ES2301679T3 - Proceso para recubrir sustratos. - Google Patents
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Abstract
Un proceso para recubrir un sustrato que comprende (a) aplicar al menos una capa de una composición de recubrimiento a un sustrato; donde la composición de recubrimiento comprende poli(met)acrilatos (met)acriloilo-funcionales, (met)acrilatos de poliuretano, (met) acrilatos de poliéster, poliésteres insaturados, (met)acrilatos de poliéter, (met)acrilatos de silicona, (met) acrilatos de epóxido, (met)acrilatos de amina y (met)acrilatos de melamina que presentan enlaces dobles olefínicos capaces de polimerizar por radical libre y ligandos que presentan grupos reactivos funcionales, que son capaces de reaccionar el uno con el otro por reacciones de adición y/o condensación, donde los grupos reactivos funcionales son grupos hidroxilo y grupos isocianato, donde los enlaces dobles olefínicos y los grupos funcionales reactivos pueden estar comprendidos en el mismo ligando y/o en ligandos separados y donde los sólidos de resina de dicha composición de recubrimiento presentan un peso equivalente C=C de 300 a 8000; y (b) curar la capa de la composición de recubrimiento mediante la irradiación de la capa con una radiación no ionizante NIR en el rango de longitud de onda de 760-1500 nm y donde el curado ocurre mediante polimerización por radical libre de los enlaces dobles olefínicos y mediante las reacciones de adición y/o condensación de los grupos funcionales reactivos y donde la radiación de la capa de la composición de recubrimiento con radiación UV y/o radiación de haz electrónica es excluida.
Description
Proceso para recubrir sustratos.
La invención se refiere a un proceso para
recubrir sustratos en los que se aplica una o más capas de
recubrimiento y se trata mediante una radiación cerca del
Infra-rojo (NIR). El proceso se puede utilizar en la
aplicación de recubrimientos de automóvil e industriales.
Es conocido el uso de composiciones de
recubrimiento que se pueden curar mediante radiación UV (luz
ultravioleta) en recubrimientos de automóvil e industriales. En
particular se utilizan composiciones de recubrimiento basadas en
ligandos capaces de polimerizar por radical libre. Estas
composiciones de recubrimiento generalmente contienen
fotoiniciadores. Se describen las composiciones de recubrimiento
tratables mediante una radiación UV, por ejemplo, en las patentes
DE-A-198 18 735 y
US-5,932,282.
Una de las deficiencias conocidas de los
recubrimientos tratables mediante UV es que, particularmente en el
caso de los objetos tridimensionales que se recubren, en las
regiones con sombra el curado es insuficiente, es decir, en áreas
que no están expuestas o expuestas insuficientemente a la radiación
UV. Se ha intentado remediar este problema mediante el uso de
sistemas de curado duales, que son, sistemas ligando que tratan
mediante la irradiación UV y mediante un mecanismo adicional de
reticulado. Dependiendo del sistema ligando, sin embargo, a veces
se requiere un proceso en dos pasos con estos sistemas para el
curado completo, principalmente, la irradiación UV y además una
fase de curado térmico. Los Ejemplos de sistemas de curado duales se
describen en las Patentes
WO-A-98/00456 y
DE-A-197 09 560.
Otra deficiencia general de las composiciones de
recubrimiento tratables mediante UV es que el amarillento de las
capas de recubrimiento resultantes ocurre después de la irradiación
mediante UV de las composiciones de recubrimiento que contienen
fotoiniciadores. Ésta última imposibilita el uso de composiciones de
recubrimiento tratables mediante UV como recubrimiento claro o
pálido, por ejemplo el recubrimiento superior pigmentado
blanco.
La irradiación UV y el uso de fotoiniciadores se
puede evitar mediante el curado iniciado térmicamente de los
ligandos capaces de polimerizar por radical libre. Las composiciones
de recubrimiento basadas en los ligandos capaces de polimerizar por
radical libre que se tratan térmicamente de forma común en
combinación con iniciadores radicales térmicos presentan la
desventaja, sin embargo, de que se puede dar el curado insuficiente
de las capas de recubrimiento, si se encuentran, si se utilizan
neutralizadores radicales, por ejemplo, estabilizadores de la luz
(agentes protectores de la luz) basados en productos HALS
(HALS=estabilizador de luz de amina obstaculizada). Los productos
HALS, que actúan como interceptores de radical, impiden la
polimerización por radical libre de los ligandos. Los
estabilizadores de la luz son constituyentes necesarios en la
producción de composiciones adecuadas de recubrimiento para
aplicaciones externas y para ciertas aplicaciones interiores dónde
se requiere la protección de la influencia de la luz.
Además, se conoce el secado y el curado de capas
de recubrimiento con radiación NIR en el contexto de recubrimientos
multi-capas. Estos procesos se describen, por
ejemplo, en las Patentes DE-A-199 13
446 y DE-A-199 13 442. Los ligandos
utilizados aquí son sistemas de ligando de un componente que secan
de forma oxidativa o físicamente y sistemas de ligando de dos
componentes, por ejemplo, basados en un hidroxilo y un componente
poliisocianato o un epóxido y un componente de poliamina. También
es posible utilizar ligandos tratables mediante radiación de alta
energía, preferentemente ligandos capaces de polimerizar por radical
libre. En este último caso, los fotoiniciadores se contienen en las
composiciones de recubrimiento y la irradiación de los rayos UV
tiene lugar además de la irradiación NIR.
Esta invención proporciona un proceso para
recubrir sustratos que hace posible obtener, utilizando
composiciones de recubrimiento basadas en sistemas ligando capaces
de polimerizar por radical libre, bajo amarillento, recubrimientos
tratados de forma completa adecuados para aplicaciones externas. Los
recubrimientos obtenidos son capaces de ser tratados rápidamente
con radiación NIR y presentan suficiente dureza y una buena calidad
de superficie.
Esta invención está dirigida a un proceso para
recubrir sustratos mediante la aplicación de al menos una
composición de recubrimiento a un sustrato
pre-recubierto opcionalmente y después al curado de
la(s) capa(s) de recubrimiento obtenida(s),
dónde al menos una de las capas de recubrimiento se produce a partir
de una composición de recubrimiento que contiene un sistema ligando
que presenta dobles enlaces olefínicos capaces de polimerizar por
radical libre y que presentan grupos funcionales reactivos en el sí
de reacciones de adición y/o condensación, los sólidos de resina de
la composición de recubrimiento presentan un peso equivalente
C-C de 300 a 10.000, preferentemente de 300 a 8000,
y el curado de esta(s) capa(s) de recubrimiento se
lleva a cabo mediante irradiación con radiación NIR en el rango de
longitud de onda de 760-1500 nm.
De forma sorprendente, se encontró que, como
resultado de la irradiación y del curado de acuerdo con la invención
de composiciones de recubrimiento basándose en sistemas de ligando
capaces de polimerizar por radical libre y reticulables mediante
las reacciones de adición y/o condensación con radiación NIR, se
obtienen los recubrimientos que se tratan rápidamente y
completamente, incluso en presencia de neutralizadores de radical,
por ejemplo, estabilizadores de la luz basados en productos HALS.
El curado completo de las composiciones de recubrimiento basadas en
los ligandos capaces de polimerización por radical libre en
combinación con, por ejemplo, estabilizadores de la luz basados en
productos HALS no se ha podido obtener hasta el momento con los
métodos de curado térmico convencional, por ejemplo, en hornos
mediante el curado con secado de convección o inducción.
