ES2331869T3

ES2331869T3 - Composicion de laca.

Info

Publication number: ES2331869T3
Application number: ES01202436T
Authority: ES
Inventors: Ytsen Wielstra; Jolanda Harma Sagitta Winkel
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1997-11-03
Publication date: 2010-01-19
Anticipated expiration: 2017-11-03
Also published as: EP0896609B1; CN1152938C; ATE210707T1; DE69709086D1; JP2000505143A; WO1998022548A1; DE69739559D1; ES2169878T3; ATE440921T1; US6331206B1; CN1214068A; EP1152045A3; DE69709086T2; EP1152045A2; EP0896609A1; EP1152045B1

Abstract

Composición de laca que puede obtenerse mediante el tratamiento de: - un epoxisilano que comprende al menos dos sustituyentes silano hidrolíticamente condensables, y un sustituyente silano no hidrolíticamente condensable que contiene un grupo epoxi hidrolizable unido a un átomo de carbono; - un ácido que consiste en un ácido policarboxílico que es estable en contacto con el agua; y - un tetra-alcoxisilano con agua, en la que al inicio del tratamiento, la razón molar entre el número de grupos hidroxilo latentes del grupo epoxi hidrolizable y el número de grupos carboxilo del ácido policarboxílico oscila entre 1 y 10.

Description

Composición de laca.

La invención se refiere a una composición de laca, que puede obtenerse mediante un tratamiento de un compuesto de epoxisilano con agua, epoxisilano que comprende al menos dos sustituyentes silano hidrolíticamente condensables, y un sustituyente silano no hidrolíticamente condensable que contiene un grupo epoxi hidrolizable unido a un átomo de carbono. La invención también se refiere a un método de aplicación de un recubrimiento de laca a un sustrato, en particular partes de una afeitadora, tales como un cabezal de afeitadora o un alojamiento.

Una composición de laca del tipo mencionado en el párrafo inicial se conoce por una publicación de K. Greiwe en Farbe+Lack, 97(11), 1991, págs. 968-971. La composición de laca conocida se obtiene mediante el tratamiento de una mezcla de 3-glicidil-oxopropiltrimetoxisilano (abrev. GLYMO), un alquiltrimetoxisilano y un tri-sec-butilato de aluminio con agua y un disolvente. La composición de laca resultante se usa, entre otros, en un método en el que la composición de laca se pulveriza sobre una superficie de latón y se cura a 130ºC durante 45 minutos. Una desventaja de la composición de laca conocida es que se prepara por medio de tri-sec-butilato de aluminio como catalizador. Este compuesto de aluminio, que sirve como agente de curado para la polimerización del grupo epoxi presente en GLYMO, tiene una vida útil de almacenamiento limitada en condiciones ambientales. Si el agente de curado ha estado en contacto con el aire, el agua presente en el agente de curado provoca que se reduzca la eficacia del agente de curado, dando como resultado recubrimientos de laca de una calidad no uniforme. El almacenamiento y la manipulación deben tener lugar en condiciones libres de agua, que, desde un punto de vista práctico, convierten el procesamiento en poco atractivo. Aunque el compuesto de aluminio desempeña un papel esencial en el curado del recubrimiento de laca, no tiene una función importante en el recubrimiento de laca curado. Además, la reactividad del compuesto de aluminio es tal que el tratamiento con agua ha de llevarse a cabo etapa a etapa, mientras se enfría, lo que convierte la preparación de la composición de laca en laboriosa y que requiere mucho tiempo. Por ejemplo, la preparación de dicha composición de laca a escala industrial requiere un sistema controlado por ordenador que comprende una unidad de enfriamiento y un recipiente de reacción de doble pared, habiendo de controlar la tasa de dosificación de las sustancias de partida midiendo la temperatura del recipiente de reacción.

Se conoce que la reactividad y la sensibilidad al agua de los compuestos de aluminio pueden reducirse ligeramente reemplazando un ligando de butilato por un ligando de acetoacetato de etilo. Sin embargo, esta medida resulta ser insuficiente para superar los inconvenientes mencionados anteriormente.

Es un objeto de la invención proporcionar, entre otros, una composición de laca que no tenga los inconvenientes mencionados anteriormente. Esta invención pretende particularmente proporcionar una composición de laca cuyo catalizador muestre tal insensibilidad al agua que el almacenamiento y la manipulación puedan tener lugar al aire libre sin que las propiedades de la composición de laca se vean afectadas adversamente. También debería ser posible preparar la composición de laca de una manera sencilla, en una sola etapa y en un corto periodo de tiempo sin enfriamiento, de modo que la preparación de la composición de laca a escala industrial pueda llevarse a cabo por medio de un sistema sencillo. La invención pretende además proporcionar un método de aplicación de un recubrimiento de laca a un sustrato.

