ES2644614T3 - Composiciones de formación de película aptas para curado que muestran resistencia al bruñido y bajo brillo - Google Patents

Description

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DESCRIPCION

Composiciones de formacion de pellcula aptas para curado que muestran resistencia al brunido y bajo brillo Campo de la invencion

La presente invencion se refiere generalmente a composiciones de formacion de pellcula aptas para curado que demuestran propiedades de resistencia al brunido y bajo brillo.

Antecedentes de la invencion

Recientemente, un gran acuerdo de esfuerzo investigador en la industria de los revestimientos se ha centrado en la resistencia al desgaste usual y la resistencia a la abrasion de los revestimientos transparentes. Aunque estos dos terminos con frecuencia se usan de forma intercambiable, los sucesos flsico y mecanlstico son bastante diferentes. El desgaste usual es un fenomeno proximo a la superficie que implica pequenas rayas, normalmente sin retirada significativa de material. La abrasion implica un dano mucho mas grave y con frecuencia engloba perdida significativa de material de revestimiento. Como tal, la resistencia al desgaste usual se ve afectada principalmente por las propiedades superficiales mientras que la resistencia a la abrasion se controla mediante las propiedades de volumen. Los atributos qulmicos que afectan a estas propiedades mecanicas con frecuencia son divergentes. Por ejemplo, los revestimientos llmpidos de uretano acrllicos pueden tener excelente resistencia a la abrasion pero pobre resistencia al desgaste usual. Por otra parte, los revestimientos acrllicos de melamina pueden tener buena resistencia al desgaste usual y una resistencia a la abrasion de media a pobre. Un ejemplo comun de dano por desgaste usual es la perdida de brillo en un acabado para automovil. El acabado de alto brillo de un coche nuevo se vuelve mate y borroso con el tiempo debido a las rayas y abrasiones. La mayorla de este dano esta provocado por la accion de frotado de los tejidos o cerdas usados en los lavados automaticos para coches. El dano por abrasion se aprecia mejor comunmente en los revestimientos para pavimentos, y en su forma mas acusada el sustrato puede quedar expuesto. El brunido de revestimientos altamente pigmentados se define menos bien en la bibliografla pero contiene elementos de desgaste usual y abrasion as! como tambien adhesion interfacial. Existen al menos cuatro mecanismos diferentes de desgaste que pueden contribuir al brunido de los revestimientos que contienen cargas o pigmentos. 1) Retirada de pellcula en la interfaz aire/superficie, 2) abstraction de la carga mediante fallo del aglutinante cohesivo, 3) abstraccion de la carga mediante fallo de adhesivo y/o 4) desgaste de la carga. El mecanismo que predomina puede variar dependiendo del revestimiento, condiciones de abrasion y exposition en ambientes exteriores. Idealmente, un revestimiento resistente al brunido tiene buena resistencia de abrasion, buena resistencia al desgaste usual y partlculas de pigmento con excelente compatibilidad con el aglutinante.

Normalmente, las aeronaves de camuflaje utilizan revestimientos pigmentados de alto brillo para lograr muchos de sus requisitos de rendimiento. Estos acabados mate o de bajo brillo exhiben flsicamente superficies rugosas, que, idealmente, reflejan la luz visible de forma difusa. Estas superficies flsicamente rugosas son diflciles de limpiar y, con frecuencia, requieren frotado con una almohadilla abrasiva, lo cual, con el tiempo, puede aumentar la uniformidad de la reflectancia del revestimiento, denominada brunido. El aumento de la reflexion se percibe visualmente como cambio de color que tiene como resultado areas de contraste mas elevado. Mecanicamente, el aumento de brillo o brunido viene determinado por la abrasion de la superficie de pintura rugosa que produce una superficie mas suave con mas reflexion uniforme.

Serla deseable desarrollar composiciones de formacion de pellcula aptas para curado que puedan limpiarse de forma repetida con detergentes y abrasivos sin aumentar la reflectancia del revestimiento.

Sumario de la invencion

La presente invencion va destinada a composiciones formadoras de pellcula aptas para curado que comprenden:

(a) un aglutinante polimerico que comprende al menos una resina polimerica que tiene grupos funcionales reactivos;

(b) un agente de curado que contiene grupos funcionales que son reactivos con los grupos funcionales reactivos de (a); y

(c) partlculas de sllice que se han funcionalizado sobre sus superficies con un amino silano para conferir a las superficies grupos funcionales amino primarios. Tras la aplicacion a un sustrato como revestimiento y despues del curado, la composition de formacion de pellcula apta para curado demuestra un brillo inicial a 85° menor de 30 y un aumento de brillo a 85° de no mas de 10 unidades de brillo, cuando se somete a diversos METODOS DE ENSAYO DE ABRASION como se define en la presente memoria.

Descripcion detallada de la invencion

Se indica que, tal y como se usa en la presente memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, las formas en singular "un", "una" y "el", "la" incluyen referencias en plural, a menos que se limite de forma expresa e inequlvoca a una referencia.

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Ademas de los ejemplos de operacion, o en cualquier otro punto donde se indique, se entiende que todos los numeros y expresiones que hagan referencia a cantidades de ingredientes, condiciones de reaccion, etc., usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones, estan modificados en todos los casos por el termino "aproximadamente". Se divulgan diversos intervalos numericos en la presente solicitud de patente. Debido a que estos intervalos son continuos, pueden incluir cada valor entre valores mlnimo y maximo. A menos que se indique expresamente lo contrario, los diversos intervalos numericos especificados en la presente solicitud son aproximaciones.

Se entiende que las diversas realizaciones y ejemplos de la presente invencion, tal y como se presentan en la presente memoria, son no limitantes con respecto al alcance de la invencion.

Tal y como se usa en la siguiente descripcion y las reivindicaciones, los siguientes terminos tiene los significados indicados a continuacion:

Los terminos "acrllico" y "acrilato" se usan de forma intercambiable (a menos que se altere el significado deseado) e incluyen acidos acrllicos, anhldridos y sus derivados, tales como esteres de alquilo C1-C5, acidos acrllicos con sustitucion de alquilo inferior, por ejemplo, acidos acrllicos sustituidos C1-C5, tales como acido metacrllico, acido etacrllico, etc., y sus esteres de alquilo C1-C5, a menos que se indique claramente lo contrario. Se pretende que los terminos "(met)acrllico" o "(met)acrilato" abarquen las formas tanto acrllica/acrilato y metacrllica/metacrilato del material indicado, por ejemplo, un monomero de (met)acrilato.

La expresion "apto para curado", tal y como se usa por ejemplo en conexion con una composicion apta para curado, significa que la composicion indicada es apta para polimerizacion o apta para reticulacion a traves de los grupos funcionales, por ejemplo, por un medio que incluye, pero sin limitarse a, exposicion termica (incluyendo curado ambiental) y/o catalltica.

El termino "curar", "curado" o terminos similares, tal y como se usan en conexion con una composicion curada o apta para curado, por ejemplo, una "composicion curada" de alguna descripcion especlfica, significa que al menos una parte de los componentes aptos para polimerizacion y/o reticulacion que forman la composicion apta para curado se polimeriza y/o reticula. Adicionalmente, el curado de una composicion apta para polimerizacion se refiere a someter a dicha composicion a condiciones de curado tal como, pero sin limitarse, curado termico, que conduce a la reaccion de los grupos funcionales reactivos de la composicion, y que tiene como resultado la polimerizacion y la formation de una fraction polimerizada. Cuando se somete una composicion apta para polimerizacion a condiciones de curado, tras la polimerizacion y despues tiene lugar la reaccion de la mayorla de los grupos terminales reactivos, la velocidad de reaccion del resto de grupos terminales reactivos que no han reaccionado se vuelve progresivamente mas lenta. La composicion apta para polimerizacion se puede someter a condiciones de curado hasta que experimente curado al menos de forma parcial. La expresion "al menos parcialmente curada" significa someter a la composicion apta para polimerizacion a condiciones de curado, cuando tiene lugar la reaccion de al menos una parte de los grupos reactivos de la composicion, para formar una fraccion polimerizada. La composicion apta para polimerizacion tambien se puede someter a condiciones de curado de forma que se obtenga un curado sustancialmente completo y en el que el curado adicional no tiene como resultado una mejora significativa de las propiedades del pollmero, tales como dureza.

