ES2591008T3

ES2591008T3 - Sistemas de recubrimiento resistentes a la intemperie y a la abrasión para sustratos poliméricos

Info

Publication number: ES2591008T3
Application number: ES12716784.9T
Authority: ES
Inventors: Honnaiah Mallesha; Anantharaman Dhanabalan; Robert F. Hayes; Narayana Padmanabha Iyer; Marc Schaepkens
Original assignee: Momentive Performance Materials Inc
Current assignee: Momentive Performance Materials Inc
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2032-02-27
Also published as: KR20140010084A; JP2014511421A; EP2681285A1; WO2012118741A1; TWI530540B; US8940397B2; US20120219803A1; CN103492502B; MX352027B; EP2681285B1; BR112013021992A2; TW201239048A; MX2013009823A; JP6026440B2; CN103492502A

Abstract

Una composición de imprimación que comprende (1) un agente absorbente de UV inorgánico seleccionado entre el grupo que consiste en CeOx, TiOx, ZnOx, ZrOx, y combinaciones de los mismos, en los que x es 1-2; y (2) un polímero seleccionado entre (i) un copolicarbonato que comprende unidades de repetición A y B, y (ii) un poliuretano obtenido mediante reacción de un poliisocianato y un copolicarbonato diol que comprende unidades de repetición A y B, en los que las unidades de repetición A y B están representadas mediante las fórmulas siguientes:**Fórmula** y **Fórmula** en las que la relación molar de las unidades (A) con respecto a las unidades (B) está en el intervalo de aproximadamente 9:1 a aproximadamente 1:9, y en las que R1 es un grupo alicíclico divalente C8 a C12, R2 es un grupo divalente seleccionado entre el grupo que consiste en etileno, propileno y combinaciones de los mismos, n es un número entero que varía de 4 a 40; en la que el agente absorbente de UV está presente en una cantidad de aproximadamente un 1 a aproximadamente un 80 por ciento en peso basado en el peso total de la composición de imprimación.

Description

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DESCRIPCION

Sistemas de recubrimiento resistentes a la intemperie y a la abrasion para sustratos polimericos Antecedentes de la invencion

La presente invencion se refiere a sistemas de recubrimiento resistentes a la intemperie y a la abrasion para sustratos polimericos.

Los materiales polimericos, tales como el policarbonato, son alternativas prometedoras al vidrio para su uso como material estructural en una variedad de aplicaciones, que incluyen aplicaciones de vidriado para automoviles, transporte y arquitectura, en las que hay gran demanda de caracterlsticas de seguridad mejorada, reduccion de peso y libertad de diseno. Los sustratos de policarbonato planos, sin embargo, estan limitados por su falta de resistencia a la abrasion, a productos qulmicos, a los rayos UV y a la intemperie y, por tanto, necesitan ser protegidos con recubrimientos opticamente transparentes que atenuen las limitaciones anteriores en las aplicaciones mencionadas previamente.

Para conferir resistencia a la abrasion a los materiales polimericos, los sustratos de policarbonato se recubren por lo general con un recubrimiento duro de silicona termicamente curable. La poca resistencia a la intemperie del policarbonato, por otro lado, se trata mediante la adicion de materiales absorbentes de UV, organicos o inorganicos, a la capa de recubrimiento duro de silicona. Sin embargo, la incorporacion de absorbentes de UV, especialmente los basados en compuestos organicos, en la capa de silicona termicamente curable, lleva con frecuencia a un rendimiento inferior en cuanto a la resistencia a la abrasion.

Otro planteamiento para tratar el limitado rendimiento de resistencia a la abrasion asociado al uso de materiales absorbentes de UV organicos es el uso de materiales absorbentes de UV inorganicos, al menos parcialmente, en lugar de materiales absorbentes organicos. El beneficio esperado es evitar la adicion de una gran cantidad de compuestos organicos en el recubrimiento duro de silicona, manteniendo intactas, de este modo, las caracterlsticas de resistencia a la abrasion. Ademas, dada la fotoestabilidad y la estabilidad oxidativa de los materiales absorbentes de UV inorganicos en comparacion con los absorbentes de Uv organicos, el uso de materiales absorbentes de UV inorganicos puede contribuir potencialmente a conseguir una resistencia a la intemperie durante un periodo de tiempo prolongado.

No obstante, tecnicamente es un reto incorporar materiales absorbentes de UV inorganicos en forma de dispersion coloidal en una composition de recubrimiento basada en compuestos organicos, con o sin la presencia de sllice coloidal en la composicion de recubrimiento. Los retos estan relacionados con la capacidad para obtener dispersiones de absorbentes de UV inorganicos estables a largo plazo, la capacidad para inhibir la aglomeracion de las partlculas coloidales de los absorbentes de UV inorganicos, y la capacidad para maximizar la carga de absorbentes de UV inorganicos a fin de mantener las caracterlsticas de resistencia a la abrasion sin influir negativamente en la uniformidad de la pellcula.

Otro planteamiento para tratar la limitada resistencia a la abrasion de un recubrimiento duro de silicona termicamente curable es depositar un recubrimiento resistente a la abrasion tal como una capa de oxicarburo de silicio hidrogenado sobre sistemas de recubrimiento duro de silicona termicamente curables disponibles en el mercado mediante tecnicas de plasma. Sin embargo, aunque la resistencia a la intemperie en exteriores para tal sistema pudiera ser ligeramente mejor en comparacion con los sistemas de recubrimiento disponibles en el mercado, el sistema que contiene la capa de oxicarburo de silicio hidrogenado no es aun capaz de cumplir los requerimientos de durabilidad de 10-15 anos que el mercado demanda. Ademas, tal sistema de recubrimiento es una estructura multicapas relativamente compleja que es diflcil de fabricar. Debido a los costes de la materia prima y los costes de procesamiento e integration de las multiples capas, el sustrato de policarbonato recubierto con un sistema que comprende oxicarburo de silicio hidrogenado puede ser mucho mas caro que el vidrio convencional.

A fin de tratar la complejidad de fabrication de los sistemas que comprenden oxicarburo de silicio hidrogenado, se han comunicado mejoras, por ejemplo, en la publication de la solicitud de patente US 20060204746, en la que una capa de pellcula inorganica resistente a la intemperie se adhiere al sustrato polimerico y una capa de oxicarburo de silicio hidrogenado resistente a la abrasion depositada mediante plasma se deposita directamente sobre la capa de pellcula inorganica resistente a la intemperie. No obstante, a fin de asegurar la adhesion entre la pellcula resistente a la intemperie y el sustrato, as! como entre la pellcula resistente a la intemperie y la capa resistente a la abrasion, se requieren normalmente una o mas intercapas promotoras de la adhesion, complicando as! este proceso de fabricacion tambien.

Por tanto, continua existiendo la necesidad de una composicion y un metodo de recubrimiento protector para sustratos polimericos que sea eficaz para proporcionar una resistencia a la abrasion de tipo AS-2, una resistencia a la intemperie en exteriores a largo plazo en una estructura que sea mas sencilla de fabricar que las disponibles actualmente en la tecnica hasta donde conocen los presentes inventores. La presente invencion proporciona una respuesta a esta necesidad.

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Sumario de la invencion

De acuerdo con un aspecto de la invencion, se proporciona una composicion de imprimacion que comprende (1) un agente absorbente de UV inorganico; y (2) un pollmero seleccionado entre (i) un copolicarbonato que comprende unidades de repeticion A y B, y (ii) un poliuretano obtenido mediante reaccion de un poliisocianato y un copolicarbonato diol que comprende unidades de repeticion A y B,

en los que las unidades de repeticion A y B estan representadas mediante las formulas siguientes:

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en las que la relacion molar de las unidades (A) con respecto a las unidades (B) esta en el intervalo de aproximadamente 9:1 a aproximadamente 1:9, y en las que Ri es un grupo aliclclico divalente C8 a C12, R2 es un grupo divalente seleccionado entre el grupo que consiste en etileno y propileno, n es un numero entero que varla de 4 a 40.