El objeto de la invención se consigue mediante una composición de laca del tipo mencionado en el párrafo inicial, caracterizada, según la invención, porque el tratamiento con agua tiene lugar en presencia de un ácido policarboxílico, que es estable en contacto con el agua.

Usando un ácido policarboxílico como catalizador se obtiene una composición de laca cuyo catalizador muestra una larga vida útil en almacenamiento en condiciones ambientales. Pueden prescindirse de las medidas que permiten el almacenamiento y la manipulación en condiciones libres de agua. Además, la actividad catalítica del ácido policarboxílico demuestra ser tal que la composición de laca puede obtenerse poniendo todos los materiales de partida incluyendo al ácido policarboxílico en contacto entre sí, en una sola etapa sin enfriamiento. En virtud de eso, la preparación de la composición de laca a escala industrial puede llevarse a cabo de una manera sencilla sin la necesidad de un proceso y sistema controlado por ordenador, complicados. Además, la composición de laca según la invención puede obtenerse en un corto periodo de tiempo. El tiempo de preparación normalmente asciende a aproximadamente diez minutos.

El ácido policarboxílico no sólo sirve como catalizador para la hidrólisis de los grupos y sustituyentes hidrolizables, sino que forma también, en combinación con el grupo hidrolizable o hidroxilo del sustituyente silano no hidrolíticamente condensable unido a un átomo de carbono, un constituyente esencial del recubrimiento de laca obtenido curando la composición de laca según la invención. Si el ácido carboxílico usado es un ácido policarboxílico, entonces éste pasa a formar parte de una conexión de red entre las reticulaciones de la red debido a la formación de grupos éster a partir de grupos hidroxilo y grupos carboxilo. Una ventaja de los grupos éster con respecto a otros grupos condensados, tales como las amidas, es que los ésteres ya se forman a una baja temperatura del orden de 100ºC.

Las ventajas ofrecidas por la composición de laca según la invención sólo existen si el ácido policarboxílico es estable en contacto con el agua, dejando de lado naturalmente la protólisis de los grupos carboxilo del ácido carboxílico, ya que esta reacción es reversible y no tiene ninguna influencia en la estabilidad del ácido carboxílico. En la práctica, este prerrequisito apenas constituye una limitación puesto que los ácidos carboxílicos generalmente son estables en contacto con el agua. Sin embargo, este prerrequisito si impone limitaciones si el ácido carboxílico comprende otros sustituyentes que, en presencia de grupos carboxilo, no son estables en contacto con el agua. Ejemplos de tales ácidos carboxílicos sensibles al agua, que, por tanto, no son ácidos carboxílicos según la invención, se dan a conocer en la memoria descriptiva de la patentes estadounidense US-A-5.036.145, fórmulas 5'' y 5'''.

La composición de laca según la invención tiene excelentes propiedades formadoras de película y, si es necesario añadiendo agentes de dilución, puede pulverizarse excelentemente para formar recubrimientos de laca. La vida útil de la composición de laca es suficientemente amplia y asciende normalmente a aproximadamente un día. Además, dicha composición de laca supone poca presión sobre el medio ambiente. Sólo tiene lugar la emisión de alcoholes y agua.

Los recubrimientos de laca obtenidos curando la composición de laca según la invención demuestran ser resistentes al desgaste y resistentes al rayado, incluso en el caso de exposición prolongada a disolventes o a composiciones para el cuidado personal, tales como lociones de afeitado. Los recubrimientos de laca son transparentes y cumplen los criterios de alta calidad desde un punto de vista óptico y estético.

Un recubrimiento de laca curado comprende una red en la que las conexiones de red o las conexiones entre las reticulaciones son en algunas ocasiones de carácter orgánico y en otras ocasiones de carácter inorgánico. Por tanto, un recubrimiento de laca de este tipo se denomina también recubrimiento de laca compuesto o híbrido. Otras designaciones son recubrimiento de laca obtenido según un proceso sol-gel o heteropolisiloxano.