El termino "reactivo" se refiere a un grupo funcional capaz de experimentar una reaccion qulmica con si mismo y/u otros grupos funcionales de forma espontanea o tras la aplicacion de calor o en presencia de un catalizador o por otros medios conocidos por los expertos en la tecnica.

La expresion "resistente a brunido" se refiere a la capacidad de un revestimiento para mantener su brillo sin demostrar un aumento significativo (es decir, menos de 15 puntos) de brillo tras el frotado con un material o almohadilla abrasiva.

La presente invencion va destinada a composiciones de formacion de pellcula aptas para curado. Las composiciones de formacion de pellcula comprenden (a) un aglutinante polimerico que comprende al menos una resina polimerica que tiene grupos funcionales reactivos. Los ejemplos de grupos funcionales reactivos incluyen grupos hidroxilo, grupos carbamato, grupos carboxilo, grupos isocianato, grupos carboxilato, grupos de amina primaria, grupos de amina secundaria, grupos amida, grupos urea, grupos de uretano, grupos epoxi y combinaciones de los mismos.

Las resinas de formacion de pellcula polimericas particularmente utiles apropiadas como aglutinante polimerico (a) son pollmeros acrllicos, poliesteres, incluyendo compuestos alquldicos y poliuretanos. Generalmente, estos pollmeros pueden ser cualesquiera pollmeros de estos tipos formados por medio de cualquier metodo conocido por los expertos en la tecnica, en los que los pollmeros son aptos para dispersion o emulsion en agua y preferentemente de solubilidad en agua limitada.

Los pollmeros acrllicos apropiados incluyen copollmeros de uno o mas esteres alqullicos de acido acrllico o acido metacrllico, opcionalmente junto con uno o mas monomeros etilenicamente insaturados aptos para polimerizacion.

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Los esteres de alquilo utiles de acido acrilico o metacrilico incluyen esteres aiquliicos alifaticos que contienen de 1 a 30 y preferentemente de 4 a 18 atomos de carbono en el grupo alquilo. Los ejemplos no limitantes incluyen metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de butilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo y acrilato de 2-etil- hexilo. Otros monomeros etilenicamente insaturados apto para copolimerizacion apropiados incluyen compuestos vinil aromaticos tales como estireno y vinil tolueno; nitrilos tales como acrilonitrilo y metacrilonitrilo; haluros de vinilo y vinilideno tales como cloruro de vinilo y fluoruro de vinilideno y esteres vinllicos tales como acetato de vinilo.

El copollmero acrilico puede incluir grupos funcionales de hidroxilo, que con frecuencia se incorporan en el pollmero incluyendo uno o mas monomeros con funcionalidad de hidroxilo en los reaccionantes usados para producir el copollmero. Los monomeros con funcionalidad de hidroxilo utiles incluyen acrilatos de hidroxialquilo y metacrilatos, que normalmente tienen de 2 a 4 atomos de carbono en el grupo hidroxialquilo, tales como acrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, acrilato de 4-hidroxibutilo, aductos con funcionalidad hidroxi de caprolactona y acrilatos de hidroxialquilo, y metacrilatos correspondientes, as! como tambien los monomeros con funcionalidad beta-hidroxi ester descritos a continuacion. El pollmero acrilico tambien se puede preparar con N-(alcoximetil)acrilamidas y N- (alcoximetil)metacrilamidas.

Los monomeros con funcionalidad de beta-hidroxi ester se pueden preparar a partir de monomeros con funcionalidad epoxi etilenicamente insaturados y acidos carboxllicos que tienen de aproximadamente 13 a aproximadamente 20 atomos de carbono, o a partir de monomeros con funcionalidad de acido etilenicamente insaturados y compuestos epoxi que contienen al menos 5 atomos de carbono que no son aptos para polimerizacion con el monomero con funcionalidad de acido etilenicamente insaturado.

Los monomeros con funcionalidad, epoxi etilenicamente insaturado utiles usados para preparar los monomeros con funcionalidad de beta-hidroxi ester incluyen, pero sin limitarse a, acrilato de glicidilo, metacrilato de glicidilo, eter alil glicidllico, eter metalil glicidllico, aductos 1:1 (molar) de monoisocianatos etilenicamente insaturados con monoepoxidos con funcionalidad hidroxi tales como glicidol, y esteres glicidllicos de poli(acidos carboxllicos) aptos para polimerizacion tales como acido maleico. Se prefieren acrilato de glicidilo y metacrilato de glicidilo. Los ejemplos de acidos carboxllicos incluyen, pero sin limitarse a, acidos monocarboxllicos saturados tales como acido isoestearico y acidos carboxllicos insaturados aromaticos.

Los monomeros con funcionalidad de acido etilenicamente insaturados utiles usados para preparar monomeros con funcionalidad de beta-hidroxi ester incluyen acidos monocarboxllicos tales como acido acrilico, acido metacrilico, acido crotonico; acidos dicarboxllicos tales como acido itaconico, acido maleico y acido fumarico; y monoesteres de acidos dicarboxllicos tales como maleato de monobutilo e itaconato de monobutilo. El monomero con funcionalidad de acido etilenicamente insaturado y el compuesto epoxi se hacen reaccionar normalmente en una relacion equivalente 1:1. El compuesto epoxi no contiene insaturacion etilenica que tomarla parte en la polimerizacion iniciada por radicales libres con el monomero con funcionalidad de acido insaturado. Los compuestos epoxi utiles incluyen oxido de 1,2-penteno, oxido de estireno y eteres o esteres de glicidilo, que preferentemente contienen de 8 a 30 atomos de carbono, tales como eter butil glicidllico, eter glicidil octllico, eter fenil glicidllico y eter para-(butil terciario) fenil glicidllico. Los esteres glicidllicos preferidos incluyen los de la estructura:

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en la que R es un radical de hidrocarburo que contiene de aproximadamente 4 a aproximadamente 26 atomos de carbono. Preferentemente, R es un grupo hidrocarburo ramificado que tiene de aproximadamente 8 a aproximadamente 10 atomos de carbono, tal como neopentanoato, neoheptanoato o neodecanoato. Los esteres glicidllicos apropiados de acidos carboxllicos incluyen VERSATI ACID 911 y CARDURA E, cada uno de los cuales se encuentran comercialmente disponibles en Shell Chemical Co.

Los grupos funcionales de carbamato se pueden incluir en el pollmero acrilico por medio de copolimerizacion de los monomeros acrllicos con un monomero de vinilo con funcionalidad de carbamato, tal como un ester alqullico con funcionalidad de carbamato de acido metacrilico, o mediante reaccion de un pollmero acrilico con funcionalidad de hidroxilo con un material funcional de carbamato de bajo peso molecular, tal como que puede proceder de un alcohol o un eter de glicol, por medio de reaccion de transcarbonilacion. Como alternativa, se puede introducir una funcionalidad de carbamato en el pollmero acrilico por medio de reaccion de un pollmero acrilico con funcionalidad de hidroxilo con un material funcional de carbamato de bajo peso molecular, tal como que puede proceder de un alcohol o un eter de glicol, por medio de reaccion de transcarbonilacion. En la presente reaccion, se hace reaccionar un material funcional de carbamato de bajo peso molecular procedente de un alcohol o eter de glicol con los grupos hidroxilo del poliol acrilico, dando como resultado un pollmero acrilico con funcionalidad de carbamato y el alcohol original o el eter de glicol. El material con funcionalidad de carbamato de bajo peso molecular procedente de un

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alcohol o eter de glicol se puede preparar haciendo reaccionar el alcohol o el eter de glicol con urea en presencia de un catalizador. Los alcoholes apropiados incluyen alcoholes aromaticos, cicloalifaticos y alifaticos de bajo peso molecular tal como metanol, etanol, propanol, butanol, ciclohexanol, 2-etilhexanol y 3-metibutanol. Los eteres de glicol apropiados incluyen eter metllico de etilen glicol y eter metllico de propilen glicol. El eter metllico de propilen glicol y metanol son los usados con mas frecuencia. Otros monomeros con funcionalidad de carbamato utiles se divulgan en la patente de Estados Unidos N.° 5.098.947, que se incorpora por referencia en la presente memoria. Otros monomeros con funcionalidad de carbamato utiles se divulgan en la patente de Estados Unidos N.° 5.098.947, que se incorpora por referencia en la presente memoria.