En la composicion de imprimacion de la invencion, el agente absorbente de UV inorganico se selecciona entre el grupo que consiste en CeOx, TiOx, ZnOx, ZrOx, y combinaciones de los mismos, en los que X es 1-2.

La composicion de imprimacion es eficaz en cuanto a contener una cantidad significativa, del orden del 1 al 80 % en peso basado en el peso total de la composicion de imprimacion, de agentes absorbentes inorganicos. Es tambien adecuada para promover la adhesion entre un sustrato y una capa resistente a la abrasion tal como un recubrimiento superior basado en compuestos organicos curado mediante calor/UV o una capa de oxicarburo de silicio hidrogenado.

De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se proporciona un artlculo recubierto que incluye un sustrato polimerico, una capa de imprimacion dispuesta sobre al menos una superficie del sustrato, y una capa resistente a la abrasion dispuesta sobre la capa de imprimacion, en el que la capa de imprimacion esta preparada a partir de la composicion de imprimacion especificada anteriormente. La capa resistente a la abrasion puede ser un recubrimiento superior basado en compuestos organicos o un recubrimiento de oxicarburo de silicio hidrogenado.

De acuerdo con otro aspecto adicional de la invencion, se proporciona un metodo para proporcionar un sustrato polimerico con un sistema de recubrimiento resistente a la intemperie y a la abrasion. El metodo incluye las etapas de: (i) aplicar la composicion de imprimacion de la invencion sobre un sustrato polimerico; (ii) curar la composicion de imprimacion para proporcionar una capa de imprimacion; (iii) disponer una capa resistente a la abrasion sobre la capa de imprimacion para obtener de este modo un sustrato polimerico con un recubrimiento resistente a la intemperie y a la abrasion.

Breve descripcion de los dibujos

La Fig. 1 es una ilustracion esquematica de un artlculo recubierto de acuerdo con una realizacion de la invencion. La Fig. 2 es una ilustracion esquematica de un artlculo recubierto de acuerdo con otra realizacion de la invencion.

La Fig. 3 muestra el analisis MET de la seccion transversal de un artlculo recubierto de acuerdo con la presente invencion.

La Fig. 4 ilustra el rendimiento de resistencia a la intemperie esperado de un sustrato recubierto de acuerdo con la invencion en comparacion con el rendimiento de resistencia a la intemperie de un sustrato recubierto con un recubrimiento duro de silicona que contiene CeO2 y un sustrato recubierto con un sistema de recubrimiento

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AS4000/SHP470.

Descripcion detallada

En una realizacion de la invencion, se proporciona una composicion de imprimacion adecuada para proporcionar la adhesion de una capa resistente a la abrasion a un sustrato. La capa resistente a la abrasion puede ser un recubrimiento superior basado en compuestos organicos curado mediante calor/UV o una capa de oxicarburo de silicio hidrogenado.

La composicion de imprimacion de la invencion contiene (1) al menos un agente absorbente inorganico, y (2) un pollmero seleccionado entre (i) un copolicarbonato, y (ii) un poliuretano derivado de un copolicarbonato diol. El pollmero actua como una matriz para contener el agente absorbente inorganico.

El agente absorbente inorganico no esta limitado en particular. Ejemplos adecuados incluyen, si bien no se limitan a los mismos, CeOx, TiOx, ZnOx, ZrOx y una mezcla de estos oxidos metalicos, en los que x es 1-2. En una realizacion, el agente absorbente inorganico es CeO2.

El pollmero adecuado para la composicion de imprimacion de la invencion puede ser o bien (i) un copolicarbonato que comprende unidades de repeticion A y B, o bien (ii) un poliuretano obtenido mediante reaccion de un poliisocianato y un copolicarbonato diol que comprende unidades de repeticion A y B, en los que las unidades de repeticion A y B estan representadas mediante las formulas siguientes:

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en las que R1 es un grupo aliclclico divalente C8 a C12, R2 es un grupo divalente seleccionado entre el grupo que consiste en etileno y propileno, n es un numero entero que varla de 4 a 40. En una realizacion, las unidades de repeticion (A) y (B) estan presentes en una relacion molar que varla de aproximadamente 1:9 a aproximadamente 9:1, preferentemente de 1:3 a aproximadamente 3:1, mas preferentemente en una relacion de aproximadamente 1:1.

Tal y como se usa en el presente documento, un grupo aliclclico es un grupo o unidad no aromatico. Preferentemente, un grupo aliclclico es un grupo carbocfclico o heterocfclico no aromatico y representa, por ejemplo, sistemas de anillos que tienen de 6 a 10 atomos de carbono. Ejemplos de un grupo aliclclico divalente adecuado para su uso como R1 en la unidad de repeticion A son:

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En relacion con el pollmero (i), el peso molecular del copolicarbonato es de aproximadamente 500 a aproximadamente 10000, preferentemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 2000 con respecto al poliestireno convencional. Sin desear quedar ligado a teorla alguna, se considera la hipotesis de que la porcion aliclclica del copolicarbonato lleva a unas buenas propiedades de formacion de la pellcula y la porcion de polieter contribuye a conseguir la solubilidad en agua/alcohol. La naturaleza oligomerica de estos copolicarbonatos (Mn ~ 1 - 2000) favorece tambien ambos requerimientos de formacion de la pellcula y de solubilidad para las composiciones de imprimacion.

El copolicarbonato de la invencion contiene grupos terminales. Cada grupo terminal es un miembro seleccionado entre el grupo que consiste en un grupo hidroxilo, y un grupo sililo sustituido de formula:

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(Formula I)

en la que R1 es un residuo hidrocarbonado monovalente que tiene de 1 a 10 atomos de carbono, preferentemente de 1 a 3 atomos de carbono, cada Y es independientemente un miembro seleccionado entre el grupo que consiste en un atomo de halogeno, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 10 atomos de carbono, preferentemente de 1 a 3 atomos de carbono, y un grupo aciloxi que tiene de 1 a 10 atomos de carbono, preferentemente de 1 a 3 atomos de carbono, y 5 a es un numero que tiene un valor de 1 a 3. En una realizacion preferente, a es 3 e Y es un grupo alcoxi, preferentemente un grupo metoxi o etoxi.

El copolicarbonato que tiene grupos hidroxilo en sus terminales es un diol y ejemplos representativos de tales copolicarbonato dioles estan representados por la formula:

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*2 OH

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en la que R1, R2 y n son como de han definido anteriormente, y en la que x e y se seleccionan de tal modo que la relacion molar de x:y es de aproximadamente 1:9 a aproximadamente 9:1 y el peso molecular del copolicarbonato diol es de aproximadamente 500 a aproximadamente 10000, preferentemente de aproximadamente 1 a 15 aproximadamente 2000 con respecto al poliestireno convencional.