Los ácidos carboxílicos apropiados son, entre otros, ácido maleico, ácido fumárico, ácido malónico, ácido oxálico, ácido adípico, ácido tartárico, ácido piromelítico, ácido tereftálico. Preferiblemente, se hace uso de ácidos policarboxílicos que pueden disolverse en un alcohol, tales como ácido maleico, ácido oxálico, un ácido bencenotricarboxílico y ácido piromelítico. Si, en la preparación de la composición de laca se libera un alcohol como resultado de la operación de hidrólisis, la debería darse preferencia a los ácidos policarboxílicos que puedan disolverse en este alcohol. Particularmente los ácidos carboxílicos adecuados son también solubles en agua, tales como el ácido maleico y el ácido oxálico. Preferiblemente, se hace uso de ácido maleico. Si es necesario, el ácido policarboxílico puede reemplazarse por el correspondiente anhídrido, que, en contacto con agua y en presencia de una cantidad catalítica eficaz de un ácido se hidroliza para formar el ácido policarboxílico.

Entre otros, un compuesto de epoxisilano se usa como material de partida para la composición de laca. Un compuesto de epoxisilano ha de entenderse como que significa un compuesto que comprende un átomo de silicio al cual está unido un sustituyente epoxisilano.

El compuesto de epoxisilano comprende al menos tres grupos reactivos, cuya reacción lleva a la formación de una red cuando la composición de laca está curándose. Estos grupos reactivos son los sustituyentes silano hidrolíticamente condensables y el grupo hidrolizable o hidroxilo, unido al átomo de carbono, del sustituyente silano no hidrolíticamente condensable, grupos que pueden esterificarse mediante el ácido policarboxílico. Para hacer que el grupo hidrolizable o hidroxilo unido a un átomo de carbono contribuya a la formación de la red, ha de hacerse uso de un ácido policarboxílico.

Los compuestos de epoxisilano adecuados son, por ejemplo, compuestos según la fórmula SiX_{p}Y_{q}Z_{r}, en la que X es un sustituyente silano hidrolíticamente condensable, Y es un sustituyente silano no hidrolíticamente condensable que comprende un grupo hidrolizable o hidroxilo unido a un átomo de carbono, y Z es un sustituyente silano no reactivo y p es igual a 2 ó 3, q es igual a 1 ó 2, r es igual a 0 ó 1 y p+q+r es igual a 4. Cada vez que tiene lugar X, Y o Z, es posible, naturalmente, elegir otro sustituyente silano.

Los sustituyentes silano hidrolíticamente condensables adecuados, tales como X en la fórmula mencionada anteriormente, se seleccionan, por ejemplo, del grupo formado por halógeno, hidroxilo, alcoxilo, aciloxilo o amino, o, preferiblemente, metoxilo, etoxilo.

Los sustituyentes silano no reactivos adecuados, tales como Z en la fórmula mencionada anteriormente, son sustituyentes silano que no son hidrolíticamente condensables y que no comprenden grupos reactivos. Ejemplos de dichos sustituyentes silano no reactivos son sustituyentes silano que están unidos al átomo de silicio por medio de un enlace Si-C, tal como alquilo o arilo, o preferiblemente metilo o fenilo.

Los epoxisilanos adecuados son un glicidiloxialquiltrialcoxisilano o un (3,4-epoxi-ciclohexil)alquiltrialcoxisilano. Un epoxisilano muy adecuado es 3-glicidil-oxipropiltrimetoxisilano. Si, en este caso después de la hidrólisis, el sustituyente silano Y comprende dos grupos hidroxilo, las cadenas poliméricas orgánicas lineales pueden distinguirse como la conexión de red en el recubrimiento de laca obtenido después del curado, mientras que tres grupos hidroxilo pueden dar lugar a una red orgánica que sirve como conexión de red. En presencia de un ácido como catalizador, los grupos epoxi se hidrolizan dando dioles vecinales.

Una realización preferida según la invención se caracteriza porque al inicio del tratamiento el valor de pH se elige para que oscile entre 0 y 4. Eligiendo el valor de pH para que sea menor que 4 al inicio del tratamiento, es decir, inmediatamente después de haber combinado los materiales de partida de la composición de laca, la composición de laca puede prepararse en un muy corto periodo de tiempo ya que la velocidad de hidrólisis aumenta a medida que disminuye el valor de pH. Con el epoxisilano, un valor de pH de 4 es suficientemente pequeño para hidrolizar el grupo epoxi para dar un diol. Sin embargo, si el valor de pH es menor que 0, la vida útil de la composición de laca disminuye. Preferiblemente, el valor de pH es de aproximadamente 2. El uso del ácido policarboxílico como material de partida permite que el pH se lleve a un valor adecuado al inicio del tratamiento. Si es necesario, el valor de pH puede reducirse añadiendo otros ácidos.