La radiación NIR utilizada de acuerdo con la
invención es una radiación de infra-rojo de onda
corta en el rango de longitud de onda de alrededor de 760 hasta
alrededor de 1500 nm, preferentemente de 760 a 1200 nm. Las fuentes
de radiación para la radiación NIR incluyen, por ejemplo, emisores
de radiación NIR que son capaces de emitir radiación como fuente
plana, lineal o de punto. Los emisores de radiación NIR de este tipo
se encuentran disponibles comercialmente (por ejemplo, de Adphos).
Estos incluyen, por ejemplo, emisores de radiación halógenos de
alto rendimiento con una intensidad (radiación output por
unidad de área) de generalmente más de 10 kW/m^{2} hasta, por
ejemplo,
15 MW/m^{2}, preferentemente desde 100 kW/m^{2} hasta 800 kW/m^{2}. Por ejemplo, los emisores de radiación alcanzan una temperatura de superficie de emisión de radiación (temperatura de filamento de espiral) de más de 2000ºK, preferentemente, más de 2900ºK, por ejemplo, una temperatura desde 2000 a 3500ºK. Los emisores de radiación adecuados presentan, por ejemplo, un espectro de emisión con un máximo entre 750 y 1200 nm.
15 MW/m^{2}, preferentemente desde 100 kW/m^{2} hasta 800 kW/m^{2}. Por ejemplo, los emisores de radiación alcanzan una temperatura de superficie de emisión de radiación (temperatura de filamento de espiral) de más de 2000ºK, preferentemente, más de 2900ºK, por ejemplo, una temperatura desde 2000 a 3500ºK. Los emisores de radiación adecuados presentan, por ejemplo, un espectro de emisión con un máximo entre 750 y 1200 nm.
Las composiciones de recubrimiento que se pueden
utilizar en el proceso de acuerdo con la invención se pueden
reticular de forma química mediante polimerización por radical libre
de enlaces dobles olefínicos y mediante las reacciones de adición
y/o condensación de grupos funcionales apropiados.
Los dobles enlaces olefínicos capaces de
polimerización por radical libre y los grupos funcionales que
reaccionan juntos en forma de reacciones de adición y/o
condensación se pueden contener, en principio, en el mismo ligando
y/o en ligandos separados.
Los grupos funcionales que reaccionan juntos en
forma de reacciones de adición y/o condensación se referirán aquí
como grupos funcionales reactivos adicionales. Son grupos A
funcionales reactivos y grupos B funcionales reactivos
complementarios a los mencionados anteriormente. Los grupos A
funcionales reactivos y los grupos B funcionales reactivos se
pueden encontrar presentes en el mismo ligando y/o en ligandos
separados.
Las siguientes variantes de la configuración y
combinación de los enlaces dobles olefínicos y de los grupos
funcionales reactivos A y B en los ligandos son posibles, en
principio:
1. Los Ligandos que presentan enlaces dobles
olefínicos + ligandos separados que contienen además grupos A
funcionales reactivos y B en cualquier combinación;
2. Los ligandos que presentan enlaces dobles
olefínicos y además grupos A funcionales reactivos + ligandos que
presentan enlaces dobles olefínicos separados y además grupos B
funcionales y/o ligandos que presentan enlaces dobles olefínicos
separados y además grupos A y B funcionales reactivos;
3. Los ligandos que presentan enlaces dobles
olefínicos y además grupos A funcionales reactivos + ligandos que
presentan además grupos B funcionales reactivos separados y de forma
opcional grupos A funcionales reactivos adicionales;
4. Los ligandos que presentan enlaces dobles
olefínicos y además grupos A y B funcionales reactivos.
En la variante 1 de más abajo, los grupos A y B
funcionales reactivos adicionales se pueden encontrar presentes en
el mismo ligando y/o en ligandos separados. Los ligandos que
contienen los grupos A y/o B funcionales reactivos adicionales se
encuentran libres de enlaces dobles olefínicos. Los ligandos que
presentan enlaces dobles olefínicos son, a la vez, libres de grupos
A y/o B funcionales adicionales. Las siguientes combinaciones de
ligandos que presentan grupos A y B funcionales reactivos son
posibles: ligandos con los grupos A y B; ligandos con los grupos A
+ ligandos con los grupos B; ligandos con los grupos A y B +
ligandos con los grupos A o B; ligandos con los grupos A+ ligandos
con los grupos B + ligandos con los grupos A y B.
En principio, las tres variantes que se listan
más adelante también se pueden combinar de cualquier forma. Por
ejemplo, la variante 2 puede contener ligandos adicionales que
presenten sólo enlaces dobles olefínicos y/o puede contener
ligandos adicionales que presenten grupos A y/o B funcionales
reactivos. Además, por ejemplo, la variante 3 puede contener
ligandos adicionales que sólo presenten enlaces dobles olefínico y/o
puede contener ligandos adicionales que contengan grupos A
funcionales reactivos adicionales.
Los ligandos que se pueden utilizar en el
proceso de acuerdo con varias realizaciones se explicarán con más
detalle más adelante en base a las variantes de la 1 a la 4.
Variante
1
Las composiciones de recubrimiento que se pueden
utilizar en el proceso de acuerdo con la invención pueden contener
uno o más ligandos, de acuerdo con la variante 1, que no contienen
grupos funcionales adicionales aparte de los enlaces dobles
olefínicos capaces de polimerizar por radical libre. Los ligandos
adecuados que presentan enlaces dobles olefínicos capaces de
polimerizar por radical libre incluyen, por ejemplo, todos los
ligandos conocidos por aquellos especialistas en el campo que se
pueden reticular mediante polimerización por radical libre. Estos
ligandos son prepolímeros, como, polímeros y oligómeros que
contienen, por molécula, uno o más, preferentemente, una media de 2
a 20, en particular preferentemente, de 3 a 10 enlaces dobles
olefínicos capaces de polimerizar por radical libre.
Los enlaces dobles polimerizables se pueden
encontrar en la forma de, por ejemplo, (met)acriloilo, alilo
de vinilo, maleinato y/o grupos fumarato.
Se entiende que (met)acriloilo y
(met)acrílico aquí y a partir de aquí significan acriloilo
y/o metacriloilo y acrílico y/o metacrílico, respectivamente.
Los Ejemplos de prepolímeros o oligómeros
incluyen
(met)acriloilo-poli(met)acrilatos
funcionales, (met)acrilatos de poliuretano,
(met)acrilatos de poliéster, poliésteres insaturados,
(met)acrilatos de poliéter, (met)acrilatos de
silicona, (met)acrilatos de epóxido, (met)acrilatos de
amina y (met)acrilatos de melamina. El
número-promedio de masa molecular Mn de estos
compuestos puede ser, por ejemplo, de 500 a 10.000 g/mol,
preferentemente, de 500 a 5000 g/mol. Los ligandos se pueden
utilizar por si solos o en mezclas.
Los compuestos que contienen enlaces dobles
capaces de polimerizar por radical libre en forma de grupos
(met)acriloilo se pueden obtener mediante métodos
convencionales, por ejemplo, mediante la reacción de di- o
poliepóxidos, poliésteres funcionales de glicidilo, poliuretanos
y/o poli(met)acrilatos con ácido (met)acrílico.
Éstos y otros métodos de preparación se describen en la literatura
y son bien conocidos por aquellos especialistas en el campo.