Los copolicarbonato dioles de la invencion se pueden preparar mediante la reaccion de condensation de un diol aliclclico y un polieter con carbonato de etileno como fuente de carbonato, u otros metodos que son conocidos por los expertos en la materia. Dioles aliclclicos adecuados incluyen, si bien no se limitan a los mismos, 20 cliclohexanodimetanol (CHDM) y triciclodecanodimetanol (TCDDM). Polieteres adecuados incluyen polipropilenglicol (PPG) y polietilenglicol (PEG). Preferentemente, el polieter tiene un peso molecular de aproximadamente 300 a aproximadamente 3000. Un ejemplo de esquema de reaccion que ilustra la slntesis de copolicarbonato con CHDM y PPG425 se presenta a continuation:

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Los copolicarbonato dioles de la invencion se pueden sililar adicionalmente, bien parcial o bien totalmente. La sililacion de los copolicarbonatos terminados en hidroxilo se puede conseguir mediante reaccion del copolicarbonato diol con un isocianatosilano. Isocianatosilanos adecuados son aquellos de formula general:

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en la que R3 es un grupo alquileno divalente con de 1 a 10, preferentemente de 1 a 3, atomos de carbono, R1 es un residuo hidrocarbonado monovalente que tiene de 1 a 10, preferentemente de 1 a 3, atomos de carbono, cada Y es

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independientemente un miembro seleccionado entre el grupo que consiste en un atomo de halogeno, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 10, preferentemente de 1 a 3, atomos de carbono, y un grupo aciloxi que tiene de 1 a 10, preferentemente de 1 a 3, atomos de carbono, y a es un numero que tiene un valor de 1 a 3. En una realizacion preferente, a es 3 e Y es un grupo alcoxi, preferentemente un grupo metoxi o etoxi. En una realizacion, R3 es un grupo propilo divalente.

Ejemplos de tal isocianatosilano para su uso en el procedimiento de sililacion son el a-isocianatometiltrimetoxisilano, P-isocianatoetiltrimetoxisilano, -isocianatopropiltrimetoxisilano, a-isocianatometiltrietoxisilano, P-isocianatoetil-

trietoxisilano, y y-isocianatopropiltrietoxisilano.

En una realizacion, la sililacion de los copolicarbonatos terminados en hidroxilo del presente documento puede ser sustancialmente completa, es decir, no habra presente esencialmente ningun grupo hidroxilo tras la sililacion. En otra realizacion, la sililacion sera incompleta, o parcial. En el caso de una sililacion incompleta, unos niveles de sililacion de no mas de aproximadamente un 95 por ciento molar y, ventajosamente, no mas de un 90 por ciento molar, de los grupos hidroxilos totales presentes en el copolicarbonato seran generalmente adecuados y se pueden lograr mediante el ajuste adecuado de las cantidades de isocianatosilano que se van a hacer reaccionar para un copolicarbonato terminado en hidroxilo dado.

En relacion con el pollmero (ii), los poliuretanos adecuados para su uso en la composition de imprimacion de la invention se derivan de la reaction de al menos un copolicarbonato diol, tal y como se ha especificado previamente en el contexto de una realizacion del pollmero (i), con al menos un poliisocianato.

Los isocianatos usados para preparar los poliuretanos de la invencion son isocianatos organicos e incluyen cualquiera de los poliisocianatos organicos convencionales conocidos, especialmente diisocianatos organicos. Preferentemente, el poliisocianato es un diisocionato representado por la formula OCN-R4-NCO, en la que R4 se selecciona entre

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El poliuretano adecuado para su uso en la composicion de imprimacion de la invencion se puede preparar mezclando el pollmero terminado en hidroxilo y el isocianato organico conjuntamente a presion y temperatura ambiente, aunque la velocidad de la reaccion aumenta significativamente si la temperatura de la mezcla de reaccion se eleva a una temperatura mayor, por ejemplo, una temperatura entre 60 y 100 °C y/o en presencia de un catalizador organo metalico tal como un catalizador basado en estano (dilaurato de dibutilestano (DBTDL)).

El poliuretano puede ser terminado en hidroxilo o terminado en isocianato. Se usa una relacion molar del NCO con respecto al OH de aproximadamente 1,1 a aproximadamente 4,0, dependiendo de la selection del copolicarbonato diol particular, a fin de proporcionar prepollmeros poliuretano terminados en isocianato. Se usa una relacion molar del NCO con respecto al OH de aproximadamente 0,3 a aproximadamente 0,95 y, mas preferentemente, de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 0,9, dependiendo del copolicarbonato diol especlfico, a fin de proporcionar prepollmeros poliuretano terminados en un grupo hidroxilo. Preferentemente, el poliuretano esta terminado en hidroxi.

La sililacion del poliuretano terminado en isocianato descrito en el presente documento se puede conseguir mediante la reaccion del poliuretano con un silano que posee al menos un grupo hidrolizable y al menos una funcionalidad que es reactiva para el isocianato, es decir, un grupo que contiene hidrogeno activo tal como hidroxilo, acido carboxllico, mercapto, amino primario o amino secundario. Ventajosamente, el silano es un aminosilano primario o secundario de formula general:

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en la que R6 es hidrogeno o un grupo alquilo con de 1 a 10 atomos de carbono, R7 es un grupo alquileno divalente con de 1 a 10 atomos de carbono, R2 y R3 son independientemente un grupo alquilo con de 1 a 6 atomos de carbono o un grupo arilo con de 6 a 8 atomos de carbono, y b tiene un valor de 0, 1 o 2. Preferentemente, b es 0, R7 es un grupo alquileno divalente con de 1 a 3 atomos de carbono, R3 es un grupo alquilo con de 1 a 3 atomos de carbono.

Ejemplos de aminosilanos para su uso en el procedimiento de sililacion del presente documento son 3- aminopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropiltrietoxisilano, 4-amino-3,3-dimetilbutiltrimetoxisilano, 4-amino-3,3-dimetil- butildimetoximetilsilano, N-metil-3-amino-2-metilpropiltrimetoxisilano, N-etil-3-amino-2-metilpropiltrimetoxisilano, N- etil-3-amino-2-metilpropildietoximetilsilano, N-etil-3-amino-2-metilpropiltrietoxisilano, N-etil-3-amino-2-metilpropil- metildimetoxisilano, N-butil-3-amino-2-metilpropiltrimetoxisilano, N-etil-4-amino-3,3-dimetilbutildimetoximetilsilano y N-etil-4-amino-3,3-dimetilbutiltrimetoxisilano, y similares.

La sililacion del poliuretano terminado en hidroxilo descrito en el presente documento se puede conseguir mediante la reaccion del poliuretano con un isocianatosilano. Isocianatosilanos adecuados son aquellos de formula general:

OCN R8-Si—(OR5)3_c

en la que R8 es un grupo alquileno divalente con de 1 a 10, preferentemente de 1 a 5, atomos de carbono, R4 y R5 son independientemente un grupo alquilo con de 1 a 6 atomos de carbono o un grupo arilo con de 6 a 8 atomos de carbono, y c tiene un valor de 0, 1 o 2. Preferentemente, c es cero, R5 es un grupo alquilo C1-C5, preferentemente un grupo alquilo C1 a C3, R8 es un grupo alquileno divalente con de 1 a 3 atomos de carbono.

Como en el caso del copolicarbonato diol sililado descrito anteriormente, la sililacion de los prepollmeros poliuretano terminados en hidroxi o terminados en isocianato del presente documento puede ser sustancialmente completa, es decir, no habra presente esencialmente ningun grupo hidroxilo y/o isocianato tras la sililacion.

Normalmente, ademas del agente absorbente de UV inorganico y el pollmero copolicarbonato o el pollmero poliuretano descritos anteriormente, la composition de imprimacion de la invention incluye un disolvente. El disolvente no esta limitado en particular. Ejemplos de disolventes incluyen alcoholes, tales como metanol, etanol, propanol, isopropanol, n-butanol, terc-butanol, metoxipropanol, etilenglicol, dietilenglicol butil eter, o combinaciones de los mismos. Otros disolventes organicos miscibles con agua tales como acetona, metil etil cetona, etilenglicol monopropil eter, y 2-butoxi metanol, tambien se pueden usar. Normalmente, estos disolventes se usan en combination con agua. En una realization, el disolvente usado es diacetona alcohol.

La composicion de imprimacion de la invencion puede incluir tambien otros aditivos tales como estabilizadores frente a la luz de aminas con impedimento esterico, antioxidantes, colorantes, modificadores del flujo, y agentes de nivelacion. Copollmeros de polieter-polisiloxano tales como BYK®TM-331 fabricado por BYK®-Chemie se anaden normalmente como modificador del flujo/agente de nivelacion.