Se puede introducir funcionalidad de amida en el pollmero acrllico mediante el uso apropiado de monomeros funcionales en la preparacion del pollmero, o mediante la conversion de otros grupos funcionales en grupos amido usando tecnicas conocidas por los expertos en la tecnica. Del mismo modo, se pueden incorporar otros grupos funcionales segun se desee, usando monomeros con funcionalidad apropiada si se encontraran disponibles o reacciones de conversion como resulte necesario.

Se pueden preparar pollmeros acrllicos por medio de tecnicas de polimerizacion en emulsion acuosa y se pueden usar directamente en la preparacion de composiciones de revestimiento acuosas, o se pueden preparar por medio de tecnicas de polimerizacion en solucion organica con grupos susceptibles de formacion de sal tal como grupos amina o acido. Tras la neutralizacion de estos grupos con una base o un acido, los pollmeros se pueden dispersar en un medio acuoso. Generalmente, se puede usar cualquier metodo de produccion de dichos pollmeros, que resulte conocido para los expertos en la tecnica, que utilice cantidades de monomeros reconocidas en la tecnica.

En realizaciones particulares de la presente invencion, el aglutinante polimerico (a) comprende una mezcla de dos pollmeros acrllicos con funcionalidad de hidroxilo. El primero comprende un producto de polimerizacion de estireno, acrilato de hidroxipropilo, acido isoestearico, metacrilato de glicidilo y metacrilato de metilo como se evidencia en el documento US 5.869.566, Ejemplos 1-16, que se incorpora por referencia en la presente memoria, mientras que el segundo comprende un producto de polimerizacion de metacrilato de hidroxipropilo, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo, estireno, aducto de Cardura E/acido acrllico y acido acrllico de acuerdo con el documento US 6.458.885, que se incorpora por referencia en la presente memoria y los dos se mezclan en una relacion en peso dentro del intervalo 1:1 a 3:1, respectivamente.

Ademas de los pollmeros acrllicos, la resina de formacion de pellcula polimerica apropiada como aglutinante polimerico (a) en la composicion de revestimiento puede ser una resina alquldica o un poliester. Dichos pollmeros se pueden preparar de forma conocida por medio de condensacion de poli(alcoholes hldricos) y poli(acidos carboxllicos). Los poli(alcoholes hldricos) apropiados incluyen, pero sin limitarse a, etilenglicol, propilenglicol, butilen glicol, 1,6-hexilen glicol, neopentil glicol, dietilenglicol, glicerol, trimetilol propano y pentaeritritol. Los poli(acidos carboxllicos) apropiados incluyen, pero sin limitarse a, acido succlnico, acido adlpico, acido azelaico, acido sebacico, acido maleico, acido fumarico, acido ftalico, acido tetrahidroftalico, acido hexahidroftalico y acido trimellltico. Ademas de los poli(acidos carboxllicos) mencionados anteriormente, se pueden usar equivalentes funcionales de los acidos tales como anhldridos donde existen o se pueden usar esteres alqullicos inferiores de los acidos tales como esteres metllicos.

Las resinas alquldicas utiles incluyen poliesteres de poli(alcoholes hidroxllicos) y poli(acidos carboxllicos) qulmicamente combinados con diversos aceites, secantes, semi-secantes o no secantes en diferentes proporciones. Por lo tanto, por ejemplo, las resinas alquldicas se forman a partir de poli(acidos carboxllicos) tales como acido ftalico, acido maleico, acido fumarico, acidos isoftalico, acido succlnico, acido adlpico, acido azeleico, acido sebacico as! como tambien a partir de anhldridos de dichos acidos, cuando existan. Los poli(alcoholes hldricos) que pueden reaccionar con el poli(acido carboxllico) incluyen 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, neopentil glicol, etilenglicol, dietilen glicol y 2,3-butilen glicol, glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, sorbitol y manitol.

Las resinas alquldicas se producen mediante reaccionar del poli(acido carboxllico) y el poli(alcohol hldrico) junto con un aceite secante, semi-secante o no secante en proporciones que dependen de las propiedades deseadas. Los aceites se acoplan en la molecula de resina por medio de esterificacion durante la fabricacion y se vuelven una parte integral del pollmero. El aceite es completamente saturado o predominantemente insaturado. Cuando se moldean para dar lugar a pellculas, los aceites completamente saturados tienden a proporcionar un efecto plastificante a la pellcula, mientras que los aceites predominantemente insaturados tienden a experimentar reticulacion y se secan de forma rapida con oxidacion para proporcionar pellculas resistentes a disolventes y mas tenaces. Los aceites apropiados incluyen aceite de coco, aceite de pescado, aceite de linaza, aceite de tung, aceite de ricino, aceite de semilla de algodon, aceite de cartamo, aceite de soja y aceite de sebo. Se usan diversas proporciones de poli(acido carboxllico), poli(alcohol hldrico) y aceite para obtener las resinas alquldicas de diversas propiedades como se sabe bien en la tecnica.

Los grupos funcionales de carbamato se pueden incorporar en el poliester en primer lugar mediante formacion de un carbamato de hidroxialquilo que se puede hacer reaccionar con los poliacidos y polioles usados en la formacion del poliester. El carbamato de hidroxialquilo se condensa con una funcionalidad de acido sobre el poliester, dando como resultado una funcionalidad de carbamato terminal. Los grupos funcionales de carbamato tambien se pueden

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incorporar al poliester haciendo reaccionar los grupos hidroxilo terminales sobre el poliester con un material funcional de carbamato de bajo peso molecular por medio de un proceso de transcarbonilacion similar al descrito anteriormente, en conexion con la incorporacion de grupos carbamato en los pollmeros acrllicos, o haciendo reaccionar acido isocianico con un poliester con funcionalidad de hidroxilo.

Se pueden incorporar otros grupos funcionales tales como amida, tiol, urea y tiocarbamato en el poliester o resina alquldica segun se desee, usando reaccionantes con funcionalidad apropiada si estuvieran disponibles, o reacciones de conversion segun sea necesario para dar lugar a los grupos funcionales deseados. Dichas tecnicas se conocen por parte de los expertos en la tecnica.

Los poliuretanos tambien se pueden usar como aglutinante polimerico (a) en la composicion de formacion de pellcula de la presente invencion. Entre los poliuretanos que se pueden usar estan polioles polimericos que generalmente se preparan haciendo reaccionar los poli(polioles de ester) o polioles acrllicos, tales como los mencionados anteriormente, con un poliisocianato de forma que la relacion equivalente de OH/NCO sea mayor de 1:1, para que los grupos hidroxilo libres esten presentes en el producto. El poliisocianato organico que se usa para preparar el poli(poliol de uretano) puede ser un poliisocianato aromatico o alifatico o una mezcla de los dos. Se prefieren diisocianatos, aunque se pueden usar poliisocianatos superiores en lugar de, o en combinacion con, los diisocianatos. Los ejemplos de diisocianatos aromaticos apropiados son diisocianato de 4,4'-difenilmetano y diisocianato de tolueno. Los ejemplos de diisocianatos alifaticos apropiados son diisocianatos alifaticos de cadena lineal tales como diisocianato de 1,6-hexametileno. Ademas, se pueden emplear los diisocianatos cicloalifaticos. Los ejemplos incluyen diisocianato de isoforona y 4,4'-metilen-bis-(ciclohexil isocianato). Los ejemplos de poliisocianatos superiores apropiados son triisocianato de 1,2,4-benceno y poli(isocianato de metileno y fenilo). Como en el caso de los poliesteres, los poliuretanos se pueden preparar con grupos de acido carboxllico que no han reaccionado, que tras neutralizacion con bases tales como aminas permiten la dispersion en un medio acuoso.