Los prepolímeros se pueden utilizar en
combinación con disolventes reactivos, que son, compuestos de bajo
peso molecular capaces de polimerizar por radical libre con una masa
molecular por debajo de los 500 g/mol. Los disolventes reactivos
pueden ser mono-, di- o poliinsaturados. Los ejemplos de diluyentes
reactivos monoinsaturados incluyen: ácido (met)acrílico y
sus ésteres, ácido maleico y sus medio ésteres, acetato de vinilo,
éter de vinilo, ureas de vinilo sustituidas, estireno, tolueno de
vinilo. Los ejemplos de disolventes reactivos diinsaturados
incluyen: di(met)acrilatos, como,
di(met)acrilato de glicol de alquileno,
di(met)acrilato de glicol de polietileno,
di(met)acrilato de 1,3-diol de butano,
(met)acrilato de vinilo, (met)acrilato de alilo,
divinilbenzeno, dipropileno di(met)acrilato de
glicol, di(met)acrilato de diol de hexano. Los
Ejemplos de disolventes reactivos poliinsaturados incluyen:
tri(met)acrilato de glicerol,
tri(met)acrilato de trimetilolpropano,
tri(met)acrilato de pentaeritritol, y
tetra(met)acrilato de pentaeritritol. Los disolventes
reactivos se pueden utilizar solos o en mezclas.
Las composiciones de recubrimiento, que se
pueden utilizar en el proceso de acuerdo con la invención, pueden
contener uno o más ligandos de acuerdo con la variante 1 que
contiene grupos funcionales reticulables mediante las reacciones de
adición y/o condensación y son libres de enlaces dobles olefínicos
capaces de polimerizar por radical libre.
Las reacciones de adición y/o condensación en el
sentido mencionado anteriormente son reacciones reticulables de la
química de recubrimiento conocidas por aquellos especialistas en el
campo, como, la adición que abre el anillo de un grupo epóxido a un
grupo carboxilo con la formación de un grupo éster y un grupo
hidoxilo, la adición de un grupo hidroxilo a un grupo isocianato
con la formación de un grupo uretano, la adición de un grupo amino
bloqueado de forma opcional a un grupo isocianato con la formación
de un grupo urea, la reacción de un grupo hidroxilo con un grupo
isocianato bloqueado con la formación de un grupo uretano y la
disociación del agente bloqueante, la reacción de un grupo
hidroxilo con un grupo N-metilol con disociación de
agua, la reacción de un grupo hidroxilo con un grupo éter de
N-metilol con disociación del alcohol de
eterificación, la reacción de transesterificación de un grupo
hidroxilo con un grupo éster con disociación del alcohol de
esterificación, la reacción de transuretanización de un grupo
hidroxilo con un grupo carbamato con disociación de alcohol, la
reacción de un grupo carbamato con un grupo éter de
N-metilol con disociación del alcohol de
eterificación, la adición de un grupo amino a un grupo epóxido con
apertura de anillo y formación de un grupo hidroxilo secundario, y
la reacción de adición de un grupo amino o de un grupo acetoacetilo
a un grupo con enlaces dobles insaturados olefínicamente, por
ejemplo, un grupo
acriloilo.
acriloilo.
Los ligandos adecuados que contienen grupos
funcionales reticulables mediante las reacciones de adición y/o
condensación y que son libres de enlaces dobles olefínicos capaces
de polimerizar por radical libre incluyen ligandos convencionales y
agentes de reticulación del tipo conocido por aquellas personas
especialistas en recubrimientos para la aplicación apropiada. Los
ligandos se deben meramente proporcionar con los grupos funcionales
adecuados. Los Ejemplos de grupos funcionales adecuados incluyen los
siguientes: grupos hidroxilo, isocianato (opcionalmente bloqueado),
N-metilol, N-metiloléter, éster,
carbamato, epóxido, amino (opcionalmente bloqueado), acetoacetilo,
carboxilo y grupos que presentan enlaces dobles olefínicos, por
ejemplo, grupos acriloilo. Los grupos funcionales que reaccionan
uno con el otro se pueden contener en el mismo ligando y/o en
ligandos separados. En el caso de ligandos de un componente, por
ejemplo, grupos OH y grupos isocianato bloqueados o grupos OH
grupos y grupos éter de metilol se pueden encontrar en el mismo
ligando. En el caso de ligandos de dos componentes, (por ejemplo,
hidróxido- e isocianato-funcional o epóxido- y
amino-funcional), los grupos funcionales A y B que
reaccionan el uno con el otro se deben contener en ligandos
separados.
En esta disyuntiva, se debe proceder a una
discusión más detallada otra vez sobre el caso en el que los grupos
A o B funcionales adicionales reactivos son grupos que presentan
enlaces dobles olefínicos, por ejemplo, grupos acriloilo. Un
mecanismo reticulado combinado se debe entender como que, después de
la polimerización por radical libre de los enlaces dobles
olefínicos iniciados mediante irradiación NIR, de forma opcional los
enlaces dobles permanecientes que no han reaccionado pueden
continuar reaccionando con los grupos reactivos apropiados, por
ejemplo, grupos amino. Los enlaces dobles que no han reaccionado
después de la irradiación NIR pueden pasar, por ejemplo, sobre
sitios recubiertos que no se han expuesto o que se han expuesto
insuficientemente a la Radiación NIR, por ejemplo, debido a una
geometría de sustrato complicada.
Variante
2
Las composiciones de recubrimiento que se pueden
utilizar en el proceso de acuerdo con la invención pueden, de
acuerdo con la variante 2, contener uno o más ligandos que contengan
los dos enlaces dobles olefínicos capaces de polimerizar por
radical libre y grupos funcionales adicionales reticulables mediante
las reacciones de adición y/o condensación. Estos ligandos pueden
ser, por ejemplo, los ligandos que presentan enlaces dobles ya
descritos anteriormente que se modificaron con los grupos
funcionales apropiados adicionales A y/o B del tipo enumerado
anteriormente. Los métodos para la preparación de los ligandos con
enlaces dobles capaces de polimerizar por radical libre y los
grupos funcionales adicionales son conocidos por las personas
especialistas en el campo.
Variante
3
Los ligandos que se pueden utilizar de acuerdo
con la variante 3, principalmente los ligandos que presentan
enlaces dobles olefínicos y grupos A adicionales funcionales
reactivos y los ligandos que presentan grupos B funcionales
reactivos adicionales, son aquellos del tipo que se ha descrito
anteriormente en las explicaciones de las variantes 1 y 2, sólo en
combinación con otros ligandos.
Variante
4
Los ligandos que se pueden utilizar de acuerdo
con la variante 4, principalmente los ligandos que presentan
enlaces dobles olefínicos y grupos A y B funcionales reactivos
adicionales, son del tipo que se ha descrito anteriormente en la
explicación de la variante 2, pero no en combinación con otros
ligandos.
Los ligandos de la variante 4 sólo incluyen
grupos funcionales de ligandos de un componente.
