ES2350246T3 - Método para aplicar una capa de imprimación superficial a un automóvil usando una espátula. - Google Patents

Abstract

Un método para reacabar un área dañada de un sustrato, en donde el área dañada está rodeada por un acabado existente, comprendiendo el método: preparar un área dañada para el reacabado; proporcionar una composición de recubrimiento multi-componente en donde los componentes son reactivos al mezclar, comprendiendo dicho recubrimiento (i) un primer componente que comprende un polímero formador de película que tiene al menos un grupo funcional; y (ii) un segundo componente que comprende un agente de reticulado, en donde dicho agente de reticulado comprende al menos un grupo funcional reactivo con al menos un grupo funcional del polímero formador de película en una reacción de reticulado; mezclar el primer componente y el segundo componente de la composición de recubrimiento multi-componente; y extender la composición de recubrimiento multi-componente mezclada en el área dañada preparada para formar una capa de recubrimiento en el sustrato; caracterizada por la etapa de mezcla que se lleva a cabo: (i) proporcionando un aplicador de cartucho de dos componentes que comprende un primer tubo (12), un segundo tubo (14), y un mezclador estático (20), en donde el primer componente se aloja en el primer tubo (12) y el segundo componente se aloja en el segundo tubo (14); y (ii) dispensando el primer componente fuera del primer tubo (12) y el segundo componente fuera del segundo tubo (14) en el mezclador estático (20); y llevándose a cabo la etapa de extendido usando un aplicador de espátula.

Description

La presente invención está dirigida a un método para el reacabado de un área dañada de un sustrato.

Como se usa en este documento, “reacabado de automoción” se refiere a composiciones y procedimientos usados en la reparación de un acabado de automoción dañado, normalmente, aunque no siempre, un acabado proporcionado por OEM. Las operaciones de reacabado pueden implicar la reparación de una o más capas de recubrimiento externas, la reparación o sustitución de componentes enteros de la carrocería, o una combinación de ambos. Los términos “recubrimiento de reacabado” o “recubrimiento de reparación” pueden usarse de forma intercambiable. El procedimiento de reacabado generalmente implica lijar la superficie a reacabar, aplicar varias capas de una composición de imprimación, aplicar una capa base pigmentada para alcanzar la apariencia deseada (color, brillo y cualidad distintiva de imagen (DOI)), y aplicar opcionalmente una composición transparente. Como se usa en este documento, “capa de acabado” se refiere a cualquier recubrimiento protector o decorativo aplicado sobre una capa de recubrimiento de imprimación en una operación de reacabado, que incluye aunque no está limitado a capas base pigmentadas, capas transparentes y otras capas de imprimaciones.

Durante el procedimiento de reacabado de automoción, los sustratos base de metal y plástico están expuestos a menudo como un resultado de la eliminación de las capas de recubrimiento aplicadas previamente que contienen y/o rodean el área defectuosa. Sin embargo, a menudo es difícil obtener la adhesión adecuada de los recubrimientos de reacabado aplicados directamente a los sustratos base expuestos. Entre los muchos factores que influyen el grado de adhesión de sustrato/recubrimiento de reacabado están el tipo de sustrato expuesto, la presencia o ausencia de pretratamientos y/o imprimaciones que promueven la adhesión, el tamaño del área expuesta a reparar, y si capas de recubrimiento “de anclaje” aplicadas previamente rodean el área de reparación expuesta. La adhesión a sustratos de metal base se mejora cuando el área defectuosa a reparar es relativamente pequeña y está rodeada por capas de recubrimiento aplicadas previamente. Dichas capas de recubrimiento aplicadas previamente actúan como un “ancla de adhesión” al recubrimiento de reacabado.

Las composiciones de imprimación y superficiales de imprimación se conocen particularmente en la industria de la automoción y se aplican sobre sustratos de metal y/o plástico para proporcionar adhesión entre capas entre la superficie del sustrato y la capa de acabado decorativa/protectora. Las bases superficiales de imprimación también realizan una función adicional de rellenar defectos menores en la superficie del sustrato que, en el lijado de la base superficial de imprimación, da una superficie lisa para la aplicación de una capa de acabado. Dichas bases superficiales de imprimación necesitan normalmente un número de capas para conseguir el espesor deseado de recubrimiento para cubrir imperfecciones superficiales menores y permitir el lijado que además mejora la adhesión de la capa de acabado. Como se usa en este documento, el término “base de imprimación” incluye bases de imprimación y bases superficiales de imprimación.

Los procedimientos típicos de reacabado de automoción necesitan que las bases de imprimación se apliquen mediante pulverizado o haciendo rodar la base de imprimación en la región reparada. La aplicación por pulverizado de bases de imprimación tienen varios inconvenientes. Por ejemplo, la aplicación por pulverizado de bases de imprimación puede ser un trabajo intenso y consumidor de tiempo. Las partes no reparadas del vehículo deben taparse para protegerlas de cualquier sobre-pulverizado. Además, la aplicación por pulverizado de bases de imprimación debe hacerse en una cabina de pulverizado de pintura. Así, el tiempo de trabajo se añade al procedimiento total de reacabado, porque varias capas de base de imprimación deben aplicarse mediante pulverizado en una cabina de pulverizado, dejarse curar, lijarse y limpiarse antes de que empiece realmente el procedimiento de pintado. Esto lleva un tiempo valioso en la cabina de pulverizado que podría usarse para acabar otros vehículos. Además, la aplicación por pulverizado de bases de imprimación normalmente implica un derroche significativo de material base de imprimación. Para usar el equipo de pulverizado más convencional, un pintor debe mezclar normalmente más base de imprimación de la que se necesita realmente para un trabajo particular. En el caso de bases de imprimación reactivas de dos componentes, una vez que los dos componentes se mezclan y comienzan a reaccionar, cualquier material no usado en el “tiempo útil de empleo” de la base de imprimación deberá descartarse. Además, para el reacabado de rasguños o muescas menores, normalmente debe recubrirse por pulverizado con base de imprimación un área mayor de la necesaria. Dicho recubrimiento innecesario de áreas no dañadas del vehículo provocan un derroche adicional de materiales y tiempo. Además, los recubrimientos por pulverizado están sometidos a estrictos requerimientos con respecto al contenido orgánico volátil de los recubrimientos. Dicho procedimiento se conoce a partir del documento US-A-6686412 que se considera la técnica previa más cercana.

La aplicación con rodillos de bases de imprimación tiene diversos problemas también. Las bases de imprimación aplicadas mediante aplicadores de rodillo tienden a tener construcciones de película inconsistente, y puede haber pasado por encima de arañazos de lija con la base de imprimación porque el rodillo no fuerza a la composición de imprimación en las áreas del arañazo. Además, la planificación de los bordes del área imprimada puede ser difícil con las aplicaciones con rodillo porque es difícil disminuir los bordes de la aplicación de base de imprimación con un rodillo y el área imprimada a veces sobresale del acabado final.

En los dibujos adjuntos y la descripción que sigue, partes parecidas se indican a lo largo de los dibujos y la descripción con los mismos números de referencia, respectivamente. Las figuras no están dibujadas a escala y las proporciones de ciertas partes se han exagerado por conveniencia de la ilustración.

La FIG. 1 ilustra un cartucho de dos componentes, mezclador estático y pistola de aplicación usadas en conjunto con la presente invención;

La FIG. 2A ilustra una realización de un cartucho de dos componentes;

La FIG. 2B ilustra una segunda realización de un cartucho de dos componentes; y

La FIG. 2C ilustra una tercera realización de un cartucho de dos componentes.

La presente invención proporciona un método para reparar un acabado existente en un sustrato. En una realización útil, el método como se proporciona en este documento se usa para reparar un acabado de vehículo, sin embargo, el método descrito en este documento puede aplicarse a muchos sustratos alternativos. El método usa un aplicador de espátula para aplicar una composición de imprimación. Como será evidente a partir de la descripción en este documento, el uso de una espátula permite lograr pequeñas reparaciones de forma más económica y rápida. En una realización útil, la composición de imprimación usada es un COV inferior y tiene un contenido en sólidos relativamente alto.

En general, el método puede comprender preparar un área dañada para el re-acabado; proporcionando una composición de recubrimiento multi-componente en donde los componentes son reactivos al mezclarse, comprendiendo dicho recubrimiento (i) un primer componente que comprende un polímero formador de película que tiene al menos un grupo funcional, y (ii) un segundo componente que comprende un agente de reticulado, en donde dicho agente de reticulado comprende al menos un grupo funcional reactivo con el al menos un grupo funcional del polímero formador de película en una reacción de reticulado; mezclar el primer componente y el segundo componente de la composición de recubrimiento multi-componente; y extender la composición de recubrimiento multi-componente mezclado en el área dañada preparada usando un aplicador de espátula para formar una capa de recubrimiento en el sustrato. El método puede incluir además el procesado posterior de la capa de recubrimiento, que incluye aunque no está limitado al curado, lijado adicional y/o limpiado, y la aplicación de capas de recubrimiento posteriores.