Otra característica de la invención se caracteriza porque, al inicio del tratamiento, la razón molar entre el número de grupos hidroxilo latentes del grupo epoxi hidrolizable y el número de grupos carboxilo del ácido carboxílico oscila entre 1 y 10. El ácido policarboxílico no sólo sirve como catalizador para la hidrólisis sino que se incorpora también en la red obtenida después del curado de la composición de laca. Con esta finalidad, el ácido carboxílico está presente en una cantidad estequiométrica, es decir una cantidad no catalítica. Puesto que los grupos carboxilo del ácido policarboxílico reaccionan con los grupos hidroxilo unidos a un átomo de carbono para formar grupos éster, la razón molar entre los grupos carboxilo y los grupos hidroxilo es relevante. Si se usa un grupo hidrolizable unido a un átomo de carbono, entonces los grupos hidroxilo están presentes de manera latente al inicio del tratamiento, es decir, los grupos hidroxilo no están presentes hasta después de la hidrólisis. Por ejemplo, un grupo epoxi comprende dos grupos hidroxilo latentes. Variando la cantidad de ácido policarboxílico, mientras que el grado de acidez permanece constante, se estableció que el número de grupos hidroxilo unidos a un carbono, expresado en moles, supera preferiblemente el número de grupos carboxilo del ácido policarboxílico. Si la razón molar está por debajo de 1, el recubrimiento de laca obtenido después del curado de la composición de laca se adhiere insuficientemente a sustratos de poliamidas. Una razón molar por encima de 10 conduce, después del curado, a un recubrimiento de laca que comprende una red insuficientemente coherente. Preferiblemente, la razón molar es de aproximadamente 4.

Para preparar la composición de laca, se hace uso de una cantidad estequiométrica de agua. Para provocar una humectabilidad apropiada, preferiblemente se minimiza la cantidad de agua usada. Sin embargo, la cantidad de agua debe ser suficiente para hidrolizar los grupos hidrolizables.

La secuencia en la que se combinan los materiales de partida para preparar la composición de laca no es esencial. Por ejemplo, si el ácido carboxílico es soluble en agua, puede disolverse en agua, después de lo cual esta disolución se añade al compuesto de epoxisilano.

El tratamiento del compuesto de epoxisilano con agua se lleva a cabo preferiblemente en presencia de sustancias y materiales de partida distintos del ácido policarboxílico, con el fin de influir en las propiedades del recubrimiento de laca curado. Por ejemplo, puede influirse en la apariencia del recubrimiento de laca curado usando colorantes, pigmentos (de aluminio) o partículas que dispersan la luz. Añadiendo partículas conductoras, tales como hollín o un óxido de indio-estaño, puede producirse un recubrimiento de laca antiestático que protege frente a campos electromagnéticos.

Puede influirse en las propiedades de la red del recubrimiento de laca curado añadiendo un segundo compuesto hidrolíticamente condensable, tal como un alcóxido de zirconio, aluminio o titanio. Preferiblemente, sin embargo, se usa un compuesto de epoxisilano hidrolíticamente condensable. Por ejemplo, la resistencia mecánica de la capa de laca curada puede mejorarse adicionalmente usando un tetra-alcoxisilano, tal como tetra-alquilortosilicato (TEOS). Sin embargo, el riesgo de formación de grietas durante el curado de la composición de laca aumenta a medida que aumenta la cantidad de TEOS añadido. El riesgo de formación de grietas puede reducirse, mientras que se conserva la resistencia mecánica, usando, para la sustancia de partida, una suspensión de nanopartículas de sílice que reemplazan una parte del TEOS añadido.

El objeto de proporcionar un método de aplicación de un recubrimiento de laca a un sustrato se consigue mediante un método en el que se aplica una composición de laca al sustrato y se cura, formando de esta manera el recubrimiento de laca, caracterizándose dicho método según la invención porque se usa una composición de laca según la invención.