Los sólidos de resina de las composiciones de
recubrimiento que se pueden reticular químicamente mediante
polimerización por radical libre de enlaces dobles olefínicos y
mediante las reacciones de adición y/o condensación incluyen los
sistemas ligando que presentan enlaces dobles olefínicos capaces de
polimerizar por radical libre y que presentan grupos funcionales
reticulables químicamente mediante las reacciones de adición y/o
condensación, en qué los enlaces dobles olefínicos y los grupos
funcionales reactivos adicionales se pueden contener en el mismo o
en ligandos separados. Los sólidos de resina de las composiciones de
recubrimiento que se pueden utilizar en el proceso de acuerdo con
la invención también pueden contener ligandos que se pueden secar
físicamente. El término ligandos que se pueden secar físicamente
significa aquellos ligandos que se pueden curar únicamente mediante
la liberación de disolvente a partir de la capa de recubrimiento
aplicada. Se pueden utilizar poliuretano basado en disolvente
secante físicamente o poliuretano o poliuretano soluble en agua,
álcide, poliéster y/o resinas de poliacrilato y todas aquellas
conocidas por aquellos especialistas en el campo se pueden utilizar
como ligandos que secan físicamente.
Los sólidos de resina de las composiciones de
recubrimiento que se pueden utilizar en el proceso de acuerdo con
la invención pueden, además, contener disolventes reactivos capaces
de polimerizar por radical libre y/o reticulables de forma química
mediante las reacciones de adición y/o condensación. Los sólidos de
resina de las composiciones de recubrimiento están compuestas,
preferentemente, de 50 a 100% en peso de ligandos capaces de
polimerizar por radical libre y reticulables de forma química
mediante una reacción de adición y/o condensación,
0-30% en peso de ligandos que secan físicamente y
0-30% en peso de disolventes reactivos, el
porcentaje en peso total es del 100% en peso.
La razón equivalente de los grupos A funcionales
respeto los grupos B funcionales puede ser de 1:5 a 5:1,
preferentemente, de 1:3 a 3:1, en particular preferentemente, de
1:1.5 a 1.5:1. Varios de los mecanismos de reacción listados
anteriormente como ejemplo se pueden combinar siempre que no
interfieran el uno con el otro.
La razón molar de enlaces dobles olefínicos
respecto a los grupos A o B funcionales reactivos en el sistema
ligando puede variar ampliamente. Puede ser, por ejemplo de 1:0.1 a
1:5, preferentemente de 1:0.2 a 1:4.
Las composiciones de recubrimiento que se pueden
utilizar en el proceso de acuerdo con la invención pueden ser
composiciones de recubrimiento en la forma líquida o en forma de
polvos. Las composiciones de recubrimiento líquidas pueden ser con
soporte de agua o basada en disolvente. Pueden contener agua y/o
disolventes orgánicos. En el caso de composiciones de recubrimiento
con soporte agua, los ligandos contenidos pueden estar estabilizados
iónicamente o no iónicamente para obtener suficiente solubilidad en
agua. De forma alternativa o además, es posible obtener solubilidad
en agua mediante emulsionadores externos.
Los disolventes orgánicos de forma opcional
presentes en las composiciones líquidas de recubrimiento son
disolventes de recubrimiento convencionales. Estos pueden ser el
origen de la preparación de los ligandos o se pueden añadir
separadamente. Los Ejemplos de disolventes adecuados incluyen
alcoholes monohídricos o alcoholes polihídricos, por ejemplo,
propanol, butanol, hexanol; éteres o ésteres de glicol, por ejemplo,
éter de dialquilo de dietilenglicol, éter de dialquilo de
dipropilenglicol, en cada caso con alquilo de C1 a C6, propanol de
etóxido, butilglicol; glicoles, por ejemplo, glicol de etileno,
glicol de propileno y sus oligómeros,
N-metilpirrolidona, y cetonas, por ejemplo, metil
etil cetona, acetona, ciclohexanona; ésteres como acetato de butilo,
acetato de isobutilo, acetato de amilo, hidrocarburos aromáticos,
xileno, Solvesso® 100 (una mezcla de hidrocarburos aromáticos con
un punto de ebullición de 155 a 185ºC.) e hidrocarburos alifáticos.
Si, en el caso de composiciones de recubrimiento con soporte agua,
se utilizan disolventes orgánicos de forma adicional, estos son
preferentemente disolventes miscibles en agua.
Las composiciones líquidas de recubrimiento se
pueden preparar de forma convencional mediante la dispersión, la
mezcla y/o la homogenización de los constituyentes individuales.
Las composiciones de recubrimiento en forma
sólida se pueden preparar, por ejemplo, mediante la extrusión del
recubrimiento de polvo formulado y preparado mediante la mezcla seca
de todos los componentes requeridos en forma de un fundido pastoso,
el enfriado del fundido, la pulverización gruesa, la moledura fina y
seguido mediante el cribado opcional hasta la finura de partícula
deseada. Las composiciones de recubrimiento en forma de polvo
también se pueden utilizar como mezcla de recubrimiento en polvo
acuosa.
Con el propósito de iniciar la polimerización
por radical libre, las composiciones de recubrimiento pueden
contener iniciadores de radical libre capaces de activación térmica
y que se descomponen a distintas temperaturas, dependiendo del tipo
de iniciador. Los Ejemplos de estos iniciadores por radical libre
incluyen peróxidos orgánicos, compuestos azo orgánicos o
iniciadores de división C-C, como, peróxidos de
dialquilo, ácidos peroxocarboxílicos, peroxodicarbonatos, ésteres
de peróxido, hidroperóxidos, peróxidos de cetona, azodinitrilos o
éter de sililo de benzpinacol. Las cantidades de uso preferidas de
los iniciadores por radical libre son de 0.1 a 5% en peso,
basándose en las resinas sólidas.
Los catalizadores también se pueden contener
para catalizar el reticulado que tiene lugar en forma de reacciones
de adición/condensación. Los ejemplos de estos catalizadores
incluyen catalizadores de estaño para el reticulado de OH/NCO, por
ejemplo, dilaurato de dibutilestaño, bases de Lewis para la adición
de Michael, por ejemplo, aminas, como diazabiciclooctano o
amidinas, como, diazabicicloundeceno y catalizadores ácidos para el
reticulado de epóxido/carbóxido, por ejemplo, ácidos
sulfónicos.
Las composiciones de recubrimiento que se pueden
utilizar en el proceso de acuerdo con la invención pueden ser
recubrimientos no pigmentados, por ejemplo, recubrimientos claros
transparentes o recubrimientos de impermeabilización transparentes
o recubrimientos pigmentados. El término recubrimiento de
impermeabilización se debe entender en este contexto como las
composiciones en término medio de recubrimiento que se aplican a la
capa de recubrimiento externa de una superficie recubierta de un
sustrato para obtener, por ejemplo, una resistencia al deterioro
particular de un recubrimiento.
Las composiciones de recubrimiento pueden
contener rellenos y/o pigmentos que imparten un efecto especial y/o
de color y transparencia. Los pigmentos que imparten color incluyen
todos los pigmentos de recubrimiento convencional de naturaleza
orgánica o inorgánica.
Los Ejemplos de pigmentos que imparten color
inorgánicos o orgánicos incluyen dióxido de titanio, dióxido de
titanio micronizado, pigmentos de óxido de hierro, negro de
carbono, pigmentos azo, pigmentos de ftalocianina, pigmentos de
quinacridona o pirrolopirrol. Los Ejemplos de pigmentos con efecto
especial incluyen pigmentos metálicos, por ejemplo, de aluminio,
cobre u otros metales; pigmentos de interferencia, como, pigmentos
metálicos de recubrimiento de óxido de metal, por ejemplo, aluminio
recubierto de dióxido de titanio o recubierto de mezclado de óxido,
mica recubierta, como, mica recubierta de dióxido de titanio y
pigmentos de efectos especiales de grafito. También pueden contener
tintes solubles. Los Ejemplos de rellenos adecuados incluyen
sílice, silicato de aluminio, sulfato de bario, carbonato de calcio
y talco. También los rellenos y los pigmentos se pueden utilizar de
forma específica para controlar el comportamiento de absorción de
las lacas, por ejemplo, sulfato de bario, óxido de aluminio y negro
de carbono.
