ES2693269T3 - Formulación de revestimiento con adherencia sobre metal mejorada - Google Patents

Formulación de revestimiento con adherencia sobre metal mejorada Download PDF

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Abstract

Formulación de revestimiento para metales que contiene un sistema de resina, con al menos un componente monomérico con insaturación etilénica, caracterizado por que están contenidos al menos un componente polimérico con un (met)acrilato de ácido, o ácidos carboxílicos polifuncionalizados incorporables por polimerización, seleccionados a partir del grupo de ácidos dicarboxílicos, así como iniciadores AZO o peróxidos inorgánicos, estando constituido el componente monomérico por el grupo de (met)acrilatos de metilo, (met)acrilatos de etilo, (met)acrilatos de n-butilo, (met)acrilatos de isobutilo, (met)acrilatos de t-butilo, (met)acrilatos de 2-hidroxietilo, (met)acrilatos de 2-hidroxipropilo y/o (met)acrilatos de 2-etilhexilo, y el componente polimérico por un (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-butilo, (met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de t-butilo, (met)acrilato de 2-hidroxietilo, (met)acrilato de 2-hidroxipropilo y/o (met)acrilato de 2-etilhexilo.

Description

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DESCRIPCION
Formulacion de revestimiento con adherencia sobre metal mejorada
La invencion se refiere a una formulacion de revestimiento mejorada con adherencia sobre metal mejorada. Las pinturas y barnices para edificios impiden el deterioro rapido y mantienen la funcionalidad de construciones. Para cada material de construccion, cada fondo, cada tipo de carga posterior, los fabricantes de pinturas de construccion ofrecen sustancias de revestimiento adaptadas, casi siempre reunidas en sistemas.
El documento JP 02 151669 A describe una emulsion de resina que, mediante polimerizacion en emulsion de un 0,130 % de acidos carboxilicos con insaturacion etilenica y un 99,9-70 % con los monomeros copolimerizables con insaturacion etilenica, y un compuesto de quelato hidrosoluble, esta constituida por un ion metalico y un compuesto volatil quelatizante, y una resina que dispone de una alta capacidad de absorcion de agua. La mezcla se emplea como revestimiento.
El documento WO A 2005/087875 describe una mezcla de resinas que contiene un componente monomerico con insaturacion etilenica (por ejemplo (met)acrilato de metilo, S. 4, P.11), un componente polimerico (por ejemplo polimeros de resina de (met)acrilato, "thermoplastic acrylic polymers", S 2-3) y acido carboxilico polifuncionalizado incorporable por polimerizacion o (met)acrilato de acido (por ejemplo acido itaconico, acido maleico o B-CEA, S.3-4, P. 9). Este documento describe solo fotoiniciadores y la mezcla se emplea como revestimiento de superficies de madera.
El documento WO 2005/000975 A describe una formulacion de revestimiento constituida por monomeros de (met)acrilato con insaturacion etilenica, por un componente polimerico diferente e iniciadores de peroxido. La mezcla se emplea como revestimiento de acero. En el caso de acero se trata de un material de construccion que posee valor elevado y es empleable casi universalmente. Ademas, este posibilita por primera vez determinadas construcciones estructurales. Puentes, postes e instalaciones quimicas, muy interesantes, se construyen a partir de acero no aleado a poco aleado. El acero de esta clase presenta una propiedad problematical se corroe en presencia simultanea de oxigeno ambiental y humedad. En este caso, el metal ferroso rico en energia, obtenido mediante el proceso de fundicion, se transforma de nuevo en su forma oxidica natural y pobre en energia, el oxido. El componente de acero pierde paulatinamente sustancia. Por consiguiente, se ponen en peligro estabilidad y capacidad de carga.
Los sistemas anticorrosivos estan constituidos por varios revestimientos parciales adaptados entre si, que forman conjuntamente una barrera contra oxigeno y humedad. Sobre el revestimiento basico, cuyos agentes aglutinantes estan constituidos particularmente por resinas alquidicas o epoxidicas, sigue el revestimiento intermedio para la mejora de la funcion barrera. El revestimiento protector proporciona por una parte una estabilidad a la intemperie, por otra parte calidad optica, es decir, coloracion y brillo. Las resinas alquidicas y los agentes aglutinantes de poliuretano de valor elevado a base de resinas acrilicas y endurecedores de poliisocianato alifatico representan actualmente los agentes aglutinantes mas importantes.