La composición de laca puede proporcionarse por medio de métodos que son conocidos per se, tales como recubrimiento por centrifugación, recubrimiento por cortina o recubrimiento por inmersión. Preferiblemente, la composición de laca se aplica mediante pulverización. La composición de laca aplicada puede curarse por medio de calentamiento. La temperatura apropiada y la duración del tratamiento térmico se determinan por la composición de laca usada y puede determinarse de una manera sencilla, por ejemplo, midiendo la dureza del recubrimiento de laca. En general, la dureza y la adhesión son mejores a medida que la temperatura empleada es mayor. Para evitar el amarilleo del recubrimiento de laca, la temperatura debe estar por debajo de 200ºC. A una temperatura por encima de 100ºC, el agua se elimina del recubrimiento de laca que está formándose, lo cual tiene un efecto positivo sobre las reacciones de condensación y por tanto en el curado del recubrimiento de laca. Preferiblemente, la temperatura se selecciona en el intervalo entre 110ºC y 180ºC. Sin embargo, la naturaleza del sustrato puede requerir una temperatura menor. Por ejemplo, si se usa un sustrato de un acrilonitrilo-butadieno-estireno, la temperatura de curado es preferiblemente como máximo de 80ºC.

El método y la composición de laca son adecuados para sustratos que están hechos, por ejemplo, de metal, vidrio o resina sintética. Se ha encontrado que los recubrimientos de laca obtenidos por medio del método según la invención se adhieren excelentemente a sustratos de una resina sintética polar, tal como una poliamida. La adhesión a resinas sintéticas menos polares, tales como un policarbonato, puede mejorarse al someter la superficie de sustrato de policarbonato, antes de la aplicación de la composición de laca, a un tratamiento con un imprimador para formar una capa adherente. Un compuesto de amino-organosilano, tal como 3-aminopropiltrimetoxisilano demuestra ser un imprimador adecuado.

Puede conseguirse una mejora de la adhesión del recubrimiento de laca a resinas sintéticas apolares, tales como un poliestireno, un poliéter o, en particular, un acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), por medio de una realización preferida del método según la invención, que se caracteriza porque antes de la aplicación de la composición de laca se proporciona sobre el sustrato una mezcla que comprende un epoxisilano y un ácido carboxílico.

Se ha encontrado que, a diferencia de un epoxisilano hidrolizado, un epoxisilano no hidrolizado demuestra atacar enérgicamente o conducir a un ablandamiento fuerte de la superficie de un sustrato de una resina sintética apolar, tal como el ABS. Como resultado de este efecto de ataque o de ataque con ácido, la mezcla se fija en la superficie del sustrato. Tratando la superficie del sustrato resultante con agua, siendo ya suficiente la cantidad de agua presente en la atmósfera ya que la mezcla se proporciona en un espesor de capa muy pequeño, se forma en la superficie del sustrato una capa delgada de una composición de laca según la invención. Posteriormente, se proporciona inmediatamente una composición de laca según la invención sobre la misma y la totalidad se cura de una manera habitual. El recubrimiento de laca resultante se adhiere bien al sustrato de la resina sintética apolar. Epoxisilanos y ácidos carboxílicos adecuados se han mencionado anteriormente en el presente documento. Preferiblemente, la mezcla comprende también un disolvente que mejora el ataque del sustrato. Un disolvente adecuado para ABS es, por ejemplo, metil etil cetona.

La fijación de la mezcla en la superficie del sustrato puede mejorarse calentando el sustrato durante varios minutos después de haber proporcionado la mezcla sobre el sustrato. Las mediciones espectroscópicas infrarrojas revelan que, a una temperatura de calentamiento de 70ºC a 80ºC o superiores, el ácido policarboxílico reacciona con el grupo epoxi del epoxisilano, formando de esta manera grupos éster, que conducen a una fijación mejorada. Experimentos han mostrado adicionalmente que, aunque la razón molar entre el epoxisilano y el ácido policarboxílico no es crítica per se, los mejores resultados se alcanzan a una razón molar de aproximadamente 2.

La mezcla, que comprende un epoxisilano y un ácido policarboxílico, se usa como imprimador para una composición de laca según la invención. El imprimador se activa con agua. Por tanto, el imprimador activado es realmente una composición de laca según la invención. Usando este imprimador, la superficie apolar de una resina sintética, tal como ABS, se convierte en una superficie polar. Puede asumirse que esto da como resultado una mejora de la adhesión y/o humectabilidad de cada composición de laca polar, tal como una composición de laca a base de sol-gel o que contiene agua, que ha de proporcionarse sobre un sustrato apolar.

La composición de laca puede aplicarse de manera muy adecuada a una gran variedad de productos, tales como pantallas, alojamientos para receptores de televisión y otros productos eléctricos, productos para el cuidado personal, tales como afeitadoras, electrodomésticos y luminarias. Como las propiedades atrayentes del recubrimiento de laca no se ven afectadas adversamente por exposiciones prolongadas a composiciones para el cuidado personal, tales como lociones de afeitado, el recubrimiento de laca según la invención puede aplicarse muy ventajosamente a partes de afeitadoras eléctricas, tales como el cabezal de afeitadora o un alojamiento.