Los grupos terminales con funcionalidad de carbamato colgantes y/o terminales se pueden incorporar en el poliuretano haciendo reaccionar un poliisocianato con un poliol polimerico que contiene los grupos carbamato terminales/colgantes. Como alternativa, los grupos funcionales de carbamato se pueden incorporar en el poliuretano haciendo reaccionar un poliisocianato con un poliol y un carbamato de hidroxialquilo o acido isocianico como reaccionantes por separado. Los grupos funcionales de carbamato tambien se pueden incorporar en el poliuretano haciendo reaccionar un poliuretano con funcionalidad de hidroxilo con un material con funcionalidad de carbamato de bajo peso molecular, por medio de un proceso de transcarbonilacion similar al descrito anteriormente en conexion con la incorporacion de grupos carbamato en el pollmero acrllico. Adicionalmente, se puede hacer reaccionar un poliuretano con funcionalidad de isocianato con un carbamato de hidroxialquilo para dar lugar a un poliuretano con funcionalidad de carbamato.

Se pueden incorporar otros grupos funcionales tales como amida, tiol, urea y tiocarbamato en el poliuretano segun se desee, usando reaccionantes funcionales apropiados si se encontraran disponibles, o reacciones de conversion segun sea necesario, para dar lugar a los grupos funcionales deseados. Dichas tecnicas se conocen por parte de los expertos en la tecnica.

La cantidad de pollmero presente en el aglutinante polimerico (a) generalmente varla de 10 a 90 por ciento en peso, tal como de 20 a 80 por ciento en peso, o de 40 a 60 por ciento en peso, basado en el peso total de los solidos de resina (agente de curado mas todos los pollmeros que contienen grupos funcionales) en la composicion de formacion de pellcula.

Las composiciones de formacion de pellculas aptas para curado de la presente invencion ademas comprenden un agente de curado (b) que comprende grupos funcionales que son reactivos con los grupos funcionales reactivos de (a). El agente de curado (b) puede escogerse entre, por ejemplo, poliisocianatos y aminoplastos. Tambien se pueden usar mezclas de agentes de curado.

Las resinas de aminoplasto utiles se basan en los productos de adicion de formaldehldo con una sustancia que porta un grupo amino o amido. Los productos de condensacion obtenidos a partir de la reaccion de alcoholes y formaldehldo con melamina, urea o benzoguanamina son los mas comunes y se prefieren en la presente memoria. Aunque el aldehldo es el mas empleado con frecuencia formaldehldo, se pueden preparar otros productos de condensacion similares a partir de otros aldehldos, tales como acetaldehldo, crotonaldehldo, acrolelna, benzaldehldo, furfural, glioxal y similares.

Tambien se pueden usar los productos de condensacion de otras aminas y amidas, por ejemplo, condensados de aldehldos de triazinas, diazinas, triazoles, guanadinas, guanaminas y derivados con sustitucion de alquilo y arilo de dichos compuestos, incluyendo ureas con sustitucion de alquilo y arilo y melaminas con sustitucion de alquilo y arilo. Los ejemplos no limitantes de dichos compuestos incluyen N,N'-dimetilurea, benzourea, diciandiamida, formaguanamina, acetoguanamina, glicolurilo, amelina, 3,5-diaminotriazol, triaminopirimidina, 2-mercapto-4,6- diaminopirimidina y carbamoil triazinas de formula C3N3(NHCOXR)3 en la que X es nitrogeno, oxlgeno o carbono y R es un grupo alquilo inferior que tiene de uno a doce atomos de carbono o mezclas de grupos alquilo inferiores, tales como metilo, etilo, propilo, butilo, n-octilo y 2-etilhexilo. Dichos compuestos y su preparacion se describen con detalle

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en la patente de Estados Unidos N°. 5.084.541, que se incorpora por referenda.

Las resinas de aminoplasto con frecuencia contienen metilol o grupos alquilol similares, y la mayoria de los casos, al menos una parte de estos grupos alquilol estan eterificados por medio de reaccion con un alcohol. Se puede emplear cualquier alcohol monohidrico para esta finalidad, incluyendo metanol, etanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, asi como tambien alcohol bendlico y otros alcoholes aromaticos, alcoholes dclicos tales como ciclohexanol, monoeteres de glicol, y alcoholes con sustitucion de halogeno u otra sustitucion tales como 3- cloropropanol y butoxietanol.

El poliisocianato que se utiliza como agente de reticulacion se puede preparar a partir de diversos materiales que contienen isocianato. El poliisocianato puede ser un poliisocianato en forma de bloques, o mas frecuentemente, no tiene forma de bloques, y la composicion de formacion de pelicula apta para curado se prepara en forma de composicion de dos paquetes, apta para curado a temperatura ambiente. Los ejemplos de poliisocianatos apropiados incluyen trimeros preparados a partir de los siguientes diisocianatos: diisocianato de tolueno, 4,4'- metilen-bis(ciclohexil isocianato), diisocianato de isoforona, una mezcla isomerica de diisocianato de 2,2,4- y 2,4,4- trimetil hexametileno, diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de tetrametil xilileno y diisocianato de 4,4'- difenilmetileno. Ademas, los prepolimeros de poliisocianato en forma de bloques de diversos polioles y poli(polioles de ester) tambien se pueden usar. Los ejemplos de agentes apropiados de formacion de bloques incluyen aquellos materiales que podrian desbloquear a temperaturas elevadas, tales como alcoholes alifaticos inferiores incluyendo metanol, oximas tales como etil metil cetoxima, lactamas tales como caprolactama y pirazoles tales como dimetil pirazol.

Como alternativa, el agente de curado (b) comprende un poliisocianato que tiene grupos funcionales isocianato libres y la composicion de formacion de pelicula apta para curado es un sistema de dos envases.

El poliisocianato puede incluir un poliisocianato trifuncional sencillo o una mezcla de dos o mas poliisocianatos trifuncionales diferentes, y se puede escoger entre uno o mas poliisocianatos tales como triisocianatos incluyendo isocianuratos.

Los isocianatos trifuncionales apropiados incluyen, pero sin limitarse a, trimeros de diisocianato de isoforona, triisocianato nonano, triisocianato de trifenilmetano, triisocianato de 1,3,5-benceno, triisocianato de 2,4,6-tolueno, un aducto de trimetilol y diisocianato de tetrametil xileno comercializado bajo el nombre CYTHANE 3160 por CYTEC Industries, Inc., DESMODUR N 3300, que es el isocianurato de disocianato de hexametileno y DESMODUR Z 4470, un trimero de diisocianato de isoforona, ambos disponibles en Bayer Corporation. Los poliisocianatos espedficamente usados son isocianatos dclicos, particularmente, isocianuratos o diisocianatos tales como diisocianato de hexametileno y diisocianato de isoforona.

El poliisocianato tambien puede ser cualquiera de los divulgados con anterioridad, con prolongacion de cadena con una o mas poliaminas y/o polioles que usan materiales apropiados y tecnicas conocidas por los expertos en la tecnica.

La cantidad de agente de curado (b) generalmente varia de un 10 a un 90 por ciento en peso, o de un 20 a un 80 por ciento en peso, o de un 30 a un 60 por ciento en peso, basado en el peso total de los solidos de resina (agente de curado mas todos los polimeros que contienen grupos funcionales) en la composicion de formacion de pelicula.

Las composiciones de formacion de pelicula aptas para curado de la presente invencion comprenden ademas (c) particulas de silice que se han funcionalizado sobre sus superficies con una aminosilano para impartir a las superficies grupos funcionales amino primarios. Las particulas de silice pueden ser silice pirogena o silice precipitada. Las particulas de silice se pueden preparar mediante procesos en humedo; tales como las silices que incluyen silice precipitada o gel de silice. Alternativamente, se pueden usar procesos secos o termicos para preparar la silice pirogena, silice de arco o silice de plasma. La silice pirogena se puede preparar a partir de pirolisis de llama de tetracloruro de silicio. La silice precipitada se puede preparar haciendo reaccionar una solucion de silicato alcalino con un acido mineral. Por ejemplo, se pueden anadir soluciones de acido sulfurico y silicato de sodio de forma simultanea al agua bajo agitacion. Se lleva a cabo la precipitacion en condiciones alcalinas. El tipo de agitacion, la duracion de la precipitacion, la velocidad de adicion de los reaccionantes, su temperatura y la concentracion, y el pH pueden variar las propiedades de la silice precipitada final. La etapa de formacion de un gel se evita mediante agitacion a temperaturas elevadas. El precipitado blando resultante se filtra, se lava y se seca en el proceso de fabricacion.