Representa un problema en el revestimiento de materiales de construccion la adherencia de los sistemas anticorrosivos sobre los diferentes materiales. Solo mediante una combinacion de materiales en toda la superficie de material de construccion y revestimiento se puede efectuar la inhibicion de la corrosion. Ademas, los sistemas protectores se agrietan debido a influencias medioambientales, y se caen debido a la mas minima carga mecanica. De este modo, en la mayor parte de los casos se producen pequenos defectos en el revestimiento, en los que comienza muy rapidamente la degradacion por corrosion del material situado por debajo. Por lo tanto, en el caso de objetos cuya estabilidad, o bien capacidad de carga, son de importancia decisiva, se debe establecer un proceso de control que requiere personal y costes elevados. Con pasos de control regulares, a modo de ejemplo se deben comprobar danos por corrosion eventuales en construcciones de puentes.
El revestimiento se aplica frecuentemente in situ durante la fase de construccion. No obstante, son preferentes aplicaciones en taller, ya que estas se pueden efectuar bajo condiciones controladas. No obstante, en el caso de un secado lento se produce un tiempo de ciclo impracticable, ya que los componentes no pueden mover hasta el secado completo.
Existia la tarea de poner a disposicion una formulacion de revestimiento mejorada segun las reivindicaciones 1 a 7, que presentara buenas propiedades de adherencia, en especial sobre superficies metalicas.
Ademas existia la tarea de poner a disposicion un procedimiento para su produccion segun las reivindicaciones 8 a 10, y el empleo para el revestimiento de superficies metalicas segun la reivindicacion 11.
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La tarea se soluciono mediante formulaciones de revestimiento para metales que contienen un sistema de resina con al menos un componente monomerico con insaturacion etilenica, caracterizado por que estan contenidos al menos un componente polimerico con un (met)acrilato de acido, o acidos carboxilicos polifuncionalizados incorporables por polimerizacion, seleccionados a partir del grupo de acidos dicarboxilicos, asi como iniciadores AZO o peroxidos inorganicos, estando constituido el componente monomerico por el grupo de (met)acrilatos de metilo, (met)acrilatos de etilo, (met)acrilatos de n-butilo, (met)acrilatos de isobutilo, (met)acrilatos de t-butilo, (met)acrilatos de 2-hidroxietilo, (met)acrilatos de 2-hidroxipropilo y/o (met)acrilatos de 2-etilhexilo, y el componente polimerico por un (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-butilo, (met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de t-butilo, (met)acrilato de 2-hidroxietilo, (met)acrilato de 2-hidroxipropilo y/o (met)acrilato de 2- etilhexilo.
Sorprendentemente se descubrio que la nueva formulacion de revestimiento presenta excelentes propiedades de adherencia en superficies metalicas, en especial en acero.
Los revestimientos segun la invencion se pueden emplear tanto in situ, como tambien en taller.
Se descubrio que las formulaciones de revestimiento se secan muy rapidamente. Se alcanzan tiempos de secado de aproximadamente 1 hora. Mediante la adicion ulterior de endurecedores se puede reducir adicionalmente el tiempo de secado/endurecimiento. Por consiguiente, la aplicacion en taller preferente se puede efectuar en tiempos de ciclo aceptables.
Ademas se descubrio que las formulaciones de revestimiento, de secado/endurecimiento rapido y convenientemente adherentes, son extraordinariamente apropiadas tambien para peliculas de revestimiento gruesas, a modo de ejemplo 1-5 mm.
Como reticulantes se emplean en especial metacrilatos polifuncionales, como metacrilato de alilo, dimetacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de dietilenglicol, dimetacrilato de trietilenglicol, dimetacrilato de tetraetilenglicol, dimetacrilato de polietilenglicol, dimetacrilato de 1,3-butanodiol, dimetacrilato de 1,4-butanodiol, dimetacrilato de 1,6- hexanodiol, diimetacrilato de 1,12-dodecanodiol, dimetacrilato de glicerol, trimetacrilato de trimetilolpropano.
Los sistemas de resina para el revestimiento de superficies metalicas son conocidos.
La resina de revestimiento contiene preferentemente al menos un polimero termoplastico combinado con monomeros u oligomeros de bajo peso molecular con dobles enlaces con insaturacion etilenica, a modo de ejemplo como grupos ester de carboxilato con insaturacion alfa-beta etilenica, como por ejemplo grupos metacrilato o acrilato.
En este caso, la notacion (met)acrilato significa tanto metacrilato, como por ejemplo metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, etc, como tambien acrilato, como por ejemplo acrilato de metilo, acrilato de etilo, etc., asi como mezclas de ambos.