Estos y otros aspectos de la invención resultarán evidentes y se aclararán con referencia a las realizaciones descritas a continuación en el presente documento.

En los dibujos:

la figura 1 muestra un aparato de afeitado eléctrico giratorio cuyo cabezal de afeitado y alojamiento están dotados con un recubrimiento de laca obtenido usando el método según la invención,

la figura 2 muestra un aparato de afeitado eléctrico vibratorio, y

la figura 3 muestra una vista en corte transversal parcial de un elemento de corte externo del aparato de la figura 2.

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Ejemplo 1

Se introduce una cantidad de 150 g de compuesto de epoxisilano GLYMO, 520 g de TEOS, 225 g de agua y
18 g de un ácido policarboxílico, es decir ácido maleico, en un recipiente de reacción a temperatura ambiente. Estas sustancias de partida, que inicialmente no se mezclan entre sí, se agitan intensamente, proceso en el cual se observa generación de calor en cierta medida. Después de aproximadamente diez minutos se obtiene una composición de laca según la invención. Dicha composición de laca es traslúcida, transparente, con una vida útil de al menos un día y puede pulverizarse en una línea de lacado convencional.

Posteriormente se aplica la composición de laca a un sustrato sumergiendo un sustrato de una poliamida reforzada con vidrio (nombre comercial Durethane, proveedor Bayer) en la composición de laca y, posteriormente, curarla durante 20 minutos a 160ºC, formando de esa manera el recubrimiento de laca. El espesor de capa del recubrimiento de laca es de 15 micrómetros.

Posteriormente se somete el recubrimiento de laca a las siguientes pruebas de resistencia: una prueba de pulverización de agua salada según la norma DIN 53167/IEC68-2-11, una prueba de transpiración artificial según la norma DIN 53 160, e inmersión en agua en ebullición durante media hora; el recubrimiento de laca pasó satisfactoriamente dichas pruebas.

La adhesión de la laca al sustrato se somete a prueba por medio de una prueba de corte cruzado (Gitterschnitt) según la norma DIN 53 151, siendo el resultado que ninguna parte del recubrimiento de laca se retira del sustrato.

Se examina la resistencia al desgaste poniendo el recubrimiento de laca en contacto con una esponja abrasiva giratoria en forma de disco (Scotch Brite), 10 cm de ancho, con una fuerza de compresión de 250 g. Después de 500 revoluciones, no se observan señales de desgaste, ni siquiera después de haber expuesto por primera vez el recubrimiento de laca durante 48 horas a una disolución alcohólica de emolientes que comprende del 5 al 10% en peso de adipato de diisopropilo, del 10 al 20% en peso de miristato de isopropilo y del 0 al 10% en peso de aceite de ricino hidrogenado PEG 40.

La resistencia a las condiciones climatológicas se somete a prueba por medio de una prueba de calor húmedo cíclico según la norma IEC68-2-30, una prueba de ciclos de temperatura según la norma IEC68-2-14 y una prueba de calor seco según la norma IEC68-2-2; el recubrimiento de laca pasó dichas pruebas sin ser atacado.

La dureza del recubrimiento de laca es excelente: un aparato de pruebas de rayado Erichson fijado a la fuerza de compresión más alta, es decir 20 N, y dotado con un disco de rayado de resina sintética, cobre o acero inoxidable no deja ningún rayado en la superficie del recubrimiento de laca.

Resultados similares se logran con una composición de laca de 300 g de GLYMO, 1050 g de TEOS, 36 g de ácido maleico y 450 g de agua.

Ejemplo 2

Se introduce una cantidad de 300 g de GLYMO, 1040 g de TEOS, 36 g de ácido maleico y 450 g de agua en un recipiente de reacción a temperatura ambiente y se agitan intensamente durante aproximadamente diez minutos, después de lo cual se obtiene una composición de laca según la invención. Posteriormente se trata un sustrato de policarbonato (Makrolon, Bayer) con el imprimador 3-aminopropiltrimetoxisilano recubriendo por inmersión el sustrato en una disolución al 3% en peso del imprimador en alcohol. Se proporciona sobre el sustrato así tratado una composición de laca por medio de recubrimiento por inmersión y se cura a 130ºC durante 20 minutos.

Se somete el recubrimiento de laca resultante a las pruebas descritas en el ejemplo 1, siendo los resultados de las pruebas similares a los del ejemplo 1.

