos. Por ejemplo, están disponibles los de la empresa
Merck, con el nombre comercial Iriodin. Estos pigmentos se
describen, por ejemplo, en las Patentes alemanas y Solicitudes de
Patentes 14 67 468, 19 59 998, 2009 566, 22 14 545, 22 15 191, 22 44
298, 23 13 331, 25 22 572, 31 37 808, 31 37 809, 31 51 343, 31 51
356, 31 51 355, 32 11 602, 32 35 017, 33 34 598 y 35 28 256.
Generalmente se preparan los materiales de
revestimiento en polvo mezclando los constituyentes anteriormente
mencionados y homogeneizando la mezcla en extrusores en la fusión.
Se pasan los trozos sólidos del material de revestimiento en polvo
extruido a un molino. Ahí, el material de revestimiento en polvo se
muele al tamaño de partícula necesario para la aplicación.
Si, los pigmentos de efecto de la plaqueta
formada se usan para pigmentar los materiales de revestimiento en
polvo, sin embargo, se generan problemas particulares. Debido al
proceso de molido empleado durante la preparación del material de
revestimiento en polvo, se destruye una proporción mayor de
plaquetas de pigmento, lo que lleva a una reducción en el efecto de
lustre. Por lo tanto, no ha sido posible hasta el momento mezclar
los pigmentos de efecto con el material de inicio para preparar el
material de revestimiento en polvo, del mismo modo que otros
pigmentos y, después, moler la mezcla tras la extrusión.
pigmentos y, después, moler la mezcla tras la extrusión.
Para prevenir la destrucción de las plaquetas de
pigmento de efecto, podrían mezclarse en el material de
revestimiento en polvo después de la molienda (mezcla en seco). Con
esto, se produce, desventajosamente, una acumulación o disminución
de pigmentos en la superficie del objeto a revestir. La razón de
esto es el comportamiento diferente de carga de las partículas de
revestimiento en polvo y de las partículas de pigmento de efecto. El
problema de separación sólo puede resolverse, por lo menos en parte,
por medio de procesos sumamente costesos, como por ejemplo el
proceso de unión, donde se consigue una adhesión uniforme de los
pigmentos a la superficie de las partículas de revestimiento en
polvo se logra por medio de fuerzas electrostáticas.
En la DE 24 34 855 se describe un proceso para
preparar los materiales de revestimiento en polvo con pigmentación
metálica, en el que se utiliza un proceso de cepillado para ajustar
las plaqueta de pigmento en la superficie de las partículas de
revestimiento en polvo. La unión del material de revestimiento en
polvo y el pigmento de efecto se produce introduciendo energía
mecánica y, dado el caso, también energía
térmica.
térmica.
El equipo que se requiere para hacer esto es muy
costoso, lo que se refleja en los altos costes de producción para
los materiales de revestimiento en polvo de lustre pigmentados.
Adicionalmente, los materiales de revestimiento en polvo obtenido de
este modo muestran un lustre que, frecuentemente, resulta
inadecuado.
Es un objeto de la presente invención evitar las
desventajas descritas del estado de la técnica anterior y
proporcionar un proceso para preparar un material de revestimiento
en polvo que pueda utilizarse para proporcionar los materiales de
revestimiento en polvo, donde las partículas de pigmento de efecto
son parte de las partículas de revestimiento en polvo. Con esto, se
debe evitar la acumulación o disminución de pigmentos descrita en la
superficie del objeto a revestirse, y se siguen obteniendo, sin
embargo, los revestimientos con un lustre excepcional.
Se ha descubierto, sorprendentemente, que la
destrucción descrita de las plaquetas de pigmento de efecto durante
el proceso de molienda no se produce si se utilizan pigmentos de
efecto modificados superficialmente que estén revestidos con un
polietileno o polipropileno de baja masa molecular.