El método de reacabado de la presente invención puede incluir además la preparación de la superficie de sustrato dañado para la imprimación y recubrimiento, la preparación de la composición de imprimación, extensión de la composición de imprimación en el sustrato usando un aplicador de espátula, dejar curarse a la base de imprimación, preparación del sustrato imprimado para recubrimientos posteriores y después la aplicación de capas de recubrimiento posteriores sobre la superficie de la base de imprimación.

Los sustratos para reparar típicamente incluyen sustratos de metal y plástico. Sin embargo, el sustrato puede incluir madera, cristal, fibras sintéticas, etc. Cuando se usa en una aplicación de reacabado de automoción, el sustrato a imprimar incluye normalmente un acabado de pintura existente en y alrededor del área dañada.

La etapa inicial de la preparación de la superficie del sustrato para la imprimación implica primero la reparación de cuerpo del sustrato, tal como la eliminación de abolladuras. La reparación del cuerpo del sustrato depende del grado de daño. Para algunos daños, las reparaciones pueden hacerse usando una masilla para carrocería o masilla de poliéster. Las masillas para carrocería consisten típicamente en una mezcla parecida a pasta de una resina de poliéster. Las masillas para carrocería incluyen normalmente un iniciador peróxido, que permite la cura. Para daños tales como picaduras, arañazos de llave, muescas, desconchones, etc., puede necesitarse solo reparaciones de reacabado o puede usarse una combinación de la aplicación de masilla de carrocería y reacabado.

Después de hacerse las reparaciones apropiadas, si las hubiera, el sustrato se limpia opcionalmente. La limpieza puede conseguirse lavando con el uso de detergentes conocidos y agua, o limpiando la superficie con disolventes. Tanto el lavado como el limpiado con disolventes pueden usarse en el sustrato dependiendo del grado de limpieza necesaria. La limpieza puede hacerse usando equipo tal como hidrolavadora

o usando un paño, esponja o instrumento similar de limpieza. La superficie limpia puede entonces secarse enjugando con un paño seco, secando con aire o secando con aire forzado.

Después de que el sustrato está limpio, el área dañada puede lijarse. En una realización, el área de reparación se lija y se bisela, en donde el espesor del borde del acabado existente se reduce para acomodar el nuevo acabado, tal como usando una lija orbital aleatoria y papel de lija tal como papel de lija de 80, 180, 280 y/o 320 granos. Otros tipos de papel de lija pueden usarse mientras el nivel apropiado de lijado y biselado se alcance. Después del lijado inicial, el área lijada puede extenderse ligeramente en el acabado existente usando un papel de lija de grano más fino, tal como papel de lija de 400 granos, para acomodar mejor la nueva aplicación de imprimación.

Después del lijado, el área a reacabar puede limpiarse opcionalmente de nuevo para eliminar cualquier exceso de polvo generado durante la operación de lijado o cualquier otra suciedad o contaminantes, que hayan entrado en contacto con la superficie durante el procedimiento hasta ahora. En una realización útil, el área de reparación se limpia después del lijado con un limpiador disolvente y se seca con un paño. Después del limpiado, el área reparada está lista para la aplicación de la base de imprimación.

Los métodos de la presente invención utilizan composiciones de recubrimiento de imprimación multi-componente como las bases de imprimación aplicadas con espátula. Como se usa en este documento, el término “multi-componente” se refiere al número de componentes reactivos (por ejemplo, en disoluciones o dispersiones), que se mezclan y se hacen reaccionar unos con otros en una reacción de reticulado para proporcionar una composición de recubrimiento curable. Hasta el punto de mezcla, ninguno de los componentes individuales solos proporcionan una composición de recubrimiento curable. En una realización útil, una composición de recubrimiento de imprimación de dos componentes se utiliza en el método de la presente invención.

Una vez mezclados, la composición de recubrimiento de imprimación curable resultante se aplica a un sustrato tan rápido como sea posible. Típicamente, “tan rápido como sea posible” significa inmediatamente después de la mezcla de los componentes separados o dentro de las ocho (8) horas desde el momento en que se mezclan los componentes separados, y en una realización útil, menos que en una (1) hora después de la mezcla.

A diferencia de la mayoría de composiciones de un componente, las composiciones de recubrimiento multi-componente curarán generalmente en ausencia de temperaturas elevadas. Los componentes individuales reaccionarán con los otros en la mezcla para proporcionar un producto reticulado, lo más habitualmente a temperaturas ambiente.

Las composiciones de recubrimiento de dos componentes típicamente comprenden (i) un componente formador de película que a su vez comprende un polímero formador de película o aglutinante y (ii) un agente de reticulado. El polímero formador de película está típicamente en un polímero o componente aglutinante mientras el agente de reticulado está típicamente en un componente endurecedor.

Las composiciones de recubrimiento de la invención pueden comprender cualquiera de los componentes formadores de película termoestables usados en la industria de recubrimientos de reacabado. Dichos recubrimientos puede contar con la formación de película por medio del reticulado químico, una combinación de películas termoestables producidas por reticulado químico, o en algunos casos puede contar en parte con un seco al aire parecido a la laca. En una realización útil, las composiciones de imprimación usadas de acuerdo con la presente invención no utilizan mecanismos de curado iniciados por radicales libres o peróxido. También se desea generalmente que las composiciones de recubrimiento se curen a temperaturas ambiente.

Los recubrimientos usados en conexión con la presente invención generalmente comprenden al menos dos componentes (1) al menos un polímero formador de película y (2) al menos un agente de reticulado. Un polímero formador de película comprenderá uno o más grupos funcionales reactivos con uno o más grupos funcionales en un agente de reticulado. Ejemplos de combinaciones de grupos funcionales útiles para la producción de recubrimientos reticulados incluyen, aunque no están limitados a hidrógeno activo e isocianato, epóxido y ácido carboxílico, hidroxilo y ácido carboxílico, epóxido y amina, imina e isocianato, epóxido e imina, polímeros funcionales acetoacetoxi y amina o imina, hidroxilo o epóxido y anhídrido y similares. Además, la polimerización por adición de Michael entre acrilatos y aminas, o polímeros funcionales acetoacetoxi y acrilatos, policetiminas o polialdiminas, puede usarse también para formar recubrimientos para usar en la presente invención. Una breve descripción de los diversos grupos funcionales con ejemplos de los mismos se incluye debajo.

1. Compuestos de Hidrógeno Activo

La funcionalidad hidrógeno activo indica aquellos grupos reactivos como se determina por el Método Zerewitinoff e incluyen –OH, -COOH, -SH y –NH. Ejemplos de compuestos que contienen la funcionalidad hidrógeno activo incluyen materiales funcionales con hidroxi (por ejemplo, polioles), materiales funcionales con amina (por ejemplo, poliaminas) y materiales funcionales con ácido (por ejemplo, ácido carboxílico). Algunos ejemplos se tratarán en más detalle en este documento.

2. Compuestos Funcionales Hidroxi

Los compuestos funcionales hidroxi que son útiles en la práctica de esta invención tienen un promedio de al menos dos grupos hidroxilo por molécula. Los compuestos funcionales hidroxi poliméricos tales como poliéteres, poliésteres, acrílicos, poliuretanos, policaprolactonas, etc. son útiles como polímeros formadores de película. Pueden utilizarse los dioles y polioles de bajo peso molecular tales como propilenglicol, 1,6-hexanodiol-trietanol-amina y pentaeritritol, típicamente como diluyentes reactivos, en bases de imprimación en conexión con la presente invención.

En una realización útil, puede usarse un polímero funcional hidroxi para preparar una base de imprimación para usar en la presente invención. Dicho polímero puede tener un peso molecular promedio en número de al menos aproximadamente 400. Los pesos moleculares promedio en número típicos para dichos polímeros funcionales hidroxi adecuados oscilan de aproximadamente 400 a aproximadamente 30.000, por ejemplo aproximadamente 500 a aproximadamente 7.000. Típicamente velocidades más rápidas de reacción durante el curado se alcanzan utilizando compuestos funcionales hidroxi que tienen predominantemente funcionalidad hidroxilo primaria. En una realización, puede usarse un compuesto funcional hidroxi que tiene todas las funcionalidades hidroxilo primarias.