Ejemplo 3

Se introduce una cantidad de 3,0 g de GLYMO, 10,4 g de TEOS, 0,6 g del ácido policarboxílico ácido 1,2,4,5-piromelítico, y 4,5 g de agua en un recipiente de reacción de volumen adecuado a temperatura ambiente y se agitan intensamente durante aproximadamente diez minutos, después de lo cual se obtiene una composición de laca según la invención. La composición de laca traslúcida se proporciona sobre un sustrato de poliamida reforzada con vidrio (Durethane, Bayer) y se cura a 160ºC durante 20 minutos.

El recubrimiento de laca resultante se somete a las pruebas descritas en el ejemplo 1, siendo los resultados similares a los del ejemplo 1.

Ejemplo 4

Se introduce una cantidad de 500 g de GLYMO, 210 g de TEOS, 60 g de ácido maleico y 1000 g de etanol en un recipiente de reacción de volumen adecuado a temperatura ambiente. Posteriormente se añaden 1130 g de una suspensión acuosa de partículas de sílice (Ludox TM50, DuPont de Nemours) y se agita la totalidad durante 10 minutos, lo que da como resultado la formación de una composición de laca según la invención. A continuación se pulveriza la composición de laca sobre un sustrato de poliamida (Durethane, Bayer) y se cura a 160ºC durante 20 minutos, formando de esta manera un recubrimiento de laca duro, resistente al desgaste que no muestra agrietamiento. El espesor de capa del recubrimiento de laca es de 20 micrómetros. A partir de las cantidades usadas, se calcula que el recubrimiento de laca contiene el 65% en peso de SiO_{2}. Para comparar, los recubrimientos de laca obtenidos de las composiciones de laca del ejemplo 1 tienen un contenido en SiO_{2} del 50% en peso y no muestran grietas. Si se añade TEOS a la composición de laca del ejemplo 1 en tal cantidad que los recubrimientos de laca formados a partir de dicha composición contienen 65% en peso de SiO_{2}, entonces estos recubrimientos de laca no muestran formación de
grietas.

Ejemplo 5

Se pulveriza un imprimador que comprende una mezcla de 10,0 g de GLYMO, 2,5 g de ácido maleico en 100 g de metil etil cetona sobre un sustrato de un poli(óxido de fenileno) (Noryl 731 S, General Electric). Se calienta el sustrato resultante a 80ºC durante 3 minutos. Posteriormente, la composición de laca, que se obtiene agitando intensamente 22,5 g de GLYMO, 2,7 g de ácido maleico, 19,5 g de TEOS en 45 g de alcohol con 51 g de LUDOX TM50, durante 10 minutos, se pulveriza sobre dicho sustrato y se cura a 160ºC durante 20 minutos, formando de esta manera un recubrimiento de laca.

Se somete el recubrimiento de laca a la serie de pruebas de resistencia descritas en el ejemplo 1, y pasó estas pruebas satisfactoriamente.

Ejemplo 6

Se pulveriza un imprimador compuesto de una mezcla de 10,0 g de GLYMO y 2,50 g de ácido maleico en 100 g de metil etil cetona sobre un sustrato de ABS (Cycolac, General Electric) y, posteriormente, se calienta a 80ºC durante 3 minutos. A continuación, la composición de laca que se obtiene agitando intensamente 300 g de GLYMO, 520 g de TEOS, 36 g de ácido maleico y 650 g de metil etil cetona con 540 g de Ludox TM50 durante 10 minutos, se pulveriza sobre dicho sustrato y se cura a 80ºC durante 20 minutos, formando de esta manera un recubrimiento de laca duro, resistente al desgaste.

Dicho recubrimiento de laca muestra una excelente adhesión, tal como se determinó mediante una prueba de corte cruzado según la norma DIN 53 160. El recubrimiento de laca también pasa esta prueba si se ha expuesto previamente durante 48 horas a la disolución de emolientes descrita en el ejemplo 1. Para comparar, un sustrato de ABS que se dota con un recubrimiento de laca similar, pero sin el imprimador según la invención, puede retirarse de una manera simple por medio de cinta adhesiva.

Ejemplo 7

La figura 1 muestra una afeitadora 1 eléctrica cuyo cabezal 2 de afeitadora y alojamiento 3 se dotan con un recubrimiento de laca obtenido por medio del método según la invención. El cabezal 2 de afeitadora se dota con un recubrimiento protector usando, en el ejemplo 4, el cabezal de afeitadora como sustrato. El alojamiento 3 se dota con un recubrimiento de laca usando, en ejemplo 6, el alojamiento 3 como sustrato.