Las composiciones de recubrimiento también
pueden contener aditivos de recubrimiento convencionales. Los
Ejemplos de aditivos de recubrimiento convencionales incluyen
agentes de allanamiento, agentes que afectan la reología, como,
sílice de partícula fina o compuestos de urea poliméricos,
espesadores, por ejemplo, basados en polímeros o poliuretanos
funcionales de carboxilo reticulados parcialmente, antiespumantes,
agentes humidificantes, agentes anti cráter, agentes
desgasificantes, antioxidantes y estabilizadores de la luz basados
en productos HALS y/o absorbentes UV. Los aditivos se utilizan en
cantidades convencionales conocidas por aquellos especialistas en
el campo. Las composiciones de recubrimiento se encuentran libres de
fotoiniciadores.
Hablando de forma general, las composiciones de
recubrimiento líquidas se pueden ajustar, si es necesario, para
nebulizar la viscosidad antes de la aplicación con agua y/o
disolventes orgánicos.
Si las composiciones de recubrimiento son
composiciones de dos componentes de recubrimiento, los componentes
que reaccionan el uno con el otro se almacenan de forma separada y
se mezclan juntos sólo brevemente antes de la aplicación.
El proceso de acuerdo con la invención es, en
particular, un proceso para recubrimientos
multi-capa. La invención se refiere, por
consiguiente, preferentemente a un proceso para el recubrimiento
multi-capa de sustratos mediante la aplicación de
una capa de recubrimiento en la parte superior a un sustrato
recubierto con una o más capas de recubrimiento o, por ejemplo, con
una pintura base y/o capa de relleno, en qué la capa de
recubrimiento de la parte superior se aplica a partir de una
composición de recubrimiento que imparte una capa base de color y/o
efecto especial y una composición de recubrimiento de capa
transparente o un compuesto de recubrimiento de una capa superior
pigmentado, la capa de recubrimiento superior es de forma opcional
sobre-recubierta con una capa impermeabilizante
transparente, y en qué al menos una de las capas de recubrimiento se
prepara a partir de composición de recubrimiento que contiene un
sistema de ligando que presenta enlaces dobles olefínicos capaces
de polimerizar por radical libre y que presenta grupos funcionales
reactivos en el sí de reacciones de adición y/o condensación, el
contenido de sólidos de resina en el que la composición de
recubrimiento presenta un peso equivalente de C-C
de 300 a 10,000, preferentemente de 300 a 8,000, y el curado de
dicha(s) capa(s) de recubrimiento se lleva a cabo
mediante irradiación con Radiación NIR en el rango de longitud de
onda de 760 a 1500 nm.
En el caso de composiciones de recubrimiento en
polvo también se puede preferir un proceso de recubrimiento de una
capa.
Las composiciones de recubrimiento que se pueden
utilizar en el proceso de acuerdo con la invención pueden, en
consecuencia, ser composiciones de recubrimiento para la preparación
de una o más de las siguientes capas de recubrimiento de una
composición de una capa o preferentemente de varias capas: pintura
base, relleno, recubrimiento base, recubrimiento transparente,
recubrimiento de una capa superior y capa sellante.
De acuerdo con una realización preferida, la
composición de recubrimiento utilizada en el proceso de acuerdo con
la invención es una composición de recubrimiento basada en un
sistema ligando capaz de polimerizar por radical libre y
reticulable mediante las reacciones de adición y/o condensación, que
se aplican a una capa de recubrimiento base para producir una capa
de recubrimiento transparente.
De acuerdo con una realización preferida, la
composición de recubrimiento utilizada en el proceso de acuerdo
con la invención es una composición de recubrimiento de capa
superior basada en un sistema de ligando capaz de polimerizar por
radical libre y reticulable mediante las reacciones de adición y/o
condensación, que se aplican a un sustrato recubierto con una o más
capas de recubrimiento, por ejemplo, con una pintura base y/o una
capa de relleno para producir una capa de recubrimiento superior
pigmentada.
Las composiciones de recubrimiento se pueden
aplicar en el proceso de acuerdo con la invención mediante métodos
convencionales, preferentemente, mediante el recubrimiento con
spray.
Los sustratos adecuados incluyen cualquier
sustrato como sustratos de metal y plástico, por ejemplo, hierro,
zinc, aluminio, magnesio, acero acrisolado o sus aleaciones, y
poliuretanos, policarbonatos o poliolefinas, pero también incluye
madera o materiales basados en madera.
Cuando se aplican las composiciones de
recubrimiento para ser tratadas mediante Radiación NIR, es posible
proceder de esta forma en qué, por ejemplo, la composición de
recubrimiento apropiada basada en un sistema ligando capaz de
polimerizar por radical libre y reticulable mediante las reacciones
de adición y/o condensación se aplica inicialmente al sustrato
relevante. Después de la aplicación, puede tener lugar la
evaporización, por ejemplo, dentro de un periodo de 3 a 40 minutos
a, por ejemplo, de 20ºC. a 80ºC. Una ventaja del proceso de acuerdo
con la invención es, sin embargo, que una fase de evaporización no
es absolutamente necesaria antes de la irradiación con NIR. Después
de la fase de evaporación interpuesta de forma opcional, la
irradiación con Radiación NIR puede entonces tener lugar. La
irradiación puede ser continua o discontinua (en ciclos).
La irradiación se puede llevar a cabo, por
ejemplo, en una instalación transportadora con uno o más emisores
de Radiación NIR, o con uno o más emisores de radiación NIR
colocados delante de los objetos que se deben irradiar o el sitio
que se debe irradiar, o el sustrato que se debe recubrir y/o los
emisor(es) de Radiación NIR se pueden mover uno respecto al
otro durante la irradiación. Por ejemplo, el sustrato que se debe
recubrir se puede mover a través de un túnel de irradiación con uno
o más emisores de radiación NIR y/o un robot con uno o más emisores
de radiación NIR puede guiar los emisore(s) de radiación NIR
sobre la superficie de sustrato.
En principio el tiempo de irradiación, la
distancia del objeto, la temperatura de superficie de emisión de
radiación y/o el output de radiación de los emisores de
Radiación NIR se puede variar durante la irradiación NIR. La
distancia entre el objeto y el emisor de Radiación NIR puede ser,
por ejemplo, de 2 cm a 60 cm, el tiempo de irradiación puede ser,
por ejemplo, de 1 s a 100 s, preferiblemente no más de 60 s. El
tiempo de irradiación se refiere a la duración de la irradiación
continua o a la suma de los periodos de los distintos ciclos de
irradiación. Mediante la selección de varios parámetros de forma
controlada, se pueden obtener distintas temperaturas de superficie
de la superficie irradiada, por ejemplo temperaturas de superficie
de 80ºC. hasta 250ºC. Las temperaturas de superficie también pueden
estar, sin embargo, por encima de 250ºC.