Polímeros funcionales hidroxi representativos incluyen los descritos en las Secciones 2.1 a 2.5 posteriores:

2.1. Los polioles de poliéter se conocen bien en la técnica y se preparan convenientemente por la reacción de un diol o poliol con el correspondiente óxido de alquileno. Estos materiales están disponibles comercialmente y pueden prepararse mediante un procedimiento conocido tal como, por ejemplo, los procedimientos descritos en Encyclopedia of Chemical Technology, Volumen 7, páginas 257-262, publicado por Interscience Publishers, Inc., 1951. Ejemplos representativos incluyen los polipropilenéter-glicoles y polietilen-éter-glicoles, tal como los comercializados como Niax®. Polyols de Dow Chemical.

2.2. Otra clase útil de polímeros funcionales hidroxi son los preparados por técnicas de reacción de polimerización por condensación como se conocen bien en la técnica. Reacciones de polimerización por condensación representativas incluyen poliésteres preparados por la condensación de alcoholes polihídricos y ácidos o anhídridos policarboxílicos, con o sin la inclusión de aceite de secado, aceite de semi-secado,

o ácidos grasos de aceite de no secado. Para ajustar la estequiometría de los alcoholes y los ácidos mientras se mantiene un exceso de grupos hidroxilo, los poliésteres funcionales hidroxilo pueden producirse fácilmente para proporcionar un amplio intervalo de pesos moleculares deseados y características de realización.

Los polioles de poliéster se derivan de uno o más ácidos policarboxílicos aromáticos y/o alifáticos, los anhídridos de los mismos, y uno o más polioles alifáticos y/o aromáticos. Los ácidos carboxílicos incluyen los ácidos policarboxílicos saturados e insaturados y los derivados de los mismos, tal como ácido maléico, ácido fumárico, ácido succínico, ácido adípico, ácido azeláico y ácido diciclopentadieno-dicarboxílico. Los ácidos carboxílicos también incluyen ácidos policarboxílicos aromáticos, tales como ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, etc. También pueden usarse anhídridos tales como anhídrido maléico, anhídrido ftálico, anhídrido trimelítico o Anhídrido de Nadic Metilo (nombre comercial para isómeros de anhídrido de metilbiciclo[2.2]hepteno-2,3-dicarboxílico).

Polioles saturados e insaturados representativos que pueden hacerse reaccionar en exceso estequiométrico con los ácidos carboxílicos para producir poliésteres funcionales hidroxi, incluyen dioles tales como etilenglicol, dipropilenglicol, 2,2,4trimetil-1,3-pentanodiol, neopentilglicol, 1,2-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,3-butanodiol, 2,3-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 2,2-dimetil-1,3-propanodiol, 1,4ciclohexanodimetanol, 1,2-ciclohexanodimetanol, 1,3-ciclohexanodimetanol, 1,4-bis(2hidroxietoxi)ciclohexano, trimetilenglicol, tetrametilenglicol, pentametilenglicol, hexametilenglicol, decametilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, norbornilenglicol, 1,4-bencenodimetanol, 1,4-bencenodietanol, 2,4-dimetil-2-etilenhexano-1,3-diol, 2-buteno-1,4-diol, y polioles tales como trimetiloletano, trimetilolpropano, trimetilolhexano, trietilolpropano, 1,2,4-butanotriol, glicerol, pentaeritritol, dipentaeritritol, etc.

Típicamente, la reacción entre los polioles y los ácidos policarboxílicos se lleva a cabo a aproximadamente 120ºC a aproximadamente 200ºC en presencia de un catalizador de esterificación tal como óxido de dibutilestaño.

2.3. Adicionalmente, los polímeros funcionales hidroxi pueden prepararse mediante la reacción de apertura de anillo de epóxidos y/o poliepóxidos con aminas o poliaminas primarias o, preferiblemente, secundarias, para producir polímeros funcionales hidroxi. Aminas y poliaminas representativas incluyen etanolamina, Nmetiletanolamina, dimetilamina, etilendiamina, isoforona-diamina, etc. Poliepóxidos representativos incluyen los preparados por condensación de un alcohol polihídrico o fenol polihídrico con una epihalohidrina, tal como epiclorohidrina, normalmente en condiciones alcalinas. Algunos de estos productos de condensación están disponibles comercialmente bajo las designaciones EPON de Hexion Specialty Chemicals o DRH de Shell Chemical Company, y métodos de preparación se enseñan representativamente en las Patentes de EE.UU. núms. 2.592.560; 2.582.985 y 2.694.694.

2.4. Otros polímeros funcionales hidroxi útiles pueden prepararse por la reacción de al menos un poliol, tal como los descritos de forma representativa en la Sección 2.2 anterior, con poliisocianatos para producir uretanos funcionales hidroxi. Poliisocianatos representativos que tienen dos o más grupos isocianato por molécula incluyen los compuestos alifáticos tales como diisocianatos de etileno, trimetileno, tetrametileno, pentametileno, hexametileno, 1,2-propileno, 1,2-butileno, 2,3-butileno, 1,3butileno, etilideno y butilideno; los compuestos de cicloalquileno tal como 3isocianatometil-3,5,5-trimetilciclohexilisocianato y los diisocianatos de 1,3ciclopentano, 1,3-ciclohexano y 1,2-ciclohexano; los compuestos aromáticos tales como diisocianatos de m-fenileno, p-fenileno, 4,4’-difenilo, 1,5-naftaleno y 1,4-naftaleno; los compuestos alifáticos-aromáticos tales como diisocianatos de 4,4’-difenilenmetano, 2,4-o 2,6-tolueno, o mezclas de los mismos, 4,4’-toluidina y 1,4-xilileno; los compuestos aromáticos sustituidos nucleares tales como diisocianato de dianisidina, diisocianato de 4,4’-difeniléter y diisocianato de clorodifenileno; los triisocianatos tales como me-tano-4,4’,4’’-triisocianato de trifenilo, 1,3,5-triisocianato de benceno y 2,4,6-triisocianato de tolueno; y los tetraisocianatos tales como metano-2,2’-5,5’-tetraisocianato de 4,4’difenil-dimetilo; los poliisocianatos polimerizados tales como dímeros y trímeros de diisocianato de tolileno, y otros poliisocianatos diversos que contienen uniones de biuret, uretano, y/o alofanato. Los poliisocianatos y los polioles se hacen reaccionar típicamente a temperaturas de aproximadamente 25ºC a aproximadamente 150ºC para formar los polímeros funcionales hidroxi.

2.5. Los polímeros funcionales hidroxi útiles pueden prepararse también de forma conveniente mediante técnicas de polimerización por radical libre tal como en la producción de resinas acrílicas. Los polímeros se preparan típicamente por la polimerización de adición de uno o más monómeros. Al menos uno de los monómeros contendrá, o puede hacerse reaccionar para producir, un grupo hidroxilo reactivo. Monómeros funcionales hidroxi representativos incluyen acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 2-hidroxipropilo, metacrilato de 4-hidroxibutilo, metacrilato de 2-hidroxipropilo, acrilato de 3-hidroxibutilo, acrilato de 4-hidroxipentilo, etacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 3-hidroxibutilo, cloracrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de dietilenglicol, acrilato de tetraetilenglicol, alcohol de para-vinil-bencilo, etc. Típicamente, los monómeros funcionales hidroxi podrían copolimerizarse con uno o más monómeros que tienen insaturación etilénica tal como:

(i)

ésteres de ácidos acrílico, metacrílico, protónico, tíglico u otros ácidos insaturados tales como: acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo, acrilato de

isopropilo, acrilato de butilo, acrilato de isobutilo, acrilato de etilhexilo, acrilato de ami-lo, acrilato de 3,5,5-trimetilhexilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de propilo, metacrilato de isobornilo, metacrilato de dimetilaminoetilo, tiglato de etilo, crotonato de metilo, crotonato de etilo, etc.;

(ii)

compuestos de vinilo tales como acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, isobutirato de vinilo, benzoato de vinilo, m-clorobenzoato de vinilo, pmetoxibenzoato de vinilo, alfa-cloroacetato de vinilo, viniltolueno, cloruro de vinilo, etc.;

(iii) materiales basados en estireno tales como, estireno, alfa-metilestireno, alfaetilestireno, alfa-bromoestireno, 2,6-dicloroestireno, etc.;

(iv)

compuestos de alilo tales como cloruro de alilo, acetato de alilo, benzoato de alilo, metacrilato de alilo, etc.;

(v)

otros monómeros insaturados copolimerizables tales como acrilonitrilo, metacrilonitrilo, maleato de dimetilo, acetato de isopropenilo, isobutirato de isopropenilo, acrilamida, metacrilamida y dienos tales como 1,3-butadieno, etc.