La composicion de imprimacion de la presente invencion se pueden preparar mezclando simplemente el agente absorbente de UV inorganico y el copollmero policarbonato (i) o el pollmero poliuretano (ii) y los ingredientes opcionales en un disolvente. El orden de mezclado de los componentes no es crltico. El mezclado se puede lograr mediante cualquier medio conocido por el experto en la materia, por ejemplo, molido, mezclado, agitation, y similares. Las composiciones de imprimacion con cargas variables de agentes absorbentes de UV inorganicos tales como el CeO2, se ha descubierto que son estables durante varios meses o mas de 1 ano.

Las composiciones de imprimacion de la invencion se pueden depositar adecuadamente sobre un sustrato polimerico tal como una superficie de plastico. Ejemplos de tales plasticos incluyen materiales polimericos organicos sinteticos tales como pollmeros acrllicos, por ejemplo, poli(metacrilato de metilo) y similares; poliesteres, por ejemplo, poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de butileno), y similares; poliamidas, poliimidas, copollmero de acrilonitrilo-estireno, terpollmeros de estireno-acrilonitrilo-butadieno, cloruro de polivinilo, polietileno, y similares, policarbonatos, y copolicarbonatos tales como EXL, policarbonatos de alta temperatura.

El sustrato preferido esta formado por policarbonato o una resina acrllica. Los policarbonatos son materiales especialmente preferentes para sustratos transparentes debido a sus excelentes propiedades flsicas, mecanicas y

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qulmicas. En general, la eleccion del sustrato se determina finalmente por el uso final contemplado.

Una vez que la composicion de imprimacion de la invencion se ha aplicado sobre un sustrato mediante recubrimiento por flujo, recubrimiento por inmersion, recubrimiento por rotacion o cualquier otro metodo conocido por el experto en la materia, se deja secar para eliminar cualquier disolvente, por ejemplo, mediante evaporacion, dejando de este modo un recubrimiento seco. La composicion de imprimacion se puede curar posteriormente para proporcionar una capa de imprimacion.

Mediante un conjunto de experimentaciones planeadas, se ha observado que se puede preparar la capa de imprimacion con agentes absorbentes inorganicos tales como nanopartlculas de oxido metalico (especlficamente CeO2) con una carga del 1-80 % en peso de la pellcula seca. Se cree que se puede preparar tambien con otras nanopartlculas de oxido metalico con una carga del 1 -80 % en peso de la pellcula seca.

La capa de imprimacion formada a partir de la composicion de imprimacion de la invencion es eficaz en cuanto a proporcionar la adhesion de una capa resistente a la abrasion a un sustrato, y se puede usar como parte de un artlculo recubierto de la invencion. Por tanto, de acuerdo con otra realizacion de la invencion, se proporciona un artlculo recubierto que incluye un sustrato polimerico, una capa de imprimacion dispuesta sobre al menos una superfine de dicho sustrato, y una capa resistente a la abrasion dispuesta sobre dicha capa de imprimacion, en el que dicha capa de imprimacion esta preparada a partir de cualquier composicion de imprimacion de la invencion descrita en el presente documento.

Las Figuras 1 y 2 representan ejemplos ilustrativos, no limitantes de artlculos recubiertos de acuerdo con diferentes realizaciones de la invencion. Con respecto a la Fig. 1, el artlculo recubierto 1 incluye un sustrato 2, una capa de imprimacion 3 dispuesta sobre una superfine del sustrato 2, y un recubrimiento superior basado en compuestos organicos 4 dispuesto sobre la capa de imprimacion 3.

El recubrimiento superior se forma aplicando en primer lugar una composicion de recubrimiento sobre la capa de imprimacion, seguido del curado de la composicion. La composicion del recubrimiento superior no esta limitada en particular. Los recubrimientos duros de silicona compuestos por dispersiones de una resina de siloxanol / sllice coloidal son un ejemplo de una composicion de recubrimiento que se puede usar como recubrimiento superior. El recubrimiento superior puede contener adicionalmente agentes absorbentes de UV organicos si se desea, pero la carga puede ser menor que la de aquellos que no tienen agente absorbente inorganico bien en la capa de imprimacion o bien en la capa de recubrimiento duro. Por tanto, la integridad frente a la abrasion se mantiene y en algunos casos se mejora limitando la cantidad de agente absorbente de UV organico, mientras que, al mismo tiempo, se mejora la resistencia a la intemperie.

Las dispersiones de resina de siloxanol / sllice coloidal son conocidas en la tecnica. En general, estas composiciones tiene una dispersion de sllice coloidal en una solucion de alcohol alifatico/agua del condensado parcial de un alquiltrialcoxisilano, que puede ser un metiltrimetoxisilano. Las dispersiones de sllice coloidal acuosas tienen por lo general un tamano de partfcula en el intervalo de 5 a 150 nanometros de diametro. Las dispersiones de sllice coloidal se preparan mediante metodos bien conocidos en la tecnica y estan disponibles en el mercado. Dependiendo del porcentaje de solidos deseado en la composicion de recubrimiento final, se puede anadir alcohol, agua o un disolvente miscible con agua adicional. Generalmente, el sistema disolvente deberla contener de aproximadamente un 20 a aproximadamente un 75 por ciento en peso de alcohol para asegurar la solubilidad del siloxanol formado mediante condensacion del silanol. Si se desea, se puede anadir una cantidad menor de un disolvente polar miscible con agua adicional tal como acetona, butil Cellosolve y similares, al sistema disolvente de agua/alcohol. La composicion se deja envejecer durante un corto periodo de tiempo para asegurar la formation del condensado parcial de silanol, es decir, el siloxanol. Ejemplos de disolvente acuoso/organico que lleva dispersiones de resina de siloxanol / sllice coloidal se pueden encontrar en la patente de Estados Unidos n.° 3.986.997 de Clark que describe dispersiones acidas de sllice coloidal y silsesquioxano hidroxilado en un medio de alcohol-agua con un pH de aproximadamente 3-6. Asimismo, la patente de Estados Unidos n.° 4.177.315 de Ubersax describe una composicion de recubrimiento que comprende de aproximadamente un 5 a un 50 por ciento en peso de solidos que comprenden de aproximadamente un 10 a un 70 por ciento en peso de sllice y de aproximadamente un 90 a un 30 por ciento en peso de un silanol organico parcialmente polimerizado de formula general RSi(OH)3, en el que R se selecciona entre metilo y hasta aproximadamente un 40 % de un radical seleccionado entre el grupo que consiste en vinilo, fenilo, gamma-glicidoxipropilo y gamma-metacriloxipropilo, y de aproximadamente un 95 a un 50 por ciento en peso de disolvente, comprendiendo el disolvente aproximadamente de un 10 a un 90 por ciento en peso de agua y aproximadamente de un 90 a un 10 por ciento en peso de un alcohol alifatico inferior, teniendo la composicion de recubrimiento un pH superior a aproximadamente 6,2 e inferior a aproximadamente a 6,5. La patente de Estados Unidos n.° 4.476.281 de Vaughn describe una composicion de recubrimiento duro que tiene un pH de 7,1-7,8. En otro ejemplo, la patente de Estados Unidos n.° 4.239.798 de Olson et al. divulga un recubrimiento superior de organopolisiloxano termoestable relleno con sllice, que es el producto de condensacion de un silanol de formula RSi(OH)3, en la que R se selecciona entre el grupo que consiste en radicales alquilo con de 1 a 3 atomos de carbono, el radical vinilo, el radical 3,3,3-trifluoropropilo, el radical gamma-glicidoxipropilo, y el radical gamma- metacriloxipropilo, siendo al menos un 70 por ciento en peso del silanol CH3 Si(OH)3. El contenido de las patentes anteriores se incorpora como referencia en el presente documento.