La irradiación con radiación NIR puede tener
lugar en uno o más pasos sucesivos de irradiación. Es decir, la
energía que se puede introducir por irradiación se puede introducir
enteramente en uno o más pasos de irradiación o en porciones en dos
o más pasos de irradiación. Si las capas de recubrimiento con un
espesor de capa alta se irradian es posible proceder de tal forma
que, por ejemplo, la composición de recubrimiento se aplica en dos
o más operaciones de spray y la irradiación de la capa aplicada con
Radiación NIR tiene lugar después de cada operación de spray.
El secado o el curado de las capas de
recubrimiento aplicados en el proceso preferido de la invención para
recubrimientos multi-capa puede tener lugar de
varias formas.
Si, por ejemplo, se aplican dos capas de
recubrimiento de forma sucesiva en cada caso a partir de la
composición de recubrimiento basada en un sistema capaz de
polimerizar por radical libre y reticulable mediante reacciones de
adición y/o condensación y que se tratan por Radiación NIR, la
primera capa de recubrimiento, por ejemplo, se puede aplicar una
capa de recubrimiento base inicialmente e irradiar con Radiación
NIR. En el siguiente paso, la segunda capa de recubrimiento, por
ejemplo, se puede aplicar una capa de recubrimiento transparente y
a su vez irradiar con Radiación NIR. De forma alternativa, también
es posible aplicar ambas capas de recubrimiento de forma mojado
sobre mojado, de forma opcional con una fase de evaporización
interpuesta y curar ambas capas de recubrimiento juntas, por
ejemplo, una composición de recubrimiento base
completa/transparente, con uno o más pasos de irradiación NIR.
Un procedimiento similar también es posible, por
ejemplo, cuando se aplica un recubrimiento superior de una sola
capa a partir de una composición de recubrimiento basada en un
sistema ligando capaz de polimerizar por radical libre y
reticulable mediante reacciones de adición y/o condensación a un
recubrimiento de relleno compuesto de un agente de recubrimiento
basado en un sistema ligando capaz de polimerizar por radical libre
y reticulable mediante reacciones de adición y/o condensación.
Si una composición de recubrimiento basada en un
sistema ligando capaz de polimerizar por radical libre y
reticulable mediante reacciones de adición y/o condensación que se
trata por Radiación NIR, por ejemplo, un compuesto de recubrimiento
de capa transparente, se aplica a una capa de recubrimiento
compuesta de un reticulado químico adicional y/o composición de
recubrimiento que se seca físicamente, que no se cura con Radiación
NIR, por ejemplo, un compuesto de recubrimiento de capa base,
entonces el compuesto de recubrimiento de capa base, por ejemplo,
se puede aplicar inicialmente y se puede curar a temperaturas de,
por ejemplo, 20ºC.-160ºC. La composición de recubrimiento de capa
transparente entonces se puede aplicar y el recubrimiento de capa
transparente resultante se puede irradiar con Radiación NIR. También
es posible, sin embargo, aplicar una composición de recubrimiento
de capa transparente con la técnica mojado sobre mojado a la capa de
recubrimiento base, de forma opcional después de una fase de
evaporización, y después llevar a cabo la irradiación NIR.
También es posible aplicar cualquier reticulado
y/o composición de recubrimiento que se seca físicamente pero que
no contenga ligandos capaces de polimerizar por radical libre, por
ejemplo, como un compuesto de recubrimiento de capa base, irradiar
dicho compuesto con Radiación NIR y después aplicar y curar una
composición de recubrimiento de capa transparente de acuerdo con el
proceso de la invención.
Para curar las composiciones de recubrimiento
basadas en ligandos capaces de polimerizar por radical libre y
reticulables mediante reacciones de adición y/o condensación dentro
del objetivo del proceso de la invención puede ser beneficioso,
además de la irradiación NIR, aplicar calor, por ejemplo, después de
la irradiación NIR, de forma opcional en un área restringida, para
obtener el curado total de la superficie de recubrimiento
entera.
Si las composiciones de recubrimiento que no se
atienen con las composiciones de recubrimiento que se curan de
acuerdo con la invención con Radiación NIR basado en un sistema
ligando capaz de polimerizar por radical libre y reticulable
mediante reacciones de adición y/o condensación también se utilizan
en el proceso de la invención, entonces dichas composiciones de
recubrimiento pueden ser composiciones de recubrimiento basadas en
disolvente, transportadas por agua o en polvo.
El proceso de acuerdo con la invención puede
encontrar aplicación en recubrimiento industrial y del automóvil,
en el último caso ambos en el acabado OEM del automóvil y en el
reacabado del automóvil.
El proceso de acuerdo con la invención permite,
en pocos segundos o minutos, el curado rápido de las capas de
recubrimiento a partir de las composiciones de recubrimiento basadas
en un sistema ligando capaz de polimerizar por radical libre y
reticulable mediante reacciones de adición y/o condensación.
Comparado con el curado de las composiciones de recubrimiento
basadas en ligandos que se pueden curar con radicales libres y
fotoiniciadores mediante radiación UV, y comparado con sistemas de
curado dual que se pueden curar mediante radiación UV, se obtienen
recubrimientos con un amarillento inicial inferior mediante el
proceso de acuerdo con la invención. Además, los recubrimientos
curados totalmente se obtienen con el proceso de la invención,
aunque los interceptores de radical por ejemplo, estabilizadores de
la luz basados en productos HALS, se utilicen en las composiciones
de recubrimiento utilizadas. Se puede obtener suficiente curado en
aquellos sitios en los que el sustrato recubierto que no se
encuentran expuestos o insuficientemente expuestos a la Radiación
NIR, por ejemplo, sustratos recubiertos en el reverso o huecos. Los
recubrimientos pigmentados y no pigmentados con una buena dureza y
calidad de superficie se obtienen con el proceso de acuerdo con la
invención. Una ventaja adicional del proceso de la invención es que
el uso de iniciadores de radical termales en las composiciones de
recubrimiento también se puede prescindir para obtener las
propiedades mencionadas anteriormente. En vista de los
recubrimientos no amarillentos o de poco amarillento que se pueden
obtener con el proceso de acuerdo con la invención y la posibilidad
de utilizar estabilizadores de la luz basados en productos HALS sin
tener que aceptar las desventajas conocidas, el proceso de acuerdo
con la invención se puede utilizar de forma particularmente
ventajosa para producir capas de recubrimiento de capa transparente
o pigmentada superior como las capas de recubrimiento exteriores de
una composición de recubrimiento.
La invención se explicará en más detalle en base
a los ejemplos de a continuación:
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Ejemplo
1
Las capas transparentes (CC 1-2)
que presentan la composición que se da en la Tabla 1 se prepararon a
partir de ligandos capaces de polimerizar por radical libre,
ligandos funcionales de OH y poliisocianatos. Las capas
transparentes contenían en cada caso estabilizadores de la luz
basados en productos HALS.
CC 1: con iniciador radical termal
CC 2: con fotoiniciador
(1) ligando de poliéster funcional de OH
comercial, número OH 145 mg KOH/g (Akzo
(2) ligandos de acrilato de uretano comercial
capaces de polimerizar por radical libre (UCB)
(3) absorbedor de UV comercial (triazina de
2-hidroxifenilo) (CIBA)
(4) producto HALS comercial (amina inhibida)
(CIBA)
(5) agente de nivelamiento comercial (derivado
de silicona acrilizada) (UCB)
(6) iniciador de radical comercial (compuesto
azo) (DuPont)
(7) fotoiniciador comercial
(2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propan-1-ona)
(CIBA)
(8) endurecedor de isocianato comercial basado
en diisocianato de hexametileno (Bayer)
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Los detalles de la tabla se refieren a partes en
peso. Las capas transparentes preparadas aquí se ajustaron a la
viscosidad de spray con acetato de butilo.