Los polímeros se preparan convenientemente por técnicas convencionales de polimerización por adición con radicales libres. Frecuentemente, la polimerización se iniciará mediante iniciadores convencionales conocidos en la técnica para generar un radical libre tal como azobis(isobutironitrilo), hidroperóxido de cumeno, perbenzoato de t-butilo, etc. Típicamente, los monómeros acrílicos se calientan en presencia del iniciador a temperaturas que oscilan de aproximadamente 35ºC a aproximadamente 200ºC, y especialmente de aproximadamente 75ºC a aproximadamente 150ºC, para efectuar la polimerización. El peso molecular del polímero puede controlarse, si se desea, mediante la selección del monómero, temperatura y tiempo de reacción, y/o el uso de agentes de transferencia de cadenas como es bien conocido en la técnica.

3. Compuestos Funcionales Acetoacetoxi

Polímeros acrílicos funcionales acetoacetoxi útiles para bases de imprimación en el procedimiento de esta invención, son aquellos que tienen al menos un grupo acetoacetoxi colgante por molécula. En una realización útil, las bases de imprimación acrílicas funcionales acetoacetoxi incluyen al menos dos grupos acetoacetoxi colgantes por molécula. Dichos polímeros pueden prepararse convenientemente mediante polimerización por adición de uno o más monómeros insaturados. Un acercamiento práctico para preparar estos polímeros implica la polimerización de monómeros insaturados funcionales acetoacetato, típicamente junto con uno o más monómeros copolimerizables insaturados distintos. Un monómero funcional acetoacetato especialmente preferido debido a su reactividad y disponibilidad comercial, es acetoacetoxietilmetacrilato. Otros monómeros insaturados que son útiles para introducir grupos funcionales acetoacetato incluyen acetoacetoxietilmetacrilato, acetoacetoxipropilmetacrilato, alilacetoacetato, acetoacetoxibutilmetacrilato, 2,3-di(acetoacetoxi)propilmetacrilato, etc. En general, es práctico convertir monómeros funcionales hidroxi polimerizables en acetoacetatos por reacción directa con diceteno u otro agente conversor de acetoacetilo adecuado. Véase, por ejemplo, Journal of Coating Technology, vol. 62, p. 101 (1990) “Comparison of Methods for the Preparation of the Acetoacetylated Coating Resins”.

De forma alternativa, un polímero funcional hidroxi puede prepararse mediante la polimerización por radicales libres de monómeros insaturados funcionales hidroxi, y el polímero funcional hidroxi resultante puede convertirse a grupos funcionales acetoacetoxi por reacción directa con diceteno, por transesterificación con acetoacetatos de alquilo adecuados tales como acetoacetato de t-butilo o con la reacción térmica de 2,2,6-trimetil-4H-1,3-dioxin-4-ona.

El monómero funcional acetoacetoxi estará presente a un nivel de al menos uno por ciento en peso de la mezcla entera de monómero para el polímero acrílico, y típicamente comprenderá del 10 a aproximadamente 75%, y preferiblemente de 25 a aproximadamente 50% de la mezcla entera de monómero. Típicamente, los monómeros funcionales acetoacetoxi se copolimerizarían con uno o más monómeros que tienen insaturación etilénica tal como los enumerados en la Sección 2.5.

4. Compuestos Funcionales Epoxi

Las composiciones de imprimación usadas en la presente invención pueden incorporar además al menos un compuesto funcional epoxi. Los compuestos epoxi pueden ser, si hay suficientes materiales reactivos distintos para proporcionar el reticulado, monoepoxis o un poliepóxido que tiene un promedio de al menos dos grupos epoxi por molécula.

Monoepóxidos útiles representativos incluyen los monoglicidiléteres de alcoholes alifáticos o aromáticos tales como butilglicidiléter, octilglicidiléter, nonilglicidiléter, decilglicidiléter, dodecilglicidiléter, p-terc-butilfenilglicidiléter y o-cresilglicidiléter. Los monoepoxiésteres tales como el éster de glicidilo del ácido versático (disponible comercialmente como CARDURA® E de Hexion Specialty Chemicals), o los ésteres de glicidilo de otros ácidos tales como ácido nonanóico terciario, ácido decanóico terciario, ácido undecanóico terciario, etc. también son útiles. De forma similar, si se desea, podrían usarse monoepoxiésteres insaturados tales como acrilato de glicidilo, metacrilato de glicidilo o laurato de glicidilo. Adicionalmente, también pueden usarse aceites monoepoxidados.

Otros monoepoxis útiles incluyen óxido de estireno, óxido de ciclohexeno, óxido de 1,2-buteno, óxido de 2,3-buteno, óxido de 1,2-penteno, óxido de 1,2-hepteno, óxido de 1,2-octeno, óxido de 1,2-noneno, óxido de 1,2-deceno y similares. Si se usa un monoepóxido, es deseable que el compuesto de monoepóxido tenga una volatilidad

5 suficientemente baja para permanecer en la composición de recubrimiento en las condiciones aplicables de curado.

Los poliepóxidos son útiles en bases de imprimación para usar en esta invención también. Una realización útil incluiría un compuesto epoxi poli-funcional tal como un epoxi cicloalifático funcional poliepoxi, debido a su reactividad y durabilidad. En una

10 realización, dichos epoxis cicloalifáticos tienen un peso molecular promedio en número menor que aproximadamente 2.000 para minimizar la viscosidad. Los epoxis cicloalifáticos se preparan convenientemente por métodos bien conocidos en la técnica tales como epoxidación de dienos o polienos, o la epoxidación de ésteres insaturados por reacción con un perácido tal como ácido peracético y/o perfórmico.

15 Otros poliepóxidos potencialmente útiles en las prácticas de esta invención incluyen poliepoxis alifáticos y aromáticos, tales como los preparados por la reacción de un poliol alifático o fenol polihídrico y una epihalohidrina. Otros epoxis útiles incluyen aceites epoxidados y copolímeros funcionales epoxi tales como polímeros acrílicos derivados de monómeros funcionales epoxi etilénicamente insaturados tales como

20 acrilato de glicidilo o metacrilato de glicidilo en combinación con otros monómeros copolimerizables tales como los enumerados en la sección 2.5 anterior.

5. Compuestos Imina

Los compuestos imina que son útiles en la presente invención pueden representarse generalmente por la fórmula:

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En una realización, n puede ser de 1 a aproximadamente 30; R1 y R2 son hidrógeno, un grupo alquilo, arilo, cicloalifático, o alquilo, arilo o cicloalifático sustituido; y R1 y R2 pueden ser iguales o diferentes; y R3 es un grupo alifático, aromático, arilalifático o cicloalifático que puede contener también heteroátomos tales como O, N, S o

30 Si.

Estos compuestos imina se preparan típicamente por la reacción de ciertos compuestos carbonilo tales como aldehídos y cetonas con aminas. Los compuestos carbonilo representativos que pueden usarse para formar la imina incluyen cetonas tales como acetona, metiletilcetona, metilisopropilcetona, metilisobutilcetona, dietilce

5 tona, bencilmetilcetona, diisopropilcetona, ciclopentanona y ciclohexanona, y aldehídos tales como acetaldehído, formaldehído, propionaldehído, isobutiraldehído, nbutiraldehído, heptaldehído y ciclohexilaldehídos. Aminas representativas que pueden usarse para formar la imina incluyen etilendiamina, etilentriamina, propilendiamina, tetrametilendiamina, 1,6-hexametilendiamina, bis(6-aminohexil)éter, triciclodecanodia

10 mina, N,N’-dimetildietiltriamina, ciclohexil-1,2,4-triamina, ciclohexil-1,2,4,5-tetraamina, 3,4,5-triaminopirano, 3,4-diaminofurano y diaminas cicloalifáticas tales como las que tienen las siguientes estructuras:

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Las iminas se preparan convenientemente haciendo reaccionar un exceso estequiométrico de la cetona o aldehído con la poliamina en un disolvente azeotrópico y eliminando agua mientras se forma. Para minimizar las reacciones secundarias, y para evitar retrasos debido al prolongado procesado, es frecuentemente deseable evitar el prolongado calentamiento necesario para eliminar todo el exceso de cetona o aldehído y materiales de partida no reaccionados, siempre que su presencia no afecte de forma adversa el rendimiento del producto final.