Los ejemplos de aminosilanos que pueden reaccionar con la silice para funcionalizar su superficie incluyen aminopropil trialcoxisilanos tales como aminopropiltrietioxisilano, disponible en Dow Corning como Z-6011.

La cantidad de particulas de silice, funcionalizada (c) generalmente varia de un 5 a un 25 por ciento en peso, o de un 10 a un 25 por ciento en peso, o de un 15 a un 20 por ciento en peso, basado en el peso total de los solidos de resina (agente de curado mas todos los compuestos que contienen grupos funcionales) en la composicion de formacion de pelicula.

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En las composiciones de dos envases, normalmente las partlculas de sllice se incluyen con el aglutinante polimerico (a).

Se pueden formular otros ingredientes opcionales, tales como colorantes, catalizadores, plastificantes, anti- oxidantes, agentes tixotropicos, estabilizadores de luz con impedimento esterico, absorbedores de luz UV y estabilizadores para dar lugar a composiciones aptas para curado de la presente invencion. Estos ingredientes pueden estar presentes (en base individual) en cantidades de hasta un 10 por ciento, con frecuencia de un 0,1 a un 5 por ciento en peso basado en el peso total de los solidos de resina de la composicion de formacion de pellcula. Cuando la composicion de la presente invencion incluye agentes de curado de aminoplasto, tambien se pueden incluir catalizadores que incluyen catalizadores con funcionalidad de acido, conocidos por los expertos en la tecnica, como utiles en las composiciones curadas de aminoplasto, tales como acido para-tolulensulfonico, acido dodecilbenceno sulfonico, y similares.

Los revestimientos de la presente invencion tambien pueden incluir un colorante. Tal como se usa en el presente documento, el termino "colorante" significa cualquier sustancia que confiera color y/u otra opacidad y/u otro efecto visual a la composicion. El colorante se puede anadir al revestimiento en cualquier forma apropiada, tal como partlculas discretas, dispersiones, soluciones y/o escamas. Se puede usar un colorante individual o una mezcla de dos o mas colorantes en los revestimientos de la presente invencion.

Los colorantes de ejemplo incluyen pigmentos, colorantes y tintes, tales como los usados en la industria de pinturas y/o los listados en la Dry Color Manufacturers Association (DCMA), as! como tambien composiciones de efectos especiales. Un colorante puede incluir, por ejemplo, un polvo solido finamente dividido que es insoluble perro humectable en las condiciones de uso. Un colorante puede ser organico o inorganico y puede ser aglomerado o no aglomerado. Los colorantes se pueden incorporar en los revestimientos por medio de trituracion o mezcla simple. Los colorantes se pueden incorporar por medio de trituracion en el revestimiento por medio del uso de un vehlculo de trituracion, tal como un vehlculo de trituracion acrllico, cuyo uso resultara familiar para los expertos en la tecnica.

Los pigmentos de ejemplo y/o composiciones de pigmento incluyen, pero sin limitarse a, pigmento bruto de dioxazina y carbazol, azo, monoazo, disazo, naftol AS, tipo sal (lacas), bencimidazolona, condensacion, complejo metalico, isoindolinona, isoindolina y poli(ftalocianina clclica), quinacridona, perileno, perinona, dicetopirrolo pirrol, tioindigo, antraquinona, indantrona, antrapirimidina, flavantrona, pirantrona, antantrona, dioxazina, triarilcarbonio, pigmentos de quinoftalona, rojo de diceto pirrolo pirrol ("rojo DPPBO"), dioxido de titanio, negro de carbono y mezclas de los mismos. El termino "pigmento" y la expresion "carga coloreada" se pueden usar de forma intercambiable.

Los colorantes de ejemplo incluyen, pero sin limitarse a, los que se basan en disolvente y/o agua tales como colorantes acidos, colorantes azoicos, colorantes basicos, colorantes directos, colorantes dispersos, colorantes reactivos, colorantes de disolvente, colorantes de azufre, colorantes con mordiente, por ejemplo, vanadato de bismuto, antraquinona, perileno, aluminio, quinacridona, tiazol, tiazina, azo, indigoide, nitro, nitroso, oxazina, ftalocianina, quinolina, estilbeno y trifenil metano.

Las tintas de ejemplo incluyen, pero sin limitarse a, pigmentos dispersados en vehlculos miscibles con agua o de base acuosa tales como AQUA-CHEM 896 comercialmente disponible en Degussa, Inc., CHARISMA COLORANTS y MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS comercialmente disponibles en Accurate Dispersions division de Eastman Chemical, Inc.

Como se ha mencionado anteriormente, el colorante puede estar en forma de dispersion que incluye, pero sin limitacion, una dispersion de nanopartlculas. Las dispersiones de nanopartlculas pueden incluir uno o mas colorantes de nanopartlculas altamente dispersados y/o partlculas de colorante que producen un color visible y/u opacidad y/o efecto visual deseado. Las dispersiones de nanopartlculas pueden incluir colorantes tales como pigmentos o colorantes que tienen un tamano de partlcula menor de 150 nm, tal como menor de 70 nm o menor de 30 nm. Las nanopartlculas se pueden producir por medio de molienda de pigmentos organicos o inorganicos de reserva con un medio de trituracion que tiene un tamano de partlcula menor de 0,5 mm. Las dispersiones de nanopartlculas a modo de ejemplo y los metodos para la preparacion de las mismas se identifica en la patente de Estados Unidos N.° 6.875.800 B2, que se incorpora por referencia en la presente memoria. Las dispersiones de nanopartlculas tambien se pueden producir por medio de cristalizacion, precipitacion, condensacion en fase gas y atricion qulmica (es decir, solucion parcial). Con el fin de minimizar la re-aglomeracion de las nanopartlculas dentro del revestimiento, se puede usar una dispersion de nanopartlculas revestidas con resina. Tal como se usa en el presente documento, una "dispersion de nanopartlculas revestidas con resina" se refiere a una fase continua en la que se dispersan "micropartlculas compuestas" discretas que comprenden una nanopartlcula y un revestimiento de resina sobre la nanopartlcula. Las dispersiones a modo de ejemplo de nanopartlculas revestidas con resina y los metodos de preparacion de las mismas se identifican en la Solicitud de Estados Unidos N°. 10/876.031, presentada el 24 de junio de 2004, que se incorpora por referencia en la presente memoria y la Solicitud Provisional de Estados Unidos N°. 60/482.167, presentada el 24 de junio de 2003, que se incorpora por referencia en la presente memoria.

Las composiciones de efectos especiales a modo de ejemplo que se pueden usar en el revestimiento de la presente invencion incluyen pigmentos y/o composiciones que producen uno o mas efectos de aspecto tales como

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reflectancia, perlescencia, brillo metalico, fosforescencia, fluorescencia, fotocromismo, fotosensibilidad, termocromismo, goniocromismo y/o cambio de color. Las composiciones de efectos especiales adicionales pueden proporcionar otras propiedades perceptibles, tales como reflectividad, opacidad o textura. En una realizacion no limitante, las composiciones de efectos especiales pueden producir un cambio de color, de manera que el cambio de color del revestimiento varla cuando se observa el revestimiento desde diferentes angulos. Las composiciones de efectos de color a modo de ejemplo se identifican en la patente de Estados Unidos N°. 6.894.086, incorporada por referencia en la presente memoria. Las composiciones de efectos de color adicionales pueden incluir mica revestida transparente y/o mica sintetica, sllice revestida, alumina revestida, un pigmento de cristal llquido transparente, un revestimiento de cristal llquido y/o cualquier composicion en la que la interferencia sea el resultado de un diferencial de Indice de refraccion con el material y no debido al diferencial de Indice de refraccion entre la superficie del material y el aire.