Se conocen los pigmentos de lustre perlado
modificados superficialmente, revestidos con un compuesto de
polímero, entre otros, por el documento de patente alemana
DE-A 43 17 019. En este documento de patente también
se describen pigmentos de lustre perlado revestidos con cera de
polietileno. Aunque la solicitud de patente citada declara en su
introducción que se utilizan pigmentos superficiales revestidos y
modificados, tanto para pigmentar barnices, materiales de
revestimiento en polvo, pinturas, tintas de impresión, plásticos y
similares, como en formulaciones cosméticas, donde no se contempla
la posibilidad de someter los pigmentos revestidos a un proceso de
molienda. Más bien, el experto debe entender la indicación en el uso
en materiales de revestimiento en polvo, teniendo en cuenta el
estado de la técnica del momento de tal modo, que, posteriormente,
los pigmentos deben agregarse al material de revestimiento en polvo,
como se ha descrito anteriormente. No puede esperarse, a saber, que
el revestimiento fino de las plaquetas de pigmento de efecto con una
cera de polietileno o cera de polipropileno mejore la estabilidad
mecánica de los pigmentos tanto que no se produzca un deterioro del
lustre, a pesar del proceso de
molienda.
molienda.
Es un objeto de la presente invención, por lo
tanto, proporcionar un proceso para preparar los materiales de
revestimiento en polvo anteriormente descritos, en los que las
sustancias aglutinantes y pigmentos, así como, dado el caso, los
rellenos, aditivos y reticulantes, y, dado el caso, tras el
premezclado, se procesan en la fusión en un extrusor para dar una
mezcla homogénea y el extruido resultante, después de enfriarse, se
muele para el acabado del material de revestimiento en polvo, donde
por lo menos parte de la fracción del pigmento consta de un pigmento
de efecto modificado superficialmente, que se ha revestido con un
polietileno o polipropileno de baja masa molecular, con un peso
molecular de 1000 a 20000 daltons.
Del método acorde a la invención se derivan
acondicionamientos ventajosos, a partir de las reivindicaciones
secundarias 2-6.
La preparación de materiales de revestimiento en
polvo acordes a la presente invención es sencilla en la práctica y
fácil de manejar. Ésta se corresponde con la preparación
convencional de los materiales de revestimiento en polvo. El
componente de sustancia aglutinante y el componente de pigmento, que
pueden constar de un pigmento de efecto revestido y otros pigmentos
estándares, así como, dado el caso, los rellenos, aditivos y
reticulantes, se mezclan completamente, utilizando, por ejemplo,
mezcladores de cuchilla o mezcladores de volteo. Así, los
componentes individuales pueden mezclarse simultáneamente o de forma
sucesiva con el componente de sustancia aglutinante. La mezcla se
homogeneiza en la fusión en un extrusor, se deja enfriar tras dejar
el extrusor y se fracciona toscamente. En un molino, se muele para
conseguir la finura final del material de revestimiento en
polvo.
El material de revestimiento en polvo obtenido
por el proceso acorde a la presente invención ofrece ventajas
considerables frente a la técnica anterior; puesto que no existe
ninguna separación, se incrementa la fiabilidad de la aplicación.
Puesto que no se requiere un proceso de unión o procesos complejos
similares, se reducen los costes de preparación. También se pueden
preparar materiales de revestimiento en polvo que pueden aplicarse
tribostáticamente, lo que no era posible hasta el momento. Además,
los concentrados de revestimiento en polvo que contienen los
pigmentos de efecto, también puede prepararse mediante el método
acorde a la presente invención.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar adicionalmente un material de revestimiento en polvo
que comprende sustancias aglutinantes, pigmentos y, dado el caso,
los rellenos, aditivos y reticulantes en los que al menos parte de
la fracción del pigmento consta de un pigmento de efecto modificado
superficialmente que se ha revestido con un polietileno o
polipropileno de baja masa molecular.