Un tipo preferido de compuesto imina para la reacción con materiales funcionales acetoacetoxi en la práctica de esta invención es un aducto obtenido haciendo reaccionar una imina que tiene un grupo reactivo adicional distinto que una imina, tal como un grupo hidroxilo o, preferiblemente, un grupo amina con un compuesto, tal como un isocianato, o un epóxido, que tiene uno o más grupos químicos o sitios capaces de reacción con el grupo reactivo adicional. Por ejemplo, una imina obtenida a partir de la reacción de dos moles de un aldehído o cetona con una triamina que tiene dos grupos amina primarios y uno secundario, tal como dietilentriamina, tendrán un grupo amina secundario sin reaccionar que podría hacerse reaccionar posteriormente con un mono y/o poliepóxido, o un mono o poliisocianato para producir el aducto funcional imina. Una imina comercial especialmente preferida que tiene un grupo reactivo adicional es Shell Epicure 3501, que es el producto de reacción de dietilentriamina y metilisobutilcetona. Ejemplos de isocianatos que pueden ser útiles para la reacción con el grupo hidroxilo o amina de la imina se incluyen posteriormente en la Sección 6. Ejemplos de epóxidos que pueden hacerse reaccionar con grupos amina sin reaccionar en la imina están incluidos anteriormente en la Sección 4.

6. Compuestos Isocianato

El material de reticulado de isocianato puede seleccionarse a partir de materiales funcionales isocianato que son bien conocidos en la técnica e incluyen isocianatos mono, di, tri y multi-funcionales además de poliisocianatos que utilizan material isocianato di, tri y multi-funcional.

En una realización útil, los poliisocianatos en composiciones para usar en la presente invención tienen un promedio de al menos dos isocianatos por molécula. Poliisocianatos representativos útiles en la presente invención incluyen compuestos alifáticos tales como diisocianatos de etileno, trimetileno, tetrametileno, pentametileno, hexametileno, 1,2-propileno, 1,2-butileno, 2,3-butileno, 1,3-butileno, etilideno y butilideno; compuestos cicloalquileno tales como 3-isocianatometil-3,5,5-trimetilciclohexilisocianato, y los diisocianatos de 1,3-ciclopentano, 1,3-ciclohexano y 1,2-ciclohexano; compuestos aromáticos tales como diisocianatos de m-fenileno, p-fenileno, 4,4difenilo, 1,5-naftaleno y 1,4-naftaleno; compuestos alifáticos-aromáticos tales como diisocianatos de 4,4-difenilenmetano, 2,4-o 2-6-tolueno o mezclas de los mismos, 4,4’toluidina y 1,4-xilileno; compuestos aromáticos sustituidos nucleares tales como diisocianato de dianisidina, diisocianato de 4,4’-difeniléter y diisocianato de clorodifenileno; triisocianatos tales como metano-4,4’,4’’-triisocianato de trifenilo, 1,3,5-triisocianatobenceno y 2,4,6-triisocianato tolueno; y tetraisocianatos tales como 4,4’-difenil-dimetilmetano-2,2’,5,5’-tetraisocianato; poliisocianatos polimerizados tales como dímeros y trímeros, y otros poliisocianatos diversos que contienen uniones de biuret, uretano y/o alofanato. Los poliisocianatos útiles para bases de imprimación de acuerdo con la presente invención incluyen además dímeros y trímeros de diisocianato de hexametileno y mezclas de los mismos.

7. Compuestos Funcionales Ácido Carboxílico

Los compuestos funcionales ácido que pueden usarse en composiciones de imprimación en el método de la presente invención comprenden uno o más grupos ácido carboxílico por molécula. En una realización útil, los compuestos funcionales ácido comprenden al menos dos grupos ácido carboxílico por molécula. Ejemplos de ácidos dicarboxílicos adecuados incluyen, aunque no están limitados a ácido adípico, ácido azeléico, ácido fumárico, ácido ftálico, ácido sebácico, ácido maléico, ácido succínico, ácido isoftálico, ácido tetrahidroftálico, ácido hexahidroftálico, ácidos grasos diméricos, ácido itacónico, ácido glutárico, ácido ciclohexanodicarboxílico y mezclas de los mismos. Además, también pueden usarse compuestos funcionales ácido poliméricos como se tratan posteriormente.

En una realización, un polímero funcional ácido usado en una base de imprimación preparada para usar en la presente invención, tiene un peso molecular promedio en número de al menos aproximadamente 400. Los pesos moleculares promedio en número típicos de polímeros funcionales ácido carboxílico útiles oscilarán de aproximadamente 500 a aproximadamente 30.000. Polímeros funcionales ácido representativos incluyen acrílicos, poliésteres y polímeros preparados por la reacción de anhídridos con polímeros funcionales hidroxi como se trata en la Sección 2 anterior. La preparación de polímeros funcionales ácido carboxílico mediante la reacción de formación de ésteres intermedios de anhídridos y polímeros funcionales hidroxi se trata más completamente en la Patente de EE.UU. núm. 5.697.742 de Valpey III, et al., que está asignada al concesionario de la presente solicitud.

Otros polímeros funcionales ácido útiles pueden prepararse de forma conveniente mediante la polimerización por adición con radicales libres de ácidos insaturados tales como ácido maléico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, etc. junto con uno o más monómeros insaturados. Los monómeros representativos incluyen los ésteres de ácidos insaturados, compuestos de vinilo, materiales basados en estireno, compuestos alilo y otros monómeros copolimerizables como se enseña de forma representativa en la Sección 2.5 de esta memoria. Los monómeros que se copolimerizan con el ácido insaturado estarían libres de cualquier funcionalidad que pudiera reaccionar con los grupos ácidos durante la polimerización.

Polímeros funcionales ácidos útiles adicionales incluyen polímeros de poliéster obtenidos de la reacción de uno o más ácidos carboxílicos aromáticos y/o alifáticos o sus anhídridos y uno o más polioles alifáticos y/o aromáticos en donde la funcionalidad ácido está presente en un exceso estequiométrico sobre la funcionalidad hidroxi. Ácidos carboxílicos y polioles representativos incluyen los enumerados en la Sección 2.2 de esta memoria.

8. Compuestos Funcionales Amina

Las poliaminas son también útiles como compuestos que contienen hidrógeno activo y pueden prepararse por métodos bien conocidos en la técnica tal como mediante la polimerización por radicales libres de monómeros acrílicos u otros monómeros insaturados que tienen funcionalidad amina primaria o secundaria, o mediante la reacción de aminas que tienen al menos dos grupos amina por molécula con un ácido policarboxílico para formar poliamida aminas, o por reacción de aminas primarias con materiales epoxi para producir funcionalidad amina secundaria e hidroxilo. Las poliaminas pueden ser poliméricas, teniendo típicamente un peso molecular promedio en número sobre aproximadamente 400, o materiales moleculares inferiores, tales como piperazina, tetraetilenpentamina, 1,2-diaminopropano, etc. También son útiles los materiales que tienen un grupo amina primario o secundario y un grupo hidroxilo tal como isopropanolamina, isobutanolamina, etanolamina, etc. Los grupos amina se conocen por reaccionar con compuestos funcionales acetoacetoxi, isocianatos y aminas. Cualquier amina conocida por reaccionar con cualquier grupo funcional para formar una película de recubrimiento puede usarse en recubrimientos en conexión con la presente invención. Por ejemplo, las poliaminas enumeradas en conexión con la formación de una imina en la Sección 5, también pueden ser útiles como un reactivo en la formación de un recubrimiento de imprimación de la presente invención. Otras aminas útiles incluyen triciclodecanodimetanoamina y los fenoles funcionales de amina poliprimaria tales como Cardolite NC559 de Cardolite, Inc. Los materiales funcionales amina útiles pueden incluir también ésteres de ácido aspártico.

9. Compuestos Funcionales Anhídrido

Los compuestos funcionales anhídrido puede también ser útiles para formar bases de imprimación para usar en la presente invención. En una realización, el compuesto funcional anhídrido puede ser cualquier compuesto alifático o aromático que tenga uno o más grupos anhídrido de ácido carboxílico en la molécula. En otra realización útil, el compuesto funcional anhídrido comprende uno o más grupos anhídrido de ácido carboxílico cíclico en la molécula. En otra realización útil, el compuesto funcional anhídrido comprende al menos dos grupos anhídrido carboxílico cíclico por molécula. Los anhídridos poliméricos que tienen pesos moleculares promedio en número entre aproximadamente 500 y aproximadamente 7.000 son también útiles.