En determinadas realizaciones no limitantes, se puede usar una composicion fotosensible y composicion fotocromica, que modifica de forma reversible su color cuando se expone a una o mas fuentes de luz, en el revestimiento de la presente invencion. Las composiciones fotocromicas y/o fotosensible se pueden activar por medio de exposicion a radiacion de longitud de onda especificada. Cuando se excita la composicion, se modifica la estructura molecular y la estructura alterada exhibe un nuevo color que es diferente del color original de la composicion. Cuando se retira la exposicion a la radiacion, la composicion fotocromica y/o fotosensible puede volver a su estado de reposo, en el que vuelve el color original de la composicion. En una realizacion no limitante, la composicion fotocromica y/o fotosensible puede ser incolora en un estado no excitado y exhibir un color en un estado excitado. El cambio de color completo puede aparecer en milisegundos a varios minutos, tal como de 20 segundos a 60 segundos. Las composiciones fotocromicas y/o fotosensibles incluyen colorantes fotocromicos.

En una realizacion no limitante, la composicion fotosensible y/o la composicion fotocromica puede asociarse a, y/o al menos parcialmente estar ligada a, tal como mediante un enlace covalente, un pollmero y/o materiales polimericos de un componente apto para polimerizacion. Al contrario que algunos revestimientos en los cuales la composicion fotosensible puede migrar fuera del revestimiento y cristalizar en el sustrato, la composicion fotosensible y/o la composicion fotocromica asociada a, y/o al menos en parte parcialmente ligada a, un pollmero y/o componente polimerizable de acuerdo con una realizacion no limitante de la presente invencion, tienen una migracion minima fuera del revestimiento. Las composiciones fotosensibles a modo de ejemplo y/o las composiciones fotocromicas y los metodos para la preparacion de las mismas se identifican en la Solicitud de Estados Unidos N°. de Serie 10/892.919 presentada el 16 de julio de 2004 y se incorporan por referencia en la presente memoria.

En general, el colorante puede estar presente en la composicion de revestimiento en cualquiera cantidad suficiente para conferir la propiedad, aspecto visual y/o efecto de color deseado. El colorante puede comprender de un 1 a un 65 % en peso de las presentes composiciones, tal como de un 3 a un 40 porcentaje en peso o de un 5 a un 35 porcentaje en peso, estando el porcentaje en peso basado en el peso total de las composiciones.

Las composiciones de formation de pelicula aptas para curado de la presente invencion pueden contener pigmentos de color convencionalmente usados en los revestimientos superficiales y se pueden usar como acabado mate o mono-revestimientos de "bajo brillo"; es decir, revestimientos pigmentados de bajo brillo. Por "bajo brillo" se entiende que el revestimiento curado tiene una medicion de brillo inicial a 85° menor de 30, con frecuencia menor de 20, medido por medio de tecnicas convencionales conocidas por los expertos en la tecnica. Dichas tecnicas convencionales incluyen ASTM D523 para la medicion de brillo.

Las composiciones de formacion de pelicula aptas para curado de la presente invencion pueden usarse de forma alternativa como capa de revestimiento limpido de acabado mate de una composicion de revestimiento compuesto de multi-capa, tal como un revestimiento compuesto de color-mas-limpido, como se indica a continuation.

Las composiciones de formacion de pelicula aptas para curado de la presente invencion se pueden curar a temperatura ambiente o temperaturas elevadas, dependiendo de la quimica de reticulation empleada. Las composiciones de formacion de pelicula de la presente invencion son, de la manera mas apropiada, revestimientos de protection, en particular, revestimientos limpidos y mono-revestimientos, en virtud de su acabado mate y propiedades resistentes al brunido como se comenta a continuacion. Las composiciones se pueden preparar de forma sencilla por mezcla simple de los ingredientes, usando tecnicas de formulation bien conocidas en la tecnica.

Las composiciones de la presente invencion se pueden aplicar sobre cualquier diversidad de sustratos tales como sustratos metalicos, vidrio, madera y/o sustratos polimericos, y se pueden aplicar por medios convencionales incluyendo, pero sin limitarse a, cepillado, inmersion, revestimiento por flujo, pulverization y similares. Del modo mas frecuente, se aplica pulverizacion. Se pueden usar tecnicas de pulverizacion comunes y equipamiento para pulverizacion al aire, pulverizacion sin aire, y pulverizacion electrostatica que emplean metodos manuales y/o automaticos. Los sustratos apropiados incluyen, pero sin limitarse a, sustratos metalicos tales como metales ferrosos, cinc, cobre, magnesio, aluminio, aleaciones de aluminio y otros sustratos metalicos y de aleacion usados en la fabrication de carrocerias de automoviles y otros vehiculos. Los sustratos de metal ferroso pueden incluir hierro, acero y aleaciones de los mismos. Los ejemplos no limitantes de materiales de acero utiles incluyen acero laminado en frio, acero galvanizado (revestido con cinc), acero electrogalvanizado, acero inoxidable, acero

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decapado, aleacion de cinc-hierro tal como GALVANNEAL y combinaciones de los mismos. Tambien se pueden usar combinaciones o materiales compuestos de metales ferrosos y no ferrosos.

Las composiciones de la presente invencion tambien se pueden aplicar sobre sustratos elastomericos, plasticos o compuestos, tales como los que se encuentran en los vehlculos a motor. Por "plastico" se entiende cualquiera de los materiales no conductores sinteticos termoestables o termoplasticos comunes, incluyendo olefinas termoplasticas tales como poliletileno y polipropileno, uretano termoplastico, policarbonato, compuesto de moldeo de lamina termoestable, compuesto de moldeo de inyeccion-reaccion, materiales basados en acrilonitrilo, nailon y similares. Por "material compuesto" se entiende un sustrato que consiste en fibras, normalmente de vidrio o carbono, u otro material de carga que se incorpora con materiales polimericos o plasticos, comunmente de pollmeros de tipo epoxi.

La composition de formation de pellcula apta para curado de la presente invencion se puede aplicar al sustrato o sobre la parte superior de un revestimiento de base por medio de cualquier tecnica convencional de revestimiento, incluyendo, pero sin limitation, cualquiera de los divulgados con anterioridad. El revestimiento protector transparente se puede aplicar a un revestimiento de base seco o curado antes de producirse el curado del revestimiento de base. En el ultimo caso, los dos revestimientos se pueden calentar posteriormente para curar las capas de revestimiento de forma simultanea.

Cuando no se forma un revestimiento de base a partir de una composicion de la presente invencion (pero se forma un revestimiento de protection a partir de una composicion de revestimiento apta para curado de la presente invencion), la composicion de revestimiento del revestimiento de base en el sistema color-mas-llmpido puede ser cualquier composicion util en las aplicaciones de revestimiento, en particular aplicaciones de automocion. La composicion de revestimiento del revestimiento de base puede comprender un aglutinante resinoso y un pigmento y/u otro colorante, as! como tambien aditivos opcionales bien conocidos en la tecnica de las composiciones de revestimiento. Los ejemplos no limitantes de los aglutinantes resinosos son pollmeros acrllicos, poliesteres, compuestos alquldicos y poliuretanos.

Las composiciones de revestimiento de base se pueden aplicar a cualquiera de los sustratos descritos anteriormente por medio de cualesquiera tecnicas convencionales tales como las descritas anteriormente, pero de la manera mas frecuente, se aplican por medio de pulverization. Se pueden usar tecnicas de pulverization comunes y equipamiento para pulverizacion al aire, pulverizacion sin aire, y pulverizacion electrostatica empleando metodos manuales o automaticos. Los espesores de pellcula resultantes pueden variar segun se desee.

Tras la formacion de una pellcula del revestimiento de base sobre el sustrato, el revestimiento de base se puede curar o alternativamente se puede proporcionar una etapa de secado en la que al menos parte del disolvente se saca fuera de la pellcula de revestimiento de base por medio de calentamiento o un perlodo de secado al aire antes de la aplicacion del revestimiento llmpido. Las condiciones de secado apropiadas pueden depender, por ejemplo, de la composicion de revestimiento de base particular, y de la humedad ambiental si la composicion es de base acuosa.

La composicion de revestimiento de proteccion transparente o llmpido se puede aplicar al revestimiento de base por medio de cualquier tecnica convencional, incluyendo, pero sin limitacion, cualquiera de los divulgados con anterioridad. El revestimiento protector transparente se puede aplicar a un revestimiento de base seco o curado antes de producirse el curado del revestimiento de base. En el ultimo caso, los dos revestimientos se pueden calentar posteriormente para curar las capas de revestimiento de forma simultanea.