Un polimero termoplastico es preferentemente una resina de (met)acrilato como homopolimero, copolimero y/o terpolimero. Un componente polimerico puede ser un polimero de (met)acrilato de modo especialmente preferente. Este se puede sintetizar a traves de la polimerizacion de uno o varios monomeros de metacrilato o acrilato, preferentemente a partir del grupo de (met)acrilatos de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-butilo, (met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de t-butilo, (met)acrilato de 2-hidroxietilo, (met)acrilato de 2-hidroxipropilo y/o (met)acrilato de 2-etilhexilo. Pueden ser correactivos estireno y viniltoluenos. Un polimero termoplastico especialmente preferente es un copolimero de metacrilato de butilo y metacrilato de metilo. Un polimero termoplastico especialmente preferente es un copolimero de metacrilato de butilo y metacrilato de metilo.
Un componente monomerico con insaturacion etilenica se selecciona a partir del grupo (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-butilo, (met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de t-butilo, (met)acrilato de 2- hidroxietilo, (met)acrilato de 2-hidroxipropilo y/o (met)acrilato de 2-etilhexilo.
Otra clase de resinas polimericas termoplasticas incluye homopolimeros, copolimeros o terpolimeros de monomeros vinilicos, como por ejemplo estireno, viniltolueno, cloruro de vinilo, acetato de vinilo, cloruro de vinilideno y/o ester vinilico. Pueden ser correactivos los dienos, como por ejemplo butadieno.
Las resinas termoplasticas forman un 10-60 % en peso de componentes de resina de la mezcla de revestimientos.
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El componente polimerico contiene (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-butilo, (met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de t-butilo, (met)acrilato de 2-hidroxietilo, (met)acrilato de 2-hidroxipropilo y/o (met)acrilato de 2-etilhexilo.
Un componente polimerico puede ser tambien un producto de reaccion de uno o varios dienos con al menos un estireno, viniltolueno, cloruro de vinilo, acetato de vinilo, cloruro de vinilideno y/o ester vinilico.
Al menos uno de los componentes monomericos liquidos contiene funcionalidades de metacrilato, de modo especialmente preferente metacrilatos. En caso dado, tambien puede estar contenida una funcionalidad de acrilato, preferentemente acrilato.
Ademas, un componente monomerico es monofuncional para que el producto de reaccion con un peroxido organico sea termoplastico, se funda y fluya hasta la temperatura de reaccion de los aditivos.
Un componente monomerico con insaturacion etilenica se selecciona a partir del grupo de (met)acrilatos de metilo, (met)acrilatos de etilo, (met)acrilatos de n-butilo, (met)acrilatos de isobutilo, (met)acrilatos de terc-butilo, (met)acrilatos de 2-hidroxietilo, (met)acrilatos de 2-hidroxipropilo y/o (met)acrilatos de 2-etilhexilo, y sus mezclas. Son especialmente preferentes metacrilato de metilo y acrilato de 2-etilhexilo.
El componente monomerico liquido forma un 30-60 % en peso del componente de resina de la mezcla de revestimiento.
El componente de resina forma un 10-60 % en peso, de modo especialmente preferente un 25-50 % en peso de la mezcla de revestimiento.
Se emplean iniciadores para endurecer la formulacion de revestimiento liquida. Se emplean iniciadores AZO o peroxidos organicos. Como iniciadores se emplean preferentemente peroxidos de dialquilo, cetoperoxidos, peroxiesteres, peroxidos de diacilo, hidroperoxidos y/o peroxicetales. El iniciador se emplea en cantidades de un 0,5 a un 5 %, de modo especialmente preferente un 1-4 % respecto a la composicion de resina total.
En el caso de empleo de peroxido de dibenceno como iniciador se anade preferentemente una amina terciaria para acelerar el endurecimiento. Son aminas terciarias N,N-dimetilanilinas y N,N-dialquil-p-toluidinas.
La proporcion de aminas terciarias en la mezcla de resinas total se situa en un 0,1-4%, preferentemente en un 0,253%.
Son iniciadores azoicos preferentes dihidrocloruro de 2,2-azobis(amidinopropano), 2,2-azobis(2-metilbutironitrilo), 2,2-azobis(2-metilpropanonitrilo), 2,2-azobis(2,4-dimetilpentanonitrilo), y sus mezclas.
Mediante la adicion de (met)acrilatos de acido o acidos carboxilicos polifuncionalizados incorporables por polimerizacion se obtiene una mejora esencial de las propiedades de adherencia del revestimiento sobre superficies metalicas. Los (met)acrilatos de acido se seleccionan preferentemente a partir del grupo de acidos dicarboxilicos, de modo especialmente preferente se emplea p-CEA. Los acidos carboxilicos polifuncionalizados incorporables por polimerizacion se seleccionan de modo especialmente preferente a partir del grupo de acidos itaconicos, acidos fumaricos, acidos maleicos.