En una realización, los polímeros de adición por radicales libres, tal como polímeros acrílicos, que tienen funcionalidad anhídrido, se usan en bases de imprimación en conexión con la presente invención. Estos polímeros se preparan convenientemente como se conoce bien en la técnica, mediante la polimerización bajo condiciones de polimerización por adición con radicales libres de al menos un monómero insaturado que tiene funcionalidad anhídrido, tal como anhídrido maléico, anhídrido citracónico, anhídrido itacónico, anhídrido propenilsuccínico, etc., opcionalmente con otros monómeros etilénicamente insaturados tales como los ésteres de ácidos insaturados, compuestos de vinilo, materiales basados en estireno, compuestos de alilo y otros monómeros copolimerizables, todo como se enseña representativamente en la Sección 2.5 de esta memoria. Los monómeros que se copolimerizan con el anhídrido insaturado estarían, por supuesto, libres de cualquier funcionalidad que pudiera reaccionar con el grupo anhídrido durante la polimerización. Los polímeros funcionales anhídrido pueden prepararse convenientemente mediante técnicas convencionales de polimerización por adición con radicales libres. Típicamente, la polimerización se llevará a cabo en un disolvente inerte y en presencia de un catalizador a temperaturas que oscilan de aproximadamente 35ºC a aproximadamente 200ºC. En una realización útil, los polímeros funcionales anhídrido comprenderían al menos el 5% en peso del anhídrido.

Otros polianhídridos, además de los anhídridos poliméricos acrílicos preparados por un procedimiento de adición por radicales libres, pueden utilizarse también en la práctica de esta invención. Pueden prepararse anhídridos de éster, como se conoce en la técnica, mediante la reacción de, por ejemplo, anhídrido trimelítico con polioles. Otros polianhídridos adecuados, representativos, incluyen dianhídridos cíclicos poli-funcionales tales como dianhídrido de ácido ciclopentano-tetracarboxílico, dianhídrido de ácido difenil-éter-tetracarboxílico, dianhídrido de ácido 1,2,3,4-butanotetracarboxílico, y los dianhídridos de benzofenona-tetracarboxílico tal como dianhídrido 3,3’,4,4’-benzofenona-tetracarboxílico y dianhídrido de ácido 2-bromo-3,3’,4,4’benzofenona-tetracarboxílico. También son útiles los trianhídridos tales como los trianhídridos de ácido de benceno y cliclohexeno hexacarboxílico. Adicionalmente, pueden prepararse polianhídridos útiles mediante la maleinización de compuestos poliinsaturados tales como cauchos insaturados, aceites insaturados e hidrocarburos insaturados.

Las reacciones entre diversas combinaciones de los grupos funcionales descritos anteriormente y otros grupos funcionales para formar composiciones de recubrimiento, son bien conocidas en la técnica. Cualquier combinación viable de dichos grupos funcionales puede usarse para formar recubrimientos para usar en combinación con el método de la presente invención. Además, diversas composiciones de recubrimiento de dos componentes que pueden ser útiles en conexión con la presente invención, se describen en la técnica anterior. Composiciones de recubrimiento representativas y métodos para hacer recubrimientos incluyen, aunque no están limitados a los descritos en las Patentes de EE.UU. núms. 6.828.405; 6.344.502; 6.297.320; 6.235.846; 5.679.742; 5.633.091; 5.618.884; 5.591.805; 5.589.560; 5.580.926; 5.411.809; 5.517.100; 4.946.744 y 4.362.770, que están asignadas al concesionario de la presente solicitud. Otros ejemplos incluyen las Patentes de EE.UU. núms. 6.599.965; 6.365.699; 6.534.121 y 6.656.530. Además, las composiciones de recubrimiento preparadas por reacciones de adición de Michael se enseñan en las Patentes de EE.UU. núms. 3.668.183; 4.408.018 y 4.786.682. Debe entenderse que los grupos funcionales y los ejemplos de los mismos presentados en este documento son solo ejemplos y no pretender ser una lista exhaustiva de todos los materiales potenciales que pueden usarse en composiciones de imprimación usadas en conexión con la presente invención. Se debe entender que variaciones conocidas por los expertos en la técnica están incluidas en el alcance de la presente invención.

Las bases de imprimación usadas en conexión con la presente invención pueden curarse a temperaturas que oscilan de aproximadamente temperatura ambiente hasta aproximadamente 177ºC (350ºF). El secado puede acelerarse por secado forzado o usando radiación infrarroja de onda corta.

Los recubrimientos pueden contener pigmentos que son bien conocidos en la técnica. Los pigmentos de opacidad representativos incluyen pigmentos blancos, tales como dióxido de titanio, óxido de zinc, óxido de antimonio, etc., y pigmentos cromáticos orgánicos o inorgánicos tales como óxido de hierro, negro de carbono, azul de ftalocianina, etc. Los recubrimientos pueden contener también pigmentos extensores tales como carbonato de calcio, arcilla, sílice, talco, etc.

Los recubrimientos pueden contener además otros aditivos tales como agentes de flujo, catalizadores, diluyentes, disolventes, promotores de la adhesión, absorbentes de luz ultravioleta, etc.

En una realización útil, la composición de imprimación comprende aproximadamente 20 a aproximadamente 26% en base al peso total de la disolución de un disolvente. Disolventes adecuados incluyen compuestos aromáticos, naftas, acetatos, éteres, ésteres, cetonas, ésteres de éter y mezclas de los mismos. Disolventes útiles incluyen, aunque no están limitados a acetona, metiletilcetona, metilpropilcetona, metilisobutilcetona, metil-n-amilcetona, cetona C-11, ciclohexanona, diisobutilcetona y metilisoamilcetona, además de acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de n-propilo, acetato de isopropilo, acetato de n-butilo, acetato de isobutilo, acetato de 2-etilhexilo, propionato de n-butilo, propionato de n-pentilo, 3-etoxipropionato de etilo, acetato de propilenglicol-metiléter, acetato de dipropilenglicol-metiléter, acetato de etilenglicolbutiléter, acetato de dietilenglicol-butiléter, tolueno, xileno, aromático 100, aromático 150, aromático 200 y paraclorobenzotrifluoruro. En una realización útil, se usa un disolvente capaz de evaporarse rápidamente después de aplicarse la base de imprimación al sustrato.

Los sistemas de recubrimiento de dos componentes generalmente incluyen un catalizador para la reacción de grupo funcional del polímero formador de película y el grupo funcional de agente de reticulado. Se conocen en la técnica catalizadores apropiados para las diversas reacciones. Ejemplos de catalizadores incluyen, aunque no están limitados a aminas terciarias y aminas secundarias, tales como N-metilimidazol, N-etilmorfolina, trietilamina y etilimidazol; sales de amonio; catalizadores nucleófilos, tales como yoduro de litio; sales de fosfonio y fosfinas tales como trifenilfosfina; catalizadores electrófilos tales como sales metálicas o complejos de estaño; catalizadores organometálicos tales como dilaurato de dibutilestaño, octoato de zinc, naftenato de cobre, propionato de fenilmercurio, naftenato de plomo; anhídridos tales como anhídrido succínico, anhídrido acético, anhídrido maléico, anhídrido tetrahidroftálico, anhídrido hexahidroftálico y polímeros funcionales anhídrido; y ácidos tales como ácido benzoico y ácido isoesteárico. El catalizador estará presente típicamente a un nivel de al menos 0,01% del peso de los reactivos.

También puede incluirse un promotor de adhesión en la composición de imprimación. En una realización útil, el promotor de adhesión es un compuesto organosilano tal como un aminosilano o un epoxisilano. Organosilanos representativos se enseñan en Silane Coupling Agents, por E.P. Pluddemann (Plenum Press, Nueva York, 1982). Silanos útiles específicos incluyen 3-mercaptopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropiltrimetoxisilano y 3-glicidoxilpropiltrimetoxisilano.

Como las composiciones de imprimación usadas en conexión con el método de la presente invención se proporcionan como sistemas multi-paquete que deben mezclarse juntos antes de usar, los pigmentos, catalizadores y otros aditivos pueden añadirse convenientemente a cualquiera o todos los paquetes individuales apropiados. Debido al potencial para la hidrólisis de algunos grupos reactivos potenciales, en algunas realizaciones, las composiciones de imprimación pueden ser sistemas no acuosos.