Se puede aplicar una segunda composicion de revestimiento de proteccion al primer revestimiento de proteccion para formar un revestimiento de proteccion "llmpido sobre llmpido". La primera composicion de revestimiento de proteccion se puede aplicar sobre el revestimiento de base como se ha descrito con anterioridad. La segunda composicion de revestimiento de proteccion se puede aplicar a un primer revestimiento curado o seco antes de se haya curado el revestimiento de base y el primer revestimiento de proteccion. El revestimiento de base, el primer revestimiento de proteccion y el segundo revestimiento de proteccion se pueden calentar posteriormente para curar los tres revestimientos de forma simultanea.

Deberla comprenderse que el segundo revestimiento de proteccion transparente y las primeras composiciones de revestimiento de proteccion transparente pueden ser iguales o diferentes con tal de que, cuando se apliquen humedo-sobre-humedo, un revestimiento de proteccion no interfiera sustancialmente con el curado del otro, por ejemplo, mediante la inhibition de evaporation de disolvente/agua a partir de la capa inferior. Por otra parte, tanto el primer revestimiento de proteccion como el segundo revestimiento de proteccion pueden ser una composicion de revestimiento apta para curado de la presente invencion. Como alternativa, unicamente el segundo revestimiento de proteccion se puede formar a partir de la composicion de revestimiento apta para curado de la presente invencion.

Si el primer revestimiento de proteccion no comprende la composicion de revestimiento apta para curado de la presente invencion, puede, por ejemplo, incluir cualquier composicion de revestimiento apta para reticulation que comprende un material de revestimiento apto para termosellado y un agente de curado.

Normalmente, tras la formacion del primer revestimiento protector sobre el revestimiento de base, se proporciona

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una etapa de secado al primer revestimiento de proteccion en la que al menos parte del disolvente se saca fuera de la pelicula mediante calentamiento o, como alternativa, un periodo de secado al aire o etapa de curado antes de la aplicacion del segundo revestimiento de proteccion. Las condiciones de secado apropiadas dependen de las composiciones particulares que se usen de formation de pelicula.

La composition de formacion de pelicula de la presente invention, cuando se emplea como un segundo revestimiento de proteccion, se puede aplicar una composicion de revestimiento como se ha descrito anteriormente para el primer revestimiento de proteccion por medio de cualquier tecnica convencional de aplicacion de revestimiento. Las condiciones de curado pueden ser las descritas anteriormente para el revestimiento de proteccion.

Las composiciones de formacion de pelicula aptas para curado de la presente invencion, tras aplicarse a un sustrato en forma de revestimiento y tras el curado, demuestran un brillo inicial de a 85° menor de 30, tal como menor de 20 o menor de 10 y un aumento del brillo a 85° de no mas de 10 unidades de brillo, o no mas de 5 unidades de brillo, cuando se someten al METODO UNO DE ENSAYO DE ABRASION EN HUMEDO. En determinadas realizaciones de la presente invencion, las composiciones de formacion de pelicula apta para curado incluso demuestran una disminucion de brillo tras someter al ensayo de abrasion.

Adicionalmente, en determinadas realizaciones de la presente invencion, las composiciones de formacion de pelicula aptas para curado de la presente invencion, tras aplicarse a un sustrato en forma de revestimiento y tras el curado, demuestran un brillo inicial de a 85° menor de 30, tal como menos de 20 o menos de 10, y un aumento de brillo a 85° de no mas de 15 unidades de brillo, o no mas de 10 unidades de brillo, cuando se someten al METODO DOS DE ENSAYO DE ABRASION EN HUMEDO. En determinadas realizaciones de la presente invencion, las composiciones de formacion de pelicula aptas para curado incluso demuestran una disminucion de brillo tras someter al ensayo de abrasion.

Cada uno de los METODOS UNO y DOS DE ENSAYO DE ABRASION EN HUMEDO corresponde, respectivamente, al Ensayo Amtec-Kistler Car Wash DIN 55668, operado a 10 o 40 ciclos, respectivamente. En el MeToDO UNO y DOS dE ENSAYO DE ABRASION EN HUMEDO, se somete un revestimiento curado sobre un sustrato a ensayo en primer lugar midiendo el brillo a 85° del revestimiento ("brillo original"). El revestimiento se somete posteriormente al Ensayo Amtec-Kistler Car Wash DIN 55668, operado a 10 o 40 ciclos, y posteriormente, se mide de nuevo el brillo a 85°.

Las composiciones de formacion de pelicula aptas para curado de la presente invencion, tras aplicarse a un sustrato en forma de revestimiento y tras el curado, demuestran un brillo inicial de a 85° menor de 30, tal como menos de 20 o menos de 10, y un aumento de brillo a 85° de no mas de 15 unidades de brillo, o no mas de 10 unidades de brillo, cuando se somete al METODO UNO DE ENSAYO DE ABRASION EN SECO. Adicionalmente, en determinadas realizaciones de la presente invencion, las composiciones de formacion de pelicula aptas para curado de la presente invencion, tras aplicarse a un sustrato en forma de revestimiento y tras el curado, demuestran un brillo inicial de a 85° menor de 30, tal como menos de 20 o menos de 10, y un aumento de brillo a 85° de no mas de 15 unidades de brillo, o no mas de 10 unidades de brillo, cuando se somete al METODO DOS DE ENSAYO DE ABRASION EN SECO.

Cada uno de los METODOS UNO y DOS DE ENSAYO DE ABRASION EN SECO se llevan a cabo de tal manera que el revestimiento se raya linealmente con un papel abrasivo pesado, durante diez frotados dobles, usando un Atlas ACC CROCKMETER, Modelo CM-5, disponible en Atlas Electric Devices Company of Chicago, III. El papel abrasivo usado son hojas de papel de pulido 3M 281Q WETORDRY™ PRODUCTION™ de 2 y 9 micras para METODOS UNO y DOS dE ENSAYO DE ABRASION EN SECO, respectivamente, que se encuentran comercialmente disponibles en 3M Company de St. Paul, Minn. En los ENSAYOS UNO y DOS DE ABRASION EN SECO, se somete un revestimiento curado sobre un sustrato a ensayo en primer lugar midiendo el brillo a 85° del revestimiento ("brillo original"). El revestimiento se somete posteriormente a los ENSAYOS UNO y DOS DE ABRASION EN SECO y posteriormente, se mide de nuevo el brillo a 85°.

Dadas sus propiedades unicas, las composiciones de formacion de pelicula aptas para curado de la presente invencion son particularmente utiles para su uso en un metodo de mejora de la resistencia al brunido de un sustrato de acuerdo con la presente invencion. El metodo comprende: (1) aplicar al sustrato una composicion de formacion de pelicula apta para curado para formar un sustrato revestido, (2) (a) calentar el sustrato revestido a una temperatura y durante un tiempo suficiente para curar la composicion de formacion de pelicula apta para curado o (b) permitir un tiempo suficiente para el curado de la composicion de formacion de pelicula apta para curado en condiciones ambientales. La composicion de formacion de pelicula apta para curado comprende cualquiera de los descritos anteriormente y forma la capa mas externa, o revestimiento de proteccion, sobre el sustrato revestido.

La presente invencion se describe mas particularmente en los siguientes ejemplos, que se pretenden sean unicamente ilustrativos, ya que numerosas modificaciones y variaciones de los mismos resultaran evidentes para los expertos en la tecnica. Salvo que se especifique de otra manera, todas las partes y porcentajes estan en peso.

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Ejemplo A

El presente ejemplo describe la preparation de un agente de aplanado de sliice tratada con aminosilano.

Se molio Hi-Sil 2000P, un producto de sllice precipitado (area superficial BET de 225 m2/g) de PPG Industries, y se clasifico hasta un tamano medio de partlcula en volumen (medido por un instrumento Beckman Coulter LS 230) de 10 micras y un tamano maximo de partlcula de 22,5 micras. Se trato la sllice con 16 % de amino propil trietoxi silano (Z-6011 de Dow Corning, tambien denominado 3-trietoxisililpropilamina y su formula qulmica es H2N(CH2)3Si(OC2H5)3) por medio de mezcla en un mezclador de Waring de forma continuas con silano bombeado a velocidad uniforme durante cinco minutos con una bomba Masterflex equipada con un tubo de Viton. La mezcla uniforme se sometio a 120 grados Celsius durante dos horas en un horno de convection. La muestra de sllice, tras la reaction de amino silano, tuvo 2,3 % de carbono, 2,1 % de humedad, absorcion de 267 ml de ftalato de dibutilo/100 g de aceite, area superficial de 189 m2/g BET, tamano mediano de partlcula en volumen de 10,2 micras.