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Las dispersiones de resina de siloxanol / sliice coloidal descritas anteriormente en el presente documento pueden contener condensados parciales tanto de organotrialcoxisilanos como de diorganodialcoxisilanos; y se pueden preparar con disolventes organicos adecuados tales como, por ejemplo, un alcanol con de 1 a 4 atomos de carbono, tal como metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol; glicoles y glicol eteres, tales como propilenglicol metil eter y similares, y mezclas de los mismos.

Los absorbentes de UV se pueden emplear a niveles de aproximadamente un 2 a aproximadamente un 20 por ciento en peso de la composition total. Absorbentes de UV adecuados son aquellos que correaccionan con el hidrolizado parcial y es menos probable que se volatilicen durante el curado termico. Absorbentes de UV ilustrativos incluyen la 4-[gamma-(trimetoxisilil)propoxi]-2-hidroxibenzofenona, 4-[gamma-(trietoxisilil)propoxi]-2-hidroxi- benzofenona, 2-[(trietoxisilil)propil]dibencilresorcinol, hidroxi benzofenona y benzotriazol que sirve al igual que la triazina, cianoacrilatos y bencilideno malonatos o mezclas de los mismos.

Otros aditivos, tales como estabilizadores frente a la luz de aminas con impedimento esterico, antioxidantes, colorantes, modificadores del flujo, y agentes de nivelacion o lubricantes de superficie, se pueden usar. Otros oxidos metalicos coloidales pueden estar presentes a una concentration de hasta un 10 % en peso del disolvente acuoso/organico que lleva dispersiones de resina de siloxanol / sllice coloidal y que pueden incluir oxidos metalicos tales como oxido de antimonio, oxido de cerio, oxido de aluminio, oxido de zinc, y dioxido de titanio.

Los productos de recubrimiento comerciales AS4000®, AS4700®, SHC2050® (Momentive Performance Materials), SILVUE® 121, SILVUE® 339, SILVUE® MP100 (SDC Technologies), y HI-GARD® 1080 (PPG) son todos ejemplos de recubrimientos basados en dispersiones de resina de siloxanol / sllice coloidal.

Con referencia a la Fig. 2, el artlculo recubierto 5 incluye un sustrato 6, una capa de imprimacion 7 depositada sobre una superficie del sustrato 6, y una capa de oxicarburo de silicio hidrogenado 8 depositada sobre la capa de imprimacion 7.

La capa de oxicarburo de silicio hidrogenado se puede depositar sobre la capa de imprimacion mediante tecnicas de deposition flsica en fase de vapor o deposition por plasma. Ejemplos de tecnicas incluyen, si bien no se limitan a las mismas, la deposicion qulmica en fase de vapor mejorada con plasma, el plasma termico con expansion, el plasma de microondas, el plasma de acoplamiento inductivo, y la deposicion qulmica en fase de vapor con plasma de alta densidad. La capa de oxicarburo de silicio hidrogenado se puede depositar tambien sobre la capa de imprimacion mediante uno de los siguientes: pulverization ionica, ablation laser, deposicion por arco catodico, y evaporation por haz de electrones.

Si se desea, se puede depositar un recubrimiento superior basado en compuestos organicos sobre la capa de oxicarburo de silicio hidrogenado para proporcionar al sustrato polimerico una resistencia a la abrasion y a la intemperie adicional.

Los siguientes ejemplos son ilustrativos y no se deben interpretar como limitantes de la invention tal y como se divulga y se reivindica en el presente documento. Todas las partes y porcentajes son en peso y todas las temperaturas son en grados Celsius, a menos que se indique expllcitamente lo contrario. Todas las solicitudes de patente, patentes y otras publicaciones citadas en el presente documento se incorporan como referencia en su totalidad.

Ejemplos

Ejemplo 1. Composiciones de imprimacion a base de CHDM-PPG coPC-CeO2

Parte A. Preparation de CHDM-PPG coPC

Procedimiento general: Se cargaron cliclohexanodimetanol (CHDM), polipropilenglicol (PPG-425) y carbonato de etileno en una relation molar de 1:1:3 en un matraz de fondo redondo y tres bocas equipado con un agitador, y un equipo de destilacion conectado a una bomba de vaclo. Al matraz se anadio un 0,5 % molar de acetato sodico anhidro. La mezcla de reaction se calento hasta una temperatura de 140 °C a presion atmosferica durante 30 minutos. Posteriormente, se aplico vaclo progresivamente (hasta 500 Pa) para eliminar el sub-producto (etilenglicol) mientras se elevaba simultaneamente la temperatura hasta 210 °C durante un periodo de cinco horas. Una vez completada la reaccion, el residuo se elimino de la mezcla de reaccion mediante exposition a alto vaclo para proporcionar el producto deseado, CHDM-PPG copolicarbonato diol.

Parte B. Preparacion de composiciones de imprimacion que contienen CHDM-PPG coPC y CeO2

Procedimiento general: Se agito una mezcla de CHDM-PPG coPC y diacetona alcohol en un matraz de fondo redondo a temperatura ambiente durante 5 minutos. Posteriormente se anadio 1-metoxi-2-propanol mientras se agitaba a temperatura ambiente. A la solution anterior se anadio lentamente oxido de cerio acuoso (20 % en peso) durante un periodo de 5 minutos a temperatura ambiente. La agitation se continuo durante 30 minutos a la misma

temperatura. Finalmente, a la mezcla anterior se anadio BYK®-331 y se agito durante 30 minutos a temperatura ambiente. Se obtuvo una composicion de imprimacion en forma de un lfquido amarillo transparente (pH 4-4,4).

De acuerdo con el procedimiento general, se prepararon las composiciones de imprimacion 1-4 con cargas variables 5 de CHDM-PPg coPC y oxido de cerio, y se muestran en las Tablas 1-4. Se encontro que estas composiciones eran adecuadas para su uso como imprimacion, ya que se obtenla una capa visualmente uniforme cuando se aplicaban sobre el sustrato de policarbonato y se secaban. Se observaron resultados similares cuando se selecciono CHDM- PPG coPC con Mn ~ 2000.

Tabla 1 Composicion de imprimacion 1

Componente: Cantidad en g % en peso No volatiles % en peso de la pellcula seca

CHDM-PPG (Mn ~ 1200): 1 1,6667 1,6667 33,3297

Diacetona alcohol (DA): 24,5 40,8329

1-metoxi-2-propanol (MP): 24,5 40,8329

20 % en peso de CeO2 acuoso - 10 g

Contenido de CeO2: 2 3,3333 3,333 66,6513

Contenido de agua: 8 13,3332

BYK®-331: 0,0006 0,00095 0,00095 0,019

: 60,001 100 5,00065 100

10

Tabla 2 Composicion de imprimacion 2

CHDM-PPG (Mn ~ 1200): 1 1,8517 1,8517 55,4385

Diacetona alcohol (DA): 24,5 45,37

1-metoxi-2-propanol (MP): 24,5 45,37

20 % en peso de CeO2 acuoso - 10 g

Contenido de CeO2: 0,8 1,4814 1,4814 44,352

Contenido de agua: 3,2 5,9255

BYK®-331: 0,004 0,007 0,007 0,21

: 54,004 100,01 3,3401 100,001

Tabla 3 Composicion de imprimacion 3

CHDM-PPG (Mn ~ 1200): 2 3,704 3,704 71,3337

Diacetona alcohol (DA): 24 44,444

1-metoxi-2-propanol (MP): 24 44,444

20 % en peso de CeO2 acuoso - 10 g

Contenido de CeO2: 0,8 1,4815 1,4815 28,5315

Contenido de agua: 3,2 5,9259

BYK®-331: 0,004 0,0074 0,007 0,1348

: 54 100,07 5,1925 100

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CHDM-PPG (Mn ~ 1200): 2 3,3333 3,3333 49,9951

Diacetona alcohol (DA): 24 39,9996

1-metoxi-2-propanol (MP): 24 39,9996

20 % en peso de CeO2 acuoso - 10 g

Contenido de CeO2: 2 3,3333 3,333 49,9991

Contenido de agua: 8 13,3332

BYK®-331: 0,00057 0,00095 0,00095 0,01425

: 60,0006 99,99995 6,66725 100,008

Ejemplo 2. Composiciones de imprimacion a base de CHDM-PEG coPC-CeO?