El pigmento de efecto es, ventajosamente, un
pigmento de mica revestido una o más veces con un óxido de metal
(pigmento de lustre perlado). Se logran mejores resultados en lo que
respecta al lustre y al efecto utilizando estos pigmentos. A modo de
pigmentos de efecto también pueden utilizarse, sin embargo,
plaquetas revestidas de Al_{2}O_{3}, oxicloruro de bismuto
®(BiOCl), hojuelas de aluminio, pigmentos Variocrom o ®Paliocrom
de BASF, pigmentos de LCP (pigmentos de polímero de cristal
líquido), hojuelas de vidrio revestidas o pigmentos de capas
múltiples que tienen de 3 a 9 capas, preferiblemente 3, 5 ó 7
capas.
Además, los pigmentos de lustre de efecto
utilizados preferiblemente se preparan mediante deposición química o
física en la fase gaseosa (CVD, deposición de vapor química, y/o
PVD, deposición de vapor física) o se prepara, sin embargo, mediante
deposición, en solución acuosa.
La proporción de pigmento de efecto es del 0.1
al 50% en peso con respecto a la suma de todos los constituyentes.
Con proporciones más pequeñas, el efecto no se desarrolla lo
suficiente, y las proporciones elevadas llevan igualmente a un
deterioro del efecto. La proporción de pigmento de efecto es
preferiblemente del 0.5 al 30% en peso, con preferencia particular
del 0.5 al 10% en peso, y con preferencia muy particular del 1 al 7%
en peso, con respecto al peso total del material de revestimiento en
polvo.
Para el material de revestimiento en polvo
acorde a la presente invención, se pueden utilizar todos los
materiales de revestimiento en polvo comercialmente comunes, que se
basan generalmente en epóxidos reactivos, poliésteres, poliacrilatos
o poliuretanos, y también en otros polímeros, que pueden ser tanto
reactivos como termoplásticos. Se da una preferencia particular a
los materiales de revestimiento en polvo de poliéster, materiales de
revestimiento en polvo de poliacrilato, materiales de revestimiento
en polvo de poliuretano, materiales de revestimiento en polvo de
epoxi o materiales de revestimiento en polvo de epoxi de
poliéster.
El pigmento de efecto está revestido
ventajosamente desde el 15 al 50% en peso, preferiblemente del 15 al
40% en peso, con particular preferencia del 15 al 35% en peso, de
polietileno o polipropileno, con respecto al peso total de pigmento
de efecto y de polietileno y/o polipropileno.
El pigmento de efecto muestra ventajosamente un
tamaño de partícula desde 5 a 200 \mum; si el pigmento de efecto
es un pigmento de lustre perlado, éste último muestra un tamaño de
partícula desde 5 a 100 \mum, preferiblemente de 10 a 60
\mum.
El material de revestimiento en polvo acorde a
la presente invención puede aplicarse a cualquier material de
sustrato deseado, como por ejemplo metales, como el hierro, acero,
aluminio, cobre, bronce, latón y laminillas metálicas, pero también
a superficies modificadas conductivas de vidrio, cerámica, y
cemento, entre otros; y a superficies no conductivas, como madera,
por ejemplo, muebles, vidrio, cerámica, plásticos, materiales de
construcción inorgánicos u otros materiales, con fines decorativos
y/o de protección.
Para mejorar la calidad de la superficie,
también es posible que uno o más revestimientos transparentes se
aplique al revestimiento en polvo, por lo que, generalmente, no sólo
se produce una mejora en la apariencia sino también en la
durabilidad del revestimiento como un conjunto. Sin embargo, el
revestimiento transparente final no es indispensable.
La invención también trata también del uso de
pigmentos de efecto con superficie modificada, revestidos con
polietileno o polipropileno de baja masa molecular, con un peso
molecular de 1000 a 20000 daltons, con forma de placa, para preparar
materiales de revestimiento en polvo que constan de una mezcla
molida y extruida de sustancias aglutinantes y pigmento, así como,
dado el caso, de rellenos, aditivos y agentes de curación.