En una realización de la presente invención, una base de imprimación de dos componentes se formula de manera que su viscosidad es aproximadamente de 115 a aproximadamente 130 KU (viscosidad de Stormer) o aproximadamente de 2500 a aproximadamente 4000 cp (centipoises) (viscosidad de Brookfield) con un contenido en sólidos de al menos aproximadamente 70%. En una realización útil, el contenido en sólidos es de aproximadamente 74% a aproximadamente 80%. En otra realización útil, el contenido en sólidos es al menos de aproximadamente 80%. Aunque la composición de imprimación usada en la presente invención puede utilizarse a una viscosidad relativamente alta, no debería confundirse con composiciones de masilla de poliéster o masilla de carrocería. Dichas composiciones consisten típicamente en una mezcla parecida a la pasta de una resina de poliéster y talco que se usan en la reparación de superficies metálicas. Las masillas de carrocería generalmente incluyen unos catalizadores de peróxido para la reacción de curado. Además, las masillas de carrocería de poliéster generalmente necesitan la aplicación de una base de imprimación sobre la masilla de carrocería para promover la adhesión y proporcionar la apariencia deseada de capas de recubrimiento adicionales. Una capa superficial de imprimación como se enseña en este documento, para usar con el presente método, puede tratarse con una capa de acabado directamente.

En una realización útil, la composición de imprimación usada de acuerdo con la presente invención es una composición curable multi-componente que comprende (a) un polímero acrílico que tiene funcionalidad acetoacetoxi y (b) un componente de reticulado que comprende al menos un compuesto funcional imina. La composición curable es reactiva al mezclar los componentes (a) y (b). En una realización tal, el compuesto funcional imina puede tener un promedio de al menos dos grupos imina por molécula que son reactivos con la funcionalidad acetoacetoxi.

Una base de imprimación disponible comercialmente que puede usarse en el procedimiento de la presente invención es ULTRA-FILL HS Directo a Metal ISO-Libre de Base de Imprimación NP75, disponible del concesionario de la presente invención.

Como se afirma anteriormente, el componente formador de película y el componente endurecedor de la base de imprimación para usar en la presente invención, deben mezclarse normalmente justo antes de aplicar la base de imprimación al sustrato reparado. Dicha mezcla puede llevarse a cabo midiendo una cantidad apropiada de cada componente en un recipiente y agitando. Los componentes adicionales tales como disolventes, diluyentes, catalizadores u otros aditivos podrían añadirse también opcionalmente en ese momento. Típicamente, el agente de reticulado estará presente a una cantidad útil para proporcionar un grado de reacción suficiente para obtener el nivel deseado de curado, dureza y propiedades de rendimiento. Cuando la mezcla se lleva a cabo en un recipiente, la composición de imprimación mezclada puede transferirse a una almohadilla, una paleta de pintor u otra superficie plana similar de manera que pueda aplicarse al sustrato con una espátula.

La mezcla también puede llevarse a cabo aunque se use un aplicador de cartucho de dos componentes 10 como se muestra en las Figuras 1 y 2A-2C. Se conocen en la técnica diversos aplicadores de cartucho de dos componentes. Dichos aplicado-res se describen en las Patentes de EE.UU. núms. 6.484.904; 5.875.928; 5.535.922;

5.249.709 y 4.538.920, que se incorporan en este documento por referencia. Un aplicador de cartucho de dos componentes comprende dos tubos 12 y 14, equipado cada uno con un extremo de salida 16, 18. Los tubos están dimensionados y los cartuchos están configurados de manera que la relación de mezcla correcta de los recubrimientos de dos componentes se distribuye y mezcla. Ejemplos de cartuchos para diversas relaciones de mezcla se muestran en las FIGS. 2A-2C. Los cartuchos para otras relaciones de mezcla están también en el alcance de la presente invención. Un elemento de mezcla estático 20 está colocado en el extremo de salida. El cartucho puede colocarse en un aplicador tipo pistola de sellado 23 que se adapta para recibir dichos cartuchos o cualquier otro aplicador conocido para dispensar materiales desde dichos cartuchos. Los materiales contenidos en los tubos se dispensan y mezclan apretando los émbolos 22, 24 en los tubos, forzando así a los componentes de la composición de imprimación desde los tubos 12, 14 en el elemento de mezcla estático 20, donde los componentes se entremezclan uno con otro, y fuera del extremo abierto 25 del mezclador estático. Cuando se contempla que los contenidos de los cartuchos no se consumirán completamente en un uso, el elemento de mezcla estático puede separarse de las salidas y desecharse después de cada uso. En dichas aplicaciones, normalmente se incluyen varios elementos de mezcla estáticos separables y desechables con cada jeringa. Después de que una cantidad del recubrimiento curable se ha dispensado y mezclado desde los tubos, el elemento de mezcla estático usado puede separarse de las salidas y puede desecharse y un nuevo elemento de mezcla estático puede ajustarse a las salidas. En una realización alternativa, el mezclador estático usado puede permanecer unido al dispensador de cartucho. En dicha realización, la pintura en el mezclador estático se curará y formará un sello ligero para evitar la mezcla adicional de los componentes en los tubos del cartucho. Además, una almohadilla 26 puede proporcionarse adicionalmente para evitar el secado, evaporación u otra reacción de los contenidos del cartucho entre usos. Diversos aplicadores de cartucho y dispositivos de mezcla estáticos están comercialmente disponibles incluyendo cartuchos MIXPAC® y aplicadores STATOMIX® disponibles de ConProTec, Inc. Otros aplicadores de cartucho y dispositivos de mezcla estáticos están disponibles de Adhesive Packaging Specialties, Inc. TAH Industries, Inc. y 3M. Cuando la mezcla se lleva a cabo usando un cartucho de dos componentes y un mezclador estático, la composición de imprimación puede aplicarse directamente al sustrato o puede aplicarse a una almohadilla u otra superficie para la aplicación con espátula a la opción más conveniente para el pintor. Debe entenderse que pueden usarse otras configuraciones de cartuchos dispensadores de múltiples componentes distintos de los que se describen anteriormente en conexión con la presente invención.

En un sistema de imprimación curable de dos componentes, un tubo contiene el componente de polímero formador de película y el otro tubo incluye el agente de reticulado que es reactivo con la funcionalidad del componente de polímero formador de película. Componentes adicionales tales como disolventes, diluyentes, catalizadores u otros aditivos, podrían incluirse opcionalmente en cualquier tubo del cartucho multi-componente con cualquier componente del sistema de imprimación.

Una vez mezclada, la base de imprimación se extiende en el área lijada usando una espátula. Como se usa en este documento “espátula” se refiere a cualquier instrumento que tiene al menos un borde plano que es capaz de extender una composición de recubrimiento en una superficie. Dichos instrumentos se conocen generalmente en la industria de la automoción y se usan para aplicar masillas de carrocería conocidas. La espátula puede estar formada de caucho, plástico, acero inoxidable u otros metales. En una realización útil, la espátula es una pieza rectangular de caucho flexible que tiene aproximadamente 3,2 mm (1/8 de pulgada) de espesor. Diversos instrumentos que pueden usarse como una espátula en la presente invención están disponibles comercialmente. Un aplicador de espátula tal se vende bajo la marca registrada MARTIN SENOUR PAINTS por NAPA (por ejemplo, Modelo nº 2801). Otros aplicado-res útiles incluyen Extensores Profesionales EVERCOAT disponible por Fibre Glass Evercoat Co., Inc. (por ejemplo, Modelo nº 380), y espátulas de caucho WETORDRY disponibles por 3M (por ejemplo, Modelo Núms. 05517 y 05518).

Una primera capa base de la base de imprimación puede extenderse sobre el área lijada usando una espátula. El recubrimiento de imprimación se estrecharía más allá del área dañada en los márgenes biselados del recubrimiento existente. La base de imprimación se aplicaría típicamente arrastrando el aplicador de espátula a través de la superficie de reparación en paralelo, solapando líneas. Después de haberse aplicado la primera capa, puede dejarse un corto tiempo de secado antes de aplicarse una segunda capa. En una realización, un tiempo de secado de aproximadamente 5 a aproximadamente 10 minutos puede ser suficiente. Si se necesita alcanzar la construcción de película deseada, una segunda capa de imprimación puede aplicarse sobre la capa base. La segunda capa puede aplicarse de forma idéntica a la capa primera, o puede aplicarse en una dirección generalmente perpendicular a las líneas de la primera capa. Si se necesitan tercera o posteriores capas, cada capa adicional puede aplicarse entonces generalmente perpendicular a la capa anterior.

En algunos ejemplos, la aplicación de la composición de imprimación usando el aplicador de espátula deja “marcas de herramienta” o líneas en la composición de recubrimiento de imprimación del procedimiento de aplicación. En una realización de la presente invención, uno puede humedecer opcionalmente un paño con un disolvente y pasar el paño suavemente por el recubrimiento de imprimación para eliminar o minimizar cualquier marca de herramienta de la aplicación de recubrimiento de imprimación.