Similar al ejemplo 1, en lugar de CHDM-PPG coPC, se preparo CHDM-PEG coPC y se uso en la composicion de imprimacion. Tal y como se usa en el presente documento, PEG significa polietilenglicol.

Ejemplo 3. Composiciones de imprimacion a base de TCDDM-PPG coPC-CeO?

Similar al ejemplo 1, en lugar de CHDM-PPG coPC, se preparo TCDDM-PPG coPC y se uso en la composicion de imprimacion Tal y como se usa en el presente documento, TCDDM significa triciclodecanodimetanol.

Ejemplo 4. Composiciones de imprimacion a base de TCDDM-PEG coPC-CeO?

Similar al ejemplo 1, en lugar de CHDM-PPG coPC, se preparo TCDDM-PPG coPC y se uso en la composicion de imprimacion.

Ejemplo 5. Mezcla de composiciones de imprimacion a base de CHDM-PPG coPC y TCDDM-PPG coPC-CeO?

Similar al ejemplo 1, en lugar de CHDM-PPG coPC, se preparo una mezcla 1:1 de CHDM-PPG coPC y TCDDM- PPG coPC y se uso en la composicion de imprimacion.

Ejemplo 6. Composiciones de imprimacion a base de CHDM-PPG coPC sililado -CeO?

Parte A. Preparacion de CHDM-PPG coPC sililado

Procedimiento general: La reaccion se llevo a cabo sin disolvente. Se cargaron copolicarbonato diol y 3- isocianatopropiltrimetoxisilano en una relacion molar 1:2 en un matraz de fondo redondo. A la mezcla anterior se anadio una cantidad catalltica del catalizador dilaurato de dibutilestano (10-50 ppm). La mezcla de reaccion se calento hasta 80-85 °C con agitacion. La reaccion se controlo mediante el espectro FTIR para determinar la desaparicion del pico -NCO. Una vez completada la reaccion (2-5 horas), la mezcla de reaccion se enfrio hasta temperatura ambiente. En los casos en los que las reacciones se llevaron a cabo en un disolvente (tolueno/DMF), el disolvente se elimino de la mezcla de reaccion mediante vacfo.

Parte B. Preparacion de composiciones de imprimacion

Similar al ejemplo 1, en lugar de CHDM-PPG coPC, se preparo CHDM-PPG coPC sililado y se uso en la composicion de imprimacion.

Ejemplo 7. Composiciones de imprimacion a base de TCDDM-PPG coPC sililado -CeO?

Similar al ejemplo 6, en lugar de CHDM-PPG coPC sililado, se preparo TCDDM-PPG coPC totalmente sililado y se uso en la composicion de imprimacion.

Ejemplo 8. Mezcla de composiciones de imprimacion a base de CHDM-PPG coPC sililado y TCDDM-PPG coPC sililado -CeO?

Similar al ejemplo 1, en lugar de CHDM-PPG coPC, se preparo una mezcla de CHDM-PPG coPC totalmente sililado y TCDDM-PPG coPC totalmente sililado y se uso en la composicion de imprimacion.

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Se agito una mezcla de poli(metacrilato de metilo) ("PMMA") y diacetona alcohol en un matraz de fondo redondo a temperatura ambiente durante 5 minutos. Posteriormente se anadio 1-metoxi-2-propanol mientras se agitaba a temperatura ambiente. A la solucion anterior se anadio lentamente oxido de cerio acuoso (20 % en peso) durante un periodo de 5 minutos a temperatura ambiente. El PPMA precipito en cuanto se anadio el CeO2 acuoso. Esto demuestra que la dispersion PMMA/CeO2 no es adecuada para su uso como composition de imprimacion.

Tabla 5 Composition de imprimacion 5

PMMA: 1 1,6667 1,6667 33,3297

Diacetona alcohol (DA): 24,5 40,8329

1-metoxi-2-propanol (MP): 24,5 40,8329

20 % en peso de CeO2 acuoso - 10 g

Contenido de CeO2: 2 3,3333 3,333 66,6513

Contenido de agua: 8 13,3332

BYK®-331: 0,0006 0,00095 0,00095 0,019

: 60,001 100 5,00065 100

Ejemplo Comparativo B. Composiciones de imprimacion a base de PPG/CeO?

Se agito una mezcla de polipropilenglicol (PPG) con Mn ~ 425 y diacetona alcohol en un matraz de fondo redondo a temperatura ambiente durante 5 minutos. Posteriormente se anadio 1-metoxi-2-propanol mientras se agitaba a temperatura ambiente. A la solucion anterior se anadio lentamente oxido de cerio acuoso (20 % en peso) durante un periodo de 5 minutos a temperatura ambiente. La agitation se continuo durante 30 minutos a la misma temperatura. Finalmente, a la mezcla anterior se anadio BYK®-331 y se agito durante 30 minutos a temperatura ambiente. Se obtuvo la composicion de imprimacion en forma de un llquido amarillo transparente (pH 4-4,4). Se encontro que esta composicion resultante no era adecuada para su uso como imprimacion, ya que se obtenfa una capa visualmente no uniforme cuando se aplicaba sobre el sustrato de policarbonato y se secaba.

Tabla 6 Composicion de imprimacion 6

PPG (Mn 425): 1 1,6667 1,6667 33,3297

Diacetona alcohol (DA): 24,5 40,8329

1-metoxi-2-propanol (MP): 24,5 40,8329

20 % en peso de CeO2 acuoso - 10 g

Contenido de CeO2: 2 3,3333 3,333 66,6513

Contenido de agua: 8 13,3332

BYK®-331: 0,0006 0,00095 0,00095 0,019

: 60,001 100 5,00065 100

Ejemplo Comparativo C. Composiciones de imprimacion a base de PPG/CeO?

Similar al ejemplo comparativo B, con la exception de que se uso PPG con mayores pesos moleculares (Mn ~ 1000, 2000 y 8000) en lugar de PPG con Mn ~ 425. Se encontro que las composiciones resultantes no eran adecuadas para su uso como imprimacion, ya que se obtenla una capa visualmente no uniforme cuando se aplicaban sobre el sustrato de policarbonato y se secaban.

Ejemplo Comparativo D. Composiciones de imprimacion a base de PEG/CeO?

Similar al ejemplo comparativo B, con la excepcion de que se uso PEG con Mn ~ 300, en lugar de PPG con Mn ~ 425. Se encontro que esta composicion resultante no era adecuada para su uso como imprimacion, ya que se obtenla una capa visualmente no uniforme cuando se aplicaba sobre el sustrato de policarbonato y se secaba.

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Se agito una mezcla de homopolimero de CHDM y diacetona alcohol en un matraz de fondo redondo a temperatura ambiente durante 5 minutos. Posteriormente se anadio 1-metoxi-2-propanol mientras se agitaba a temperatura ambiente. A la solucion anterior se anadio lentamente oxido de cerio acuoso (20 % en peso) durante un periodo de 5 minutos a temperatura ambiente. El homopolimero de CHDM precipito en cuanto se anadio el CeO2 acuoso. Esto demuestra que la dispersion homopolimero de CHDM/CeO2 no es adecuada para su uso como imprimacion.

Ejemplo 9. Composiciones de imprimacion a base de poliuretanos de CHDM-PPG coPC-CeO?