Ejemplo 8

La figura 2 muestra un aparato 10 de afeitado eléctrico vibratorio que comprende un alojamiento 11, un cabezal 12 de afeitado y una unidad 13 de corte que tiene un elemento 14 de corte externo y un elemento 15 de corte interno. El elemento 14 de corte externo comprende una lámina de metal arqueada que tiene una gran cantidad de aberturas 17 de entrada de pelo. El elemento 15 de corte interno oscila por debajo y actúa conjuntamente con la lámina. La figura 3 muestra una vista en corte transversal de una lámina de este tipo. La lámina comprende un sustrato 14A de acero inoxidable que en el lado que está orientado hacia el elemento 15 interno está dotado con un recubrimiento 14B y en el lado que está orientado opuesto al mismo con un recubrimiento 14C. Ambos recubrimientos 14B y 14C son recubrimientos de laca obtenidos usando el método según la invención tal como se muestra a modo de ejemplo en el ejemplo 1. Si se desea, puede excluirse el recubrimiento o bien 14B o bien 14C.

A modo de ejemplo, la lámina se fabrica tal como sigue:

Se llena un recipiente de reactor con 72 g de GLYMO, 125 g de TEOS, 8,6 g de ácido maleico y 150 g de etanol. Entonces se añaden 126 g de Ludox TM-50 y se agita la composición resultante durante 10 minutos, obteniendo así una composición de laca según la invención. Se aplica la composición de laca por medio de recubrimiento por pulverización a ambos lados de una lámina 14A de acero inoxidable y se cura a 160ºC durante 20 min. dando como resultado los recubrimientos 14B y 14C que tienen un espesor de 10 \mum. Los recubrimientos 14B y 14C son resistentes al desgaste y a las composiciones para el cuidado personal tales como lociones de afeitado como se demuestra por el hecho de que pasan las pruebas descritas en el ejemplo 1. Además, dichos recubrimientos son suficientemente flexibles como para que puedan curvarse en la forma arqueada requerida para su uso en dichos aparatos de afeitado vibratorios. Además, el recubrimiento 14C reduce la fricción entre la piel y el elemento 14 de corte externo mientras que el recubrimiento 14B reduce la fricción entre el elemento de corte externo y el interno y, posiblemente, proporciona un filo cortante más afilado.

Aunque en este ejemplo la lámina tiene un recubrimiento según la invención, dicho recubrimiento puede usarse adecuadamente en otras partes del aparato de afeitado tal como el elemento de corte interno.

Claims

1. Composición de laca que puede obtenerse mediante el tratamiento de:

- un epoxisilano que comprende al menos dos sustituyentes silano hidrolíticamente condensables, y un sustituyente silano no hidrolíticamente condensable que contiene un grupo epoxi hidrolizable unido a un átomo de carbono;

- un ácido que consiste en un ácido policarboxílico que es estable en contacto con el agua; y

- un tetra-alcoxisilano

con agua,

en la que al inicio del tratamiento, la razón molar entre el número de grupos hidroxilo latentes del grupo epoxi hidrolizable y el número de grupos carboxilo del ácido policarboxílico oscila entre 1 y 10.

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2. Composición de laca según la reivindicación 1, caracterizada porque el ácido policarboxílico es soluble en agua.

3. Composición de laca según la reivindicación 2, caracterizada porque el ácido policarboxílico es ácido maleico.

4. Composición de laca según la reivindicación 1, caracterizada porque el epoxisilano es 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano.

5. Composición de laca según la reivindicación 1, caracterizada porque la razón molar es de aproximadamente 4.

6. Composición de laca según la reivindicación 1, caracterizada porque el tratamiento tiene lugar en presencia de una suspensión de partículas de sílice.

7. Método de aplicación de un recubrimiento de laca a un sustrato, método en el que se aplica una composición de laca al sustrato y se cura, formando de esa manera el recubrimiento de laca, caracterizado porque se usa una composición de laca según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

8. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque antes de la aplicación de la composición de laca se proporciona sobre el sustrato una mezcla que comprende un epoxisilano y un ácido policarboxílico.

9. Cabezal de afeitadora dotado con un recubrimiento protector, caracterizado porque se obtiene el recubrimiento protector usando el método según la reivindicación 7 u 8.

10. Afeitadora eléctrica que comprende un alojamiento dotado con un recubrimiento de laca, caracterizada porque se obtiene el recubrimiento de laca usando el método según la reivindicación 7 u 8.