A continuación, se explica más detalladamente la
presente invención mediante un ejemplo de ejecución y un ejemplo
comparativo.
Ejemplo
El cinco por ciento de Iriodin 163 revestido con
PE de baja masa molecular se introduce, premezcla, extruye y muele,
junto con todos los otros materiales crudos requeridos, en el
proceso de producción del material de revestimiento en polvo. A
continuación, se aplica de la forma convencional por medios
electrostáticos.
electrostáticos.
Ejemplo
comparativo
Se introduce, premezcla, extruye y muele el
cinco por ciento de Iriodin® 163 junto con todos los otros
materiales crudos requeridos en el proceso de producción del
material de revestimiento en polvo. A continuación, se aplica de la
forma convencional por medios electrostáticos.
La comparación visual del panel de muestra
metálico revestido con el ejemplo comparativo, muestra que los
efectos de brillo y lustre del ejemplo pasan de ser buenos a muy
buenos, mientras que la muestra del ejemplo comparativo no muestra
virtualmente ningún efecto de lustre o brillo perlado.
Claims (8)
1. Un proceso para preparar un material de
revestimiento en polvo, donde las sustancias aglutinantes y
pigmentos, así como, dado el caso, los rellenos, aditivos y
reticulantes, después de un premezclado, se procesan en fusión en un
extrusor para producir una mezcla homogénea y el extruido
resultante, después de enfriarse, se muele para proporcionar el
acabado del material de revestimiento en polvo, caracterizado
porque por lo menos parte de la fracción del pigmento consta de un
pigmento de efecto modificado superficialmente, que se ha revestido
con un polietileno o polipropileno con un peso molecular de 1000 a
20000 daltons.
2. El proceso, según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utilizan, como pigmento de efecto, el
pigmento de mica revestido con óxido férrico y/o dióxido de titanio,
plaquetas revestidas de SiO_{2}, plaquetas de óxido de metal
revestidas una o más veces, plaquetas de oxicloruro de bismuto,
hojuelas de aluminio, plaquetas de
pigmento-polímeros de cristal líquido, (Plaquetas de
pigmento LCP), hojuelas de vidrio revestido y/o pigmentos de capas
múltiples.
3. El proceso, según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la proporción de pigmento de efecto es
del 0.1 al 50% en peso, con respecto a la suma de todos los
constituyentes.
4. El proceso, según la reivindicación de la 1
a la 3, caracterizado porque la sustancia aglutinante es un
poliéster, poliacrilato, poliuretano, epóxido o epóxido de
poliéster.
5. El proceso, según la reivindicación de la 1
a la 4, caracterizado porque el pigmento de efecto está
revestido con del 15 al 50% en peso de polietileno o
polipropileno con respecto al peso del pigmento de efecto.
6. El proceso, según la reivindicación de la 1
a la 5, caracterizado porque el pigmento de efecto muestra un
tamaño de partícula desde 5 a 200 \mum.
7. El material de revestimiento en polvo que
consta de una mezcla extruida, que se ha molido por
extrusión, de sustancias aglutinantes y pigmentos, así como, dado el
caso, de los rellenos, aditivos y reticulantes, caracterizado
porque por lo menos parte de la fracción del pigmento consta de un
pigmento de efecto modificado superficialmente, que se ha revestido
con un polietileno o polipropileno de baja masa molecular, con un
peso molecular de 1000 a 20000 daltons.
8. El uso de pigmentos de efecto modificados
revestidos superficialmente con polietileno o polipropileno de baja
masa molecular, con un peso molecular de 1000 a 20000 daltons, en
forma de placa, para la preparación de materiales de revestimiento
en polvo según el método de la reivindicación 1, que constan de una
mezcla molida y extruida de sustancias aglutinantes y pigmentos, así
como, dado el caso, de rellenos, aditivos y reticulantes.
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