Los Ejemplos 1 y 2 demuestran la preparacion de composiciones de formation de pellcula aptas para curado de acuerdo con la presente invention. Se prepararon las composiciones en primer lugar mezclando los envases separados de los ingredientes, y posteriormente combinando los envases inmediatamente antes de la aplicacion a los sustratos.

Ingrediente

Ejemplo 1: Peso (g) Ejemplo 2: Peso (g)

Envase-A:

D81501

42,1 42,1

Sllice con funcionalidad de amina2

5,06 7,16

D8711

18,5 20,0

Envase-B:

D83711

15,4 15,4

1Disponible en PPG Industries, Inc.

2Como se ha descrito anteriormente en el Ejemplo A

Se aplicaron por pulverization las composiciones de formacion de pellcula del Ejemplo 1 y 2 a un revestimiento de base pigmentado para formar revestimientos compuestos color-mas-llmpido sobre paneles de acero electrorevestidos y sometidos a imprimacion. Los paneles usados fueron paneles de acero laminado en frlo ACT (10,16 cm por 30,48 cm) con electrorevestimiento ED6060 disponible en ACT Laboratories, Inc. Se revistieron paneles por separado con revestimiento de base acuoso pigmentado ENVIROBASE High Perfomance (EHP), disponible en pPg Industries, Inc. Se pulverizo a mano Black EHP T407 usando un SATAjet 3000 con boquilla para fluidos WSB a temperatura ambiente (aproximadamente 70 °F (21 °C)). Se obtuvo un espesor de pellcula seca de aproximadamente 0,3 a 0,8 milesimas de pulgada (de aproximadamente 7 a aproximadamente 20 micrometres) para el revestimiento de base. Se permitio la vaporization instantanea de los paneles de revestimiento de base a temperatura ambiente (aproximadamente 70 °F (21 °C)) durante al menos 15 minutos antes de la aplicacion del revestimiento llmpido.

Las composiciones de revestimiento se pulverizaron a mano, cada una de ellas, usando una pistola de pulverizacion Devilbiss GTi HVLP, sobre un panel con revestimiento de base, a temperatura ambiente, en dos revestimientos con vaporizacion instantanea ambiente entre aplicaciones. Se obtuvieron revestimientos llmpidos con 1,5 a 2,5 milesimas de pulgada (de aproximadamente 38 a 64 micrometres) de espesor de pellcula seca. Se permitio el curado de todos los revestimientos a temperatura ambiente o la vaporizacion instantanea al aire durante aproximadamente 20 minutos antes del calentamiento. El calentamiento opcional fue durante treinta minutos a 140 °F (60 °C). Siete dlas despues de la aplicacion del revestimiento llmpido, los paneles revestidos se sometieron al METODO UNO y DOS DE ENSAYO DE ABRASION EN SECO y a los METODOS UNO y DOS DE ENSAYO DE ABRASION EN HUMEDO para determinar la resistencia al brunido. La Tabla 1 siguiente ilustra los resultados del METODO DE ENSAYO DE ABRASION EN HUMEDO y la Tabla 2 ilustra los resultados del METODO DE ENSAYO DE ABRASION EN SECO para la composition de formacion de pellcula apta para curado del Ejemplo 1.

Tabla 1

Revestimiento

Brillo Original a 85° Brillo tras ENSAYO DE ABRASION EN HUMEDO METODO UNO Brillo tras ENSAYO DE ABRASION EN HUMEDO METODO DOS

Ejemplo 1

13,4 17,8 27

Ejemplo 2

5,3 6,7 9,2

Tabla 2

Revestimiento

Brillo Original a 85° Brillo tras ENSAYO DE ABRASION EN SECO METODO UNO Brillo tras ENSAYO DE ABRASION EN SECO METODO DOS

Ejemplo 1

13,4 23,9 25,6

Ejemplo 2

5,3 11,0 13,6

Los datos de las tablas indican que las composiciones de formacion de pellcula aptas para curado de la presente invencion demuestran una resistencia al brunido excelente. Los revestimientos de ejemplo muestran un aumento de 5 brillo menor de 5 unidades de brillo para el METODO UNO DE ENSAYO DE ABRASION EN HUMEDO. Ademas, los revestimientos de Ejemplo muestran un aumento de brillo de 12,2 unidades de brillo o menos para el METODO DOS DE ENSAYO DE ABRASION EN SECO.

La presente invencion se ha divulgado con referencia a los detalles especlficos de sus realizaciones particulares. No 10 se pretende que dichos detalles sean considerados como limitaciones del alcance de la invencion, excepto en la medida y en el alcance en que se encuentran incluidas en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

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   REIVINDICACIONES

   1. Una composicion de formacion de pellcula apta para curado que comprende:

   (a) un aglutinante polimerico que comprende al menos una resina polimerica que tiene grupos funcionales reactivos;

   (b) un agente de curado que contiene grupos funcionales que son reactivos con los grupos funcionales reactivos de (a); y

   (c) partlculas de sllice que se han funcionalizado sobre su superficie con un amino silano para conferir a las superficies grupos funcionales de amina primaria;

   en donde tras la aplicacion a un sustrato como revestimiento y tras el curado, la composicion de formacion de pellcula apta para curado demuestra

   - un brillo inicial a 85° menor de 30 y un aumento de brillo a 85° de no mas de 10 unidades de brillo cuando se somete al METODO UNO DE ENSAYO DE ABRASION EN HUMEDO; o

   - un brillo inicial a 85° menor de 30 y un aumento de brillo a 85° de no mas de 15 unidades de brillo cuando se somete al METODO DOS DE ENSAYO DE ABRASION EN HUMEDO.
2. 2. La composicion de formacion de pellcula apta para curado de la reivindicacion 1, en la que las partlculas de sllice con funcionalidad de amino estan presentes en la composicion de formacion de pellcula apta para curado en una cantidad del 5 al 25 por ciento en peso, basado en el peso total de los solidos de resina de la composicion de formacion de pellcula apta para curado.
3. 3. La composicion de formacion de pellcula apta para curado de la reivindicacion 1, en la que los grupos funcionales reactivos de (a) se escogen entre el grupo que consiste en grupos hidroxilo, grupos carbamato, grupos carboxilo, grupos isocianato, grupos carboxilato, grupos de amina primaria, grupos de amina secundaria, grupos amida, grupos urea, grupos de uretano, grupos epoxi y combinaciones de los mismos.
4. 4. La composicion de formacion de pellcula apta para curado de la reivindicacion 3, en la que el aglutinante polimerico de (a) comprende al menos un compuesto acrllico con funcionalidad de hidroxilo y/o un pollmero de poliester.
5. 5. La composicion de formacion de pellcula apta para curado de la reivindicacion 1, en la que el agente de curado de (b) se escoge entre el grupo que consiste en poliisocianatos, aminoplastos y combinaciones de los mismos.
6. 6. La composicion de formacion de pellcula apta para curado de la reivindicacion 5, en la que el agente de curado de (b) comprende un poliisocianato que tiene grupos funcionales de isocianato libres y la composicion de formacion de pellcula apta para curado es un sistema de dos envases, apto para curado en condiciones ambientales.
7. 7. La composicion de formacion de pellcula apta para curado de la reivindicacion 6, en la que el agente de curado de (b) comprende una mezcla de poliisocianatos derivada de diisocianato de isoforona y diisocianato de hexametileno.
8. 8. Una composicion de revestimiento de material compuesto de multi-componente que comprende una primera composicion de formacion de pellcula aplicada a un sustrato para formar un revestimiento de base coloreado, y una segunda composicion de formacion de pellcula transparente aplicada sobre la parte superior del revestimiento de base para formar un revestimiento de proteccion llmpido, en donde la composicion de formacion de pellcula transparente comprende una composicion de formacion de pellcula apta para curado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7.