Parte A. Preparacion de poliuretanos derivados de CHDM-PPG coPC

Procedimiento general: Se sintetizaron prepolimeros poliuretano terminados en NCO o en hidroxilo mediante extension de la cadena de un copolicarbonato diol terminado en hidroxilo con diisocianato. Dependiendo de la relacion de NCO/OH, se prepararon poliuretanos terminados en hidroxilo o en isocianato. La reaccion se puede llevar a cabo tanto con disolvente como sin disolvente. En los casos en los que la reaccion se efectuo en un disolvente (tolueno/DMF), el disolvente se elimino de la mezcla de reaccion al vacfo una vez completada la reaccion.

Parte B. Preparacion de las composiciones de imprimacion (propuestas)

Similar al ejemplo 1, en lugar de CHDM-PPG coPC, se usan poliuretanos de CHDM-PPG coPC en las composiciones de imprimacion.

Ejemplo 10. Composiciones de imprimacion a base de poliuretano sililado de CHDM-PPG coPC - CeO2

Parte A. Preparacion de poliuretano sililado derivado de CHDM-PPG coPC

Se cargaron el poliuretano preparado en la Parte A del Ejemplo 9 anterior y 3-isocianatopropiltrimetoxi silano en una relacion molar de 1:2 en un matraz de fondo redondo. A la mezcla se anadieron de 10 a 20 ppm de dilaurato de dibutilestano. La reaccion se calento hasta una temperatura de 80 a 85 °C con agitacion. La reaccion se controlo mediante el espectro FTIR, para determinar la desaparicion del pico -NCO. Una vez completada la reaccion al cabo de un periodo de 2 a 5 horas, la mezcla de reaccion se enfrio hasta temperatura ambiente para producir el producto deseado.

Parte B. Preparacion de la composicion de imprimacion (propuesta)

Similar al ejemplo 1, en lugar de CHDM-PPG coPC, se usa poliuretano sililado de CHDM-PPG coPC en la composicion de imprimacion.

Ejemplo 11. Ejemplos de recubrimiento 1, 2 y Ejemplo de recubrimiento comparativo A

Parte A. Preparacion de un recubrimiento duro de silicona que comprende una dispersion de resina de siloxanol / silice coloidal

Se cargaron 704,3 g de metiltrimetoxisilano y 16,75 g de acido acetico en un matraz Erlenmeyer de 3 l. Se anadio una barra de agitacion magnetica y despues se enfrio el matraz en un bano de hielo mientras se agitaba mediante un agitador magnetico. Una vez que la mezcla del matraz alcanzo una temperatura de < 10 °C, se anadio una mezcla de 283,2 g de silice coloidal AS40 (Grace Davidson) y 250,4 g de agua desionizada durante un periodo de 20-30 minutos mientras se agitaba. Se tuvo cuidado de no dejar que la temperatura de la mezcla de reaccion aumentara a > 35 °C durante la adicion de la mezcla silice coloidal/agua. Una vez completada la adicion, la mezcla se dejo en agitacion durante ~ 16 horas mientras se fundia el bano de hielo y la dispersion se calentaba hasta temperatura ambiente. La mezcla de reaccion, ahora una suspension turbia, se diluyo despues con 330,5 g de isopropanol, 326,3 g de n-butanol y 37,45 g de acido acetico. La mezcla de reaccion se dejo reposar de nuevo durante > 24 horas, y despues se anadieron 2,06 g de solucion de acetato de tetrabutilamonio y 0,37 g de BYK®302 (BYK®-Chemie) para proporcionar una composicion de recubrimiento. Esta composicion de recubrimiento se dejo envejecer a temperatura ambiente durante > 4 semanas antes de la aplicacion sobre un sustrato imprimado.

Parte B. Recubrimiento de policarbonatos

La composicion de imprimacion 1 descrita en el ejemplo 1 se deposito sobre un sustrato de policarbonato. El disolvente se evaporo posteriormente; y la composicion de imprimacion se curo para proporcionar una capa de imprimacion.

El recubrimiento superior de silicona preparado en la Parte A del ejemplo 11 o de AS4700 se depositaron despues sobre la capa de imprimacion y se curaron termicamente para proporcionar los Ejemplos de recubrimiento 1 y 2.

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A efectos comparativos, se preparo el conjunto de un recubrimiento duro de silicona que contenla SHP470 como imprimacion y AS4700 como recubrimiento superior para proporcionar el Ejemplo de recubrimiento comparativo A. Las combinaciones especlficas de la imprimacion y el recubrimiento superior para los Ejemplos de recubrimiento 1 y 2 y el Ejemplo de recubrimiento comparativo A se dan en la tabla 7.

La resistencia a la abrasion normal, la adhesion y las propiedades opticas observadas para el sustrato de policarbonato recubierto con el conjunto descrito en la tabla 7 se dan en la tabla 8.

Tabla 7. Ejemplos de recubrimiento

Ejemplo de recubrimiento: Imprimacion Recubrimiento superior

1: Composicion de imprimacion 1 del Ejemplo 1 Parte A del Ejemplo 11

2: Composicion de imprimacion 1 del Ejemplo 1 AS4700

Comparativo A: SHP470 AS4700

Tabla 8. Resistencia a la abrasion, adhesion y propiedades opticas para sustratos de policarbonato recubiertos.

Ejemplo de recubrimiento: % T % Turbidez Abrasion Taber ciclos AH500 Adhesion

1: 88,1 0,89 3,0 5B

2: 88,4 0,81 3,7 5B

Comparativo A: 90,3 0,68 6,1 5B

Como se muestra en la Tabla 8, el Ejemplo de recubrimiento 2 para PC mostraba una resistencia a la abrasion, una adhesion y unas propiedades opticas buenas, similares a las del recubrimiento SHP470/AS4700. Se observan propiedades similares para el Ejemplo de recubrimiento 1 en el que el recubrimiento superior no contiene el absorbente de UV organico. Como se infiere del analisis MET de la seccion transversal mostrado en la Figura 3, no hay micro-grietas ni delaminacion en las interfaces (PC/imprimacion/recubrimiento superior).

Ejemplo 12. Ejemplo de recubrimiento 3 y Ejemplos de recubrimiento comparativos B iC

Ejemplo de recubrimiento 3: Una mezcla de 2,0 g de CHDM-PPG coPC (Mn ~ 1200), 24,00 g de diacetona alcohol, y 24,00 g de 1-metoxi-2-propanol se mezclo a temperatura ambiente para proporcionar una solucion. A la solucion de CHDM-PPG coPC se anadieron 2,04 g de oxido de cerio acuoso (20 % en peso). La mezcla resultante se agito hasta obtener una dispersion homogenea. A la dispersion se anadieron 0,004 g de BYK®-331 como agente de flujo/nivelacion para proporcionar una composicion de imprimacion. La composition de imprimacion era un llquido amarillo transparente (pH 3,5-4,4).

Esta composicion de imprimacion se deposito sobre un sustrato de policarbonato. El disolvente se elimino y la composicion de imprimacion se curo para proporcionar una capa de imprimacion. El recubrimiento superior de silicona del ejemplo 11, parte A, se deposito sobre la capa de imprimacion y se curo termicamente para proporcionar el Ejemplo de recubrimiento 3.

Ejemplo de recubrimiento comparativo B: Al recubrimiento duro de silicona preparado en la Parte A del Ejemplo 11 se anadio CeO2 para proporcionar un recubrimiento duro que contenfa CeO2. El recubrimiento duro que contenfa CeO2 se deposito sobre un sustrato de vidrio sin imprimacion para proporcionar el Ejemplo de recubrimiento comparativo B.

Ejemplo de recubrimiento comparativo C: Un sustrato de policarbonato se imprimo con SHP470 y despues se recubrio con AS4000 como recubrimiento superior para proporcionar el Ejemplo de recubrimiento comparativo C.