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Ejemplo
2
Las capas transparentes 1-2 del
Ejemplo 1 se aplicaron a ambos lados de las hojas de prueba
recubiertas en ambas partes con una capa base negra mediante el
rociado resultando en una capa de grosor de alrededor de 30 \mum.
Las capas transparentes se evaporizaron durante 10 minutos en cada
caso a 80ºC.
La capa transparente aplicada 1 en el sitio
superior de las hojas de prueba se irradió de acuerdo con la
invención con un emisor de radiación NIR comercial (emisor de
radiación High-Burn de Adphos, 400 kW/m^{2},
output del 100%) durante 7 segundos a distancia de un emisor
de radiación/objeto de 10 cm:
Con el propósito de comparación:
(a) La capa transparente 1 se curó en un horno
durante 20 minutos a 145ºC.
(b) La capa transparente 2 aplicada se irradió
en el lado superior de la hoja de prueba con un emisor de radiación
UV comercial (emisor de radiación de presión media de Hg de Fusión,
240 W/cm, output 100%) durante 3 segundos a una distancia
del emisor de radiación/objeto de 11 cm.
(c) La capa transparente aplicada 2 se curó en
un horno durante 20 minutos a 145ºC. y después se irradió en el
lado superior de la hoja de prueba con un emisor de radiación UV
comercial (emisor de radiación de presión media de Hg de Fusión,
240 W/cm, output 100%) durante 3 segundos a una distancia del
emisor de radiación/objeto de 11 cm.
Para determinar el curado, se determinó la
dureza de péndulo de König (PH) a DIN 53 157. Los resultados se
muestran en la Tabla 2.
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La capa transparente 1 con los productos HALS
irradiados con la Radiación NIR de acuerdo con el proceso de la
invención (por donde sólo el lado superior de las hojas de prueba se
irradiaron) exhibió suficiente curado de la capa transparente en el
lado superior irradiado de la hoja de prueba recubierta con la capa
transparente y en el lado inferior de la hoja de prueba no
irradiada recubierta con la capa transparente. En comparación, la
capa transparente 1 (Comparación a) que se curó térmicamente en un
horno exhibió un curado insuficiente completamente sobre el lado
inferior y superior. Además, la capa transparente 2 con productos
HALS que se irradió con radiación UV (por donde sólo el lado
superior de la hoja de prueba se irradió) (Comparación b) exhibió
insuficiente curado de la capa transparente sobre el lado superior
irradiado de la hoja de prueba recubierta con la capa transparente.
El curado no tuvo lugar en el lado inferior no irradiado de la hoja
de prueba recubierta con la capa transparente, el recubrimiento
permaneció pegajoso, así que la dureza de péndulo no se pudo
determinar. La Capa transparente 2 (Comparación a) inicialmente se
curó térmicamente en un horno y después se irradió con radiación UV
sobre el lado superior de la hoja de prueba exhibió curado sobre el
lado superior que no era tan bueno como el de la capa transparente 1
que se curó en sólo un paso mediante el proceso de la invención, y
se curó de forma totalmente insuficiente sobre el lado inferior.
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Ejemplo
3
Las capas transparentes (CC 3-4)
que presentan la composición que se da en la Tabla 3 se prepararon
con un ligando que contenía grupos insaturados capaces de
polimerizar por radical libre y grupos hidroxilo y poliisocianatos.
Las capas transparentes contenían estabilizadores de la luz basados
en productos HALS.
CC 3: con iniciador radical termal
CC 4: con fotoiniciador
(1) acrilato de uretano comercial, número de OH
75-90 mg KOH/g (UCB)
(2) producto HALS comercial (amina impedida)
(CIBA)
(3) absorbedor de UV comercial (triazina de
2-hidroxifenilo) (CIBA)
(4) de nivelamiento comercial (derivado de
silicona acrilizada) (UCB)
(5) iniciador radical comercial
(C-C cleaver) (Bayer)
(6) fotoiniciador comercial
(2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propan-1-ona)
(CIBA)
(7) endurecedor de isocianato comercial basado
en diisocianato de hexametileno (Bayer)
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Los detalles en la Tabla se refieren a partes en
peso. Las capas transparentes preparadas así se ajustaron a la
viscosidad de spray con acetato de butilo.
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Ejemplo
4
Las capas transparentes 3 y 4 del Ejemplo 3 se
aplicaron a ambos lados de las hojas de prueba recubiertas en ambos
lados con un recubrimiento base de plata mediante el rociado
resultando en un grosor de capa seca de alrededor 40 \mum. Las
capas transparentes entonces se evaporizaron durante 10 minutos en
cada caso a 80ºC.
La capa transparente 3 aplicada sobre el lado
superior de la hoja de prueba se irradió con un emisor NIR de
radiación comercial (emisor de radiación High-Burn de
Adphos, 400 kW/m^{2}, output 100%) durante 17 segundos a
una distancia del emisor de radiación/objeto de 10 cm.
Con el propósito de comparación:
(a) La capa transparente 3 se curó en un horno
durante 20 minutos a 140ºC.
(b) La capa transparente 4 aplicada se irradió
en el lado superior de la hoja de prueba con un emisor de radiación
UV comercial (emisor de radiación de presión media de Hg de Fusión,
240 W/cm, output 100%) durante 3 segundos a una distancia
del emisor de radiación/objeto de 11 cm.
(c) la capa transparente 4 aplicada se curó en
un horno durante 20 minutos a 140ºC. y el lado superior de la hoja
de prueba entonces se irradió con un emisor de radiación UV
comercial (emisor de radiación de presión media de Hg de Fusión,
240 W/cm, output 100%) durante 3 segundos a una distancia del
emisor de radiación/objeto de 11 cm.
Para determinar el curado, se determinó la
dureza de péndulo de König (PH) a DIN 53 157. Después de un test de
xileno (XyT), la dureza del péndulo se determinó otra vez después de
15 minutos y después de 2 horas. Se llevó a cabo el test de xileno
mediante la colocación de un papel de filtro empapado con xileno
sobre la capa de recubrimiento transparente curada durante 10
minutos en cada caso y se cubrió con un plato Petri. Entonces el
xileno se limpió con toallas de papel.
Los resultados se muestran en la Tabla 4.
Los resultados obtenidos se pueden interpretar
de forma similar de acuerdo con la Tabla 2, excepto que se debe
añadir que los resultados de dureza comparable se obtuvieron en cada
caso después del test de xileno y sin el test de xileno. El buen
resultado del curado de las capas transparentes irradiada de acuerdo
con la invención también permaneció no afectada después del test de
xileno.
La resistencia mar de las muestras curadas
(PH>100) se probó de la siguiente manera:
Un trozo cuadrado de fieltro (3 cm \times 5
cm) se recubrió con 1.5 g de la pasta moldedora (pasta polidora
fina de Standohyd (Standox GmbH) diluida en agua: 50 g de pasta + 5
g de agua). El fieltro se colocó sobre una hoja recubierta, cargada
con un peso de 2 kg y pintada horizontalmente de un lado para otro
20 veces por encima de una distancia de 13 cm. El barniz antes y
después de rascar se midió a un ángulo de 20º como medida de
resistencia mar (micro-TRI-barniz,
BYK-Gardener). El barniz residual en % se muestra en
la Tabla 5.