Beta-CEA es el producto de Michael de acido acrilico y es siempre una mezcla de:
imagen1
Acrilato de beta-carboxietilo con n= 1-20
Los (met)acrilatos de acido, o bien los acidos carboxilicos polifuncionalizados incorporables por polimerizacion, son preferentemente parte integrante del componente polimerico de la resina.
Estos (met)acrilatos de acido ocasionan adicionalmente una buena accion dispersante sobre los componentes de color empleados.
5 La tarea se soluciono tambien un procedimiento para la produccion de formulaciones de revestimiento. El procedimiento segun la invencion esta caracterizado por que al menos un componente monomerico con insaturacion etilenica y al menos un componente polimerico se polimerizan con un (met)acrilato de acido del grupo de acidos dicarboxilicos o acidos carboxilicos polifuncionalizados incorporables por polimerizacion, y los habituales adyuvantes y aditivos, por medio de polimerizacion radicalaria libre.
10 Se pueden anadir aditivos tixotropicos para la mejora de la reologia, con el fin de posibilitar revestimientos gruesos en una capa de aplicacion. Estos se anaden en cantidades de un 0-2%, preferentemente 0,05-1%, referido a la cantidad total de revestimiento.
Del mismo modo se pueden anadir aditivos humectantes o dispersantes.
Antes de la aplicacion del revestimiento sobre la superficie metalica se anade el peroxido organico. De este modo se 15 inicia la reaccion radicalaria, en la que el revestimiento liquido se endurece. El tiempo de endurecimiento asciende habitualmente a 30 minutos. Esto puede variar mediante la cantidad de iniciador y acelerador.
La formulacion de revestimiento se puede aplicar por medio de tecnica de pulverizacion, pincel, rodillo, espatula o procedimiento de inmersion. Alternativamente, tambien se puede emplear un sistema de pulverizacion de varios componentes.
20 La superficie metalica se limpia habitualmente antes de la aplicacion del revestimiento para eliminar residuos de elaboracion, entre otros. Tambien se aplican imprimadores parcialmente.
Del mismo modo se puede aplicar un barniz de acabado, a modo de ejemplo para superficies metalicas expuestas.

Claims (11)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Formulacion de revestimiento para metales que contiene un sistema de resina, con al menos un componente monomerico con insaturacion etilenica, caracterizado por que estan contenidos al menos un componente polimerico con un (met)acrilato de acido, o acidos carboxilicos polifuncionalizados incorporables por polimerizacion, seleccionados a partir del grupo de acidos dicarboxilicos, asi como iniciadores AZO o peroxidos inorganicos, estando constituido el componente monomerico por el grupo de (met)acrilatos de metilo, (met)acrilatos de etilo, (met)acrilatos de n-butilo, (met)acrilatos de isobutilo, (met)acrilatos de t-butilo, (met)acrilatos de 2-hidroxietilo, (met)acrilatos de 2-hidroxipropilo y/o (met)acrilatos de 2-etilhexilo, y el componente polimerico por un (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-butilo, (met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de t-butilo, (met)acrilato de 2-hidroxietilo, (met)acrilato de 2-hidroxipropilo y/o (met)acrilato de 2-etilhexilo.
  2. 2. - Formulacion de revestimiento segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el (met)acrilato de acido se selecciona a partir del grupo de beta-CEA.
  3. 3. - Formulacion de revestimiento segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el acido carboxilico polifuncionalizado incorporable por polimerizacion se selecciona a partir del grupo de acidos itaconicos, acidos fumaricos, acidos maleicos.
  4. 4. - Formulacion de revestimiento segun la reivindicacion 1, caracterizada por que se selecciona un componente polimerico a partir del grupo de resinas termoplasticas.
  5. 5. - Formulacion de revestimiento segun la reivindicacion 3, caracterizada por que se selecciona un componente polimerico a partir del grupo de homopolimeros, copolimeros y/o terpolimeros de una resina (met)acrilica.
  6. 6. - Formulacion de revestimiento segun la reivindicacion 1, caracterizada por que un componente polimerico contiene un copolimero de (met)acrilato.
  7. 7. - Formulacion de revestimiento segun la reivindicacion 1, caracterizada por que un componente polimerico puede ser un producto de reaccion de uno o varios dienos con un estireno, viniltolueno, cloruro de vinilo, acetato de vinilo, cloruro de vinilideno y/o ester vinilico.
  8. 8. - Formulacion de revestimiento segun la reivindicacion 1, caracterizada por que se polimerizan al menos al menos un componente monomerico con insaturacion etilenica