La extensión del recubrimiento de imprimación con un aplicador de espátula permite empujar a la base de imprimación en los arañazos de lija para rellenar cualquier hueco y evitar cualquier agujerito, que puede provocar la formación de ampollas indeseadas del recubrimiento acabado. En algunos casos, las bases de imprimación aplicadas por el método de la presente invención puede sustituir el uso de masillas de carrocería.

Una vez que la composición de imprimación se ha aplicado al espesor de película deseado, debería dejarse curar a una dureza que permitirá lijar el recubrimiento de imprimación. Las bases de imprimación más disponibles comercialmente incluyen instrucciones con respecto al tiempo apropiado de cura necesario antes del lijado. La base de imprimación puede dejarse secar al aire, puede secarse forzado o puede secarse usando luz infrarroja UV.

Después de un tiempo apropiado de curado, el recubrimiento de imprimación curado puede lijarse antes de aplicar capas de recubrimiento posteriores, capa base o capa transparente, u otras capas de acabado. En una realización útil, la capa de recubrimiento de imprimación curada se lija usando una lijadora de bloque o manual y un grado de papel de lija apropiado para aplicar la siguiente capa de recubrimiento. Por ejemplo, si se va a aplicar una capa base o capa de sellado adicional sobre la base de imprimación, puede usarse papel de lija P400 o de grano equivalente. Si una capa de acabado se va a aplicar directamente a la base de imprimación, puede usarse papel de lija P600 o de grano equivalente.

Después del lijado, la superficie puede limpiarse de nuevo para eliminar cualquier exceso de polvo u otros contaminantes. Cualquier capa de recubrimiento posterior deseada puede aplicarse entonces. Normalmente, en aplicaciones en automoción, se utiliza una combinación de capa base/capa transparente para mezclar el área re-acabada con el acabado existente.

Claims (19)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un método para reacabar un área dañada de un sustrato, en donde el área dañada está rodeada por un acabado existente, comprendiendo el método:

   preparar un área dañada para el reacabado;

   proporcionar una composición de recubrimiento multi-componente en donde los

   componentes son reactivos al mezclar, comprendiendo dicho recubrimiento

   (i)

   un primer componente que comprende un polímero formador de película que tiene al menos un grupo funcional; y

   (ii)

   un segundo componente que comprende un agente de reticulado, en donde dicho agente de reticulado comprende al menos un grupo funcional reactivo con al menos un grupo funcional del polímero formador de película en una reacción de reticulado;

   mezclar el primer componente y el segundo componente de la composición de recubrimiento multi-componente; y

   extender la composición de recubrimiento multi-componente mezclada en el

   área dañada preparada para formar una capa de recubrimiento en el sustrato; caracterizada por la etapa de mezcla que se lleva a cabo:

   (i) proporcionando un aplicador de cartucho de dos componentes que comprende un primer tubo (12), un segundo tubo (14), y un mezclador estático (20), en donde el primer componente se aloja en el primer tubo (12) y el segundo componente se aloja en el segundo tubo (14); y

   (ii) dispensando el primer componente fuera del primer tubo (12) y el segundo

   componente fuera del segundo tubo (14) en el mezclador estático (20); y llevándose a cabo la etapa de extendido usando un aplicador de espátula.

2. 2.

   El método según la reivindicación 1, en donde el al menos un grupo funcional del polímero formador de película es al menos un grupo funcional acetoacetoxi.

3. 3.

   El método según la reivindicación 1, en donde el al menos un grupo funcional del agente de reticulado es un grupo funcional imina.

4. 4.

   El método según la reivindicación 1, en donde la composición de recubrimiento multi-componente tiene una viscosidad de 115 a 130 KU a un contenido en sólidos de al menos 70%.

5. 5.

   El método según la reivindicación 1, en donde la composición de recubrimiento multi-componente tiene una viscosidad de 115 a 130 KU a un contenido en sólidos de al menos 80%.

6. 6.

   El método según la reivindicación 1, en donde la reparación del área dañada por reacabado comprende las etapas de: lijado del área dañada.

7. 7.

   El método según la reivindicación 6, en donde la reparación del área dañada por reacabado comprende adicionalmente: biselado del acabado existente que rodea el área dañada.

8. 8.

   El método según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: aplicar una capa de acabado sobre la capa de recubrimiento.

9. 9.

   El método según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: proporcionar un paño humedecido con disolvente; y pasar el paño por cualquier marca de herramienta de la capa de recubrimiento con el paño.

10. 10.

    El método según la reivindicación 1, en donde un primer componente comprende un primer grupo funcional y un segundo componente comprende un segundo grupo funcional, y en donde dichos grupos funcionales primero y segundo se seleccionan de hidrógeno activo, isocianato, epóxido, ácido carboxílico, hidroxilo, amina, imina, acetoacetoxi y anhídridos; y extendiendo dicha composición de imprimación curable de dos componentes en el sustrato usando una espátula para formar una capa de recubrimiento.

11. 11.

    El método según la reivindicación 10, que comprende adicionalmente: el lijado del sustrato antes de extender dicha base de imprimación curable de dos componentes en el sustrato.

12. 12.

    El método según la reivindicación 10, que comprende adicionalmente: dejar curar la capa de recubrimiento al menos lo suficiente para permitir que se lije; lijar la capa de recubrimiento curada; aplicar una capa de acabado sobre la capa de recubrimiento curada y lijada.

13. 13.

    El método según la reivindicación 10, en donde la composición de imprimación curable de dos componentes tiene una viscosidad de 115 a 130 KU a un contenido en sólidos de al menos 70%.

14. 14.

    El método según la reivindicación 1, comprendiendo además el método: proporcionar una composición de imprimación curable multi-componente que tiene una viscosidad de 115 a 130 KU a un contenido en sólidos de al menos 74%;

    extender la composición de imprimación curable multi-componente en el área dañada preparada usando un aplicador de espátula para formar una capa de recubrimiento de imprimación; aplicando una capa de acabado directamente sobre la capa de recubrimiento de imprimación.

15. 15.

    El método según la reivindicación 14, en donde la composición de imprimación curable multi-componente comprende un polímero formador de película de acetoacetoxiacrilato y un agente de reticulado de cetimina.

16. 16.

    El método según la reivindicación 1, en donde un área dañada de un vehículo se va a reacabar, comprendiendo además el método:

    extender una composición de recubrimiento de imprimación curada de dos componentes, sin radicales libres, sin peróxido, en el área preparada usando una espátula para formar una capa de recubrimiento de imprimación;

    curar dicha capa de recubrimiento al menos el tiempo suficiente para permitir lijarse a la capa de recubrimiento; y aplicar una capa de acabado directamente sobre dicha capa de recubrimiento de imprimación.

17. 17.

    El método según la reivindicación 16, en donde la composición de recubrimiento de imprimación curada de dos componentes, sin radicales libres, sin peróxido, comprende grupos funcionales seleccionados de hidrógeno activo e isocianato, epóxido y ácido carboxílico, hidroxilo y ácido carboxílico, epóxido y amina, imina e isocianato, epóxido y amina, acetoacetoxi y amina, acetoacetoxi e imina, hidroxilo y anhídrido y epóxido y anhídrido.

18. 18.

    El método según la reivindicación 16, en donde la composición de recubrimiento de imprimación curada de dos componentes, sin radicales libre, sin peróxido, se forma por polimerización por adición de Michael entre grupos seleccionados a partir de acrilatos y aminas, polímeros funcionales acetoacetoxi y acrilatos, polímeros funcionales acetoacetoxi y cetiminas, y polímeros funcionales acetoacetoxi y aldiminas.

19. 19. El método según la reivindicación 1, comprendiendo además el método:

    limpiar el área dañada del sustrato y el acabado existente que la rodea usando uno o más limpiadores seleccionados del grupo que consiste en detergentes, agua y disolventes;

    lijar el área dañada; biselando una parte del acabado existente que rodea el área dañada; proporcionando una base de imprimación de dos componentes que comprende

    (i)

    un primer componente que comprende un polímero formador de película que tiene al menos un grupo funcional; y

    (ii)

    un segundo componente que comprende un agente de reticulado, en donde dicho agente de reticulado comprende al menos un grupo funcional reactivo con el al

    menos un grupo funcional del polímero formador de película en una reacción de reticu

    lado; mezclar el primer componente y el segundo componente; extender los componentes primero y segundo mezclados en el área dañada li

    5 jada usando una espátula para formar una capa de recubrimiento; disminuir la capa de recubrimiento en la parte biselada del acabado existente; curar la capa de recubrimiento al menos el tiempo suficiente para permitir el li

    jado de la capa de recubrimiento; lijar la capa de recubrimiento curada; y 10 aplicar una capa de acabado directamente sobre dicha capa de recubrimiento curada lijada.

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