Las capas transparentes curadas mediante el
proceso de acuerdo con la invención y las capas transparentes
curadas térmicamente en un horno y con radiación UV en 2 pasos
exhibieron una calidad buena comparablemente en términos de
resistencia mar.
Claims (10)
1. Un proceso para recubrir un sustrato que
comprende
- (a)
- aplicar al menos una capa de una composición de recubrimiento a un sustrato; donde la composición de recubrimiento comprende poli(met)acrilatos (met)acriloilo-funcionales, (met)acrilatos de poliuretano, (met)acrilatos de poliéster, poliésteres insaturados, (met)acrilatos de poliéter, (met)acrilatos de silicona, (met)acrilatos de epóxido, (met)acrilatos de amina y (met)acrilatos de melamina que presentan enlaces dobles olefínicos capaces de polimerizar por radical libre y ligandos que presentan grupos reactivos funcionales, que son capaces de reaccionar el uno con el otro por reacciones de adición y/o condensación, donde los grupos reactivos funcionales son grupos hidroxilo y grupos isocianato, donde los enlaces dobles olefínicos y los grupos funcionales reactivos pueden estar comprendidos en el mismo ligando y/o en ligandos separados y donde los sólidos de resina de dicha composición de recubrimiento presentan un peso equivalente C=C de 300 a 8000; y
- (b)
- curar la capa de la composición de recubrimiento mediante la irradiación de la capa con una radiación no ionizante NIR en el rango de longitud de onda de 760-1500 nm y donde el curado ocurre mediante polimerización por radical libre de los enlaces dobles olefínicos y mediante las reacciones de adición y/o condensación de los grupos funcionales reactivos y donde la radiación de la capa de la composición de recubrimiento con radiación UV y/o radiación de haz electrónica es excluida.
2. El proceso de acuerdo con la reivindicación
1, donde el proceso forma un recubrimiento
multi-capa sobre un sustrato mediante la aplicación
de una capa de recubrimiento superior a un sustrato que se ha
recubierto con al menos una capa de recubrimiento, donde la capa de
recubrimiento superior comprende una composición de recubrimiento de
capa base que imparte color y/o efectos especiales y una
composición de recubrimiento de capa transparente aplicada sobre la
composición de recubrimiento de capa base y donde al menos una de
las capas de recubrimiento es producida a partir de una composición
de recubrimiento que comprende poli(met)acrilatos
(met)acriloilo-funcionales,
(met)acrilatos de poliuretano, (met)acrilatos de
poliéster, poliésteres insaturados, (met)acrilatos de
poliéter, (met)acrilatos de silicona, (met)acrilatos
de epóxido, (met)acrilatos de amina y (met)acrilatos
de melamina que presentan enlaces dobles olefínicos capaces de
polimerizar por radical libre y ligandos que presentan grupos
reactivos funcionales, que son capaces de reaccionar el uno con el
otro por reacciones de adición y/o condensación, donde los grupos
reactivos funcionales son grupos hidroxilo y grupos isocianato,
donde los enlaces dobles olefínicos y los grupos funcionales
reactivos pueden estar contenidos en el mismo ligando o en ligandos
separados y donde los sólidos de resina de dicha composición de
recubrimiento presentan un peso equivalente C=C de 300 a 8000.
3. El proceso de acuerdo con la reivindicación
1, donde el proceso forma un recubrimiento
multi-capa sobre un sustrato mediante la aplicación
de una capa de recubrimiento superior a un sustrato que se ha
recubierto con al menos una capa de recubrimiento, donde la capa de
recubrimiento superior comprende una composición de recubrimiento
de capa superior de una capa pigmentada y donde al menos una de las
capas de recubrimiento es producida a partir de una composición de
recubrimiento que comprende poli(met)acrilatos
(met)acriloilo-funcionales,
(met)acrilatos de poliuretano, (met)acrilatos de
poliéster, poliésteres insaturados, (met)acrilatos de
poliéter, (met)acrilatos de silicona, (met)acrilatos
de epóxido, (met)acrilatos de amina y (met)acrilatos
de melamina que presentan enlaces dobles olefínicos capaces de
polimerizar por radical libre y ligandos que presentan grupos
funcionales reactivos, que son capaces de reaccionar el uno con el
otro por reacciones de adición y/o condensación, donde los grupos
reactivos funcionales son grupos hidroxilo y grupos isocianato,
donde los enlaces dobles olefínicos y los grupos funcionales
reactivos pueden estar comprendidos en el mismo ligando o en
ligandos separados y donde los sólidos de resina de dicha
composición de recubrimiento presentan un peso equivalente C=C de
300 a 8000.
4. El proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, donde el curado de la capa de
recubrimiento se lleva a cabo mediante irradiación con radiación NIR
en el rango de longitud de onda de 760-1200 nm.
5. El proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, donde la irradiación de la capa de
recubrimiento se lleva a cabo con emisores de radiación NIR que
presentan una intensidad (radiación de salida por unidad de área)
de 10 kW/m^{2} a 15 MW/m^{2}.
6. El proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, donde la irradiación de la capa de
recubrimiento se lleva a cabo con emisores de radiación NIR que
presentan una temperatura de superficie de emisor de radiación
(temperatura de filamento en espiral) de 2000 a 3500 K.
7. El proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, donde la composición de
recubrimiento que comprende poli(met)acrilatos
(met)acriloilo-funcionales,
(met)acrilatos de poliuretano, (met)acrilatos de
poliéster, poliésteres insaturados, (met)acrilatos de
poliéter, (met)acrilatos de silicona, (met)acrilatos
de epóxido, (met)acrilatos de amina y (met)acrilatos
de melamina que presentan enlaces dobles olefínicos capaces de
polimerizar por radical libre y ligandos que presentan grupos
reactivos funcionales, que son capaces de reaccionar el uno con el
otro mediante las reacciones de adición y/condensación, contiene
neutralizadores radicales.
8. El proceso de acuerdo con la reivindicación
1, donde la composición de recubrimiento que comprende
poli(met)acrilatos
(met)acriloilo-funcionales,
(met)acrilatos de poliuretano, (met)acrilatos de
poliéster, poliésteres insaturados, (met)acrilatos de
poliéter, (met)acrilatos de silicona, (met)acrilatos
de epóxido, (met)acrilatos de amina y (met)acrilatos
de melamina que presenten enlaces dobles oleofínicos capaces de
polimerizar por radical libre y ligandos que presentan grupos
reactivos funcionales, que son capaces de reaccionar el uno con el
otro mediante las reacciones de adición y/condensación, es una
composición de recubrimiento de capa transparente.
9. El proceso de acuerdo con la reivindicación
1, donde la composición de recubrimiento que comprende
poli(met)acrilatos
(met)acriloilo-funcionales,
(met)acrilatos de poliuretano, (met)acrilatos de
poliéster, poliésteres insaturados, (met)acrilatos de
poliéter, (met)acrilatos de silicona, (met)acrilatos
de epóxido, (met)acrilatos de amina y (met)acrilatos
de melamina que presentan enlaces dobles olefínicos capaces de
polimerizar por radical libre y ligandos que presentan grupos
reactivos funcionales, que son capaces de reaccionar el uno con el
otro mediante las reacciones de adición y/condensación, es una
composición de recubrimiento de capa superior de una capa
pigmentada.
10. El proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, que es un proceso para el
automóvil, parte de un automóvil y/o recubrimiento industrial.
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