La perdida de absorbancia en la exposition a la radiation UV para los Ejemplos de recubrimiento comparativos B y C se muestra en la Figura 4. El rendimiento de resistencia a la intemperie esperado del Ejemplo de recubrimiento 3 se muestra tambien en la Figura 4.

Aunque la invention se ha descrito previamente con referencia a realizaciones especlficas de la misma, es evidente que se pueden efectuar muchos cambios, modificaciones y variaciones partiendo del concepto de la invencion divulgada en el presente documento. De acuerdo con ello, se pretende abarcar todos estos cambios, modificaciones, y variaciones que caen dentro del esplritu y amplio alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Una composicion de imprimacion que comprende (1) un agente absorbente de UV inorganico seleccionado entre el grupo que consiste en CeOx, TiOx, ZnOx, ZrOx, y combinaciones de los mismos, en los que x es 1-2; y (2) un pollmero seleccionado entre (i) un copolicarbonato que comprende unidades de repeticion A y B, y (ii) un poliuretano obtenido mediante reaccion de un poliisocianato y un copolicarbonato diol que comprende unidades de repeticion A y B,

en los que las unidades de repeticion A y B estan representadas mediante las formulas siguientes:

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en las que la relacion molar de las unidades (A) con respecto a las unidades (B) esta en el intervalo de aproximadamente 9:1 a aproximadamente 1:9, y en las que R1 es un grupo aliclclico divalente C8 a C12, R2 es un grupo divalente seleccionado entre el grupo que consiste en etileno, propileno y combinaciones de los mismos, n es un numero entero que varla de 4 a 40;

en la que el agente absorbente de UV esta presente en una cantidad de aproximadamente un 1 a aproximadamente un 80 por ciento en peso basado en el peso total de la composicion de imprimacion.
2. La composicion de imprimacion de la reivindicacion 1, en la que el copolicarbonato del componente (2)(i) comprende grupos terminales, en el que cada grupo terminal es un miembro seleccionado entre el grupo que consiste en un grupo hidroxilo, y un grupo sililo sustituido de formula

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en la que R1 es un residuo hidrocarbonado monovalente que tiene de 1 a 10 atomos de carbono, cada Y es independientemente un miembro seleccionado entre el grupo que consiste en un atomo de halogeno, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 10 atomos de carbono, y un grupo aciloxi que tiene de 1 a 10 atomos de carbono, y a es un numero que tiene un valor de 1 a 3.
3. La composicion de imprimacion de la reivindicacion 2, en la que mas de un 95 por ciento molar de los grupos terminales del copolicarbonato del componente (2)(i) son grupos sililo de Formula (I), o en la que mas de un 95 por ciento molar de los grupos terminales del copolicarbonato del componente (2)(i) son grupos hidroxilo.
4. La composicion de imprimacion de la reivindicacion 1, en la que cada aparicion de R1 es independientemente

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5. La composicion de imprimacion de la reivindicacion 1, en la que el poliisocianato es un diisocianato representado por

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en el que R4 se selecciona entre

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6. La composicion de imprimacion de la reivindicacion 1, en la que el poliuretano esta terminado en hidroxilo o terminado en isocianato, o en la que el poliuretano esta sililado con al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en aminosilano e isocianatosilano, preferentemente en la que el aminosilano tiene como formula general:

RSNH...R,------Si-(OR3)3b

en la que R6 es hidrogeno o un grupo alquilo con de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 atomos de carbono, R7 es un grupo alquileno divalente con de 1 a 10 atomos de carbono, R2 y R3 son independientemente un grupo alquilo con de aproximadamente 1 a aproximadamente 6 atomos de carbono o un grupo arilo con de aproximadamente 6 a aproximadamente 8 atomos de carbono, y b tiene un valor de 0, 1 o 2; y el isocianatosilano tiene como formula general:

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en la que R8 es un grupo alquileno divalente con de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 atomos de carbono, R4 y R5 son independientemente un grupo alquilo con de aproximadamente 1 a aproximadamente 6 atomos de carbono o un grupo arilo con de aproximadamente 6 a aproximadamente 8 atomos de carbono, y c tiene un valor de 0, 1 o 2.
7. Un artlculo recubierto que comprende un sustrato polimerico, una capa de imprimacion dispuesta sobre al menos una superficie de dicho sustrato, y una capa resistente a la abrasion dispuesta sobre dicha capa de imprimacion, en

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el que dicha capa de imprimacion esta preparada a partir de la composicion de imprimacion de la reivindicacion 1.
8. El artlculo recubierto de la reivindicacion 7, en el que dicha capa resistente a la abrasion es un recubrimiento duro de silicona, o una capa de oxicarburo de silicio hidrogenado.
9. El artlculo recubierto de la reivindicacion 8, en el que la capa de oxicarburo de silicio hidrogenado se deposita sobre la capa de imprimacion mediante deposicion flsica en fase de vapor o deposicion por plasma, preferentemente mediante un metodo seleccionado entre el grupo que consiste en deposicion qulmica en fase de vapor mejorada con plasma, plasma termico con expansion, plasma de microondas, plasma de acoplamiento inductivo, deposicion qulmica en fase de vapor con plasma de alta densidad, y combinaciones de los mismos, o mediante uno de los siguientes: pulverizacion ionica, ablacion laser, deposicion por arco catodico, y evaporacion por haz de electrones.
10. Un metodo para proporcionar un sustrato polimerico recubierto con un sistema de recubrimiento resistente a la intemperie y a la abrasion, que comprende las etapas de:

(i) aplicar la composicion de imprimacion de la reivindicacion 1 sobre un sustrato polimerico;

(ii) curar la composicion de imprimacion para proporcionar una capa de imprimacion; y

(iii) disponer una capa resistente a la abrasion sobre la capa de imprimacion para obtener de este modo el sustrato polimerico recubierto con un sistema de recubrimiento resistente a la intemperie y a la abrasion.
11. El metodo de la reivindicacion 10 o el artlculo recubierto de la reivindicacion 8, en los que la capa resistente a la abrasion es un recubrimiento superior basado en compuestos organicos.
12. El metodo de la reivindicacion 10, en el que la etapa (iii) comprende: aplicar una composicion de recubrimiento superior basado en compuestos organicos sobre la capa de imprimacion, y curar la composicion para proporcionar el recubrimiento superior basado en compuestos organicos sobre la capa de imprimacion.
13. El metodo de la reivindicacion 10, en el que la capa resistente a la abrasion es un recubrimiento duro de silicona.
14. El metodo de la reivindicacion 10, en el que la etapa (iii) comprende: aplicar una composicion de recubrimiento duro de silicona sobre la capa de imprimacion, y curar la composicion para proporcionar el recubrimiento duro de silicona sobre la capa de imprimacion.
15. El metodo de la reivindicacion 10, en el que la capa resistente a la abrasion es una capa de oxicarburo de silicio hidrogenado.
16. El metodo de la reivindicacion 10, en el que la etapa (iii) comprende depositar una capa de oxicarburo de silicio hidrogenado sobre la capa de imprimacion mediante uno de los siguientes: deposicion por plasma y deposicion flsica en fase de vapor.
17. El metodo de la reivindicacion 10, en el que la composicion de imprimacion se deposita sobre el sustrato polimerico mediante recubrimiento por flujo, recubrimiento por inmersion o recubrimiento por rotacion.
18. El metodo de la reivindicacion 10 o el artlculo recubierto de la reivindicacion 9, en los que dicho sustrato polimerico se selecciona entre policarbonatos y copolicarbonatos, pollmeros acrllicos, poliesteres, poliamidas, poliimidas, copollmero de acrilonitrilo-estireno, terpollmeros de estireno-acrilonitrilo-butadieno, cloruro de polivinilo, polietileno, y combinaciones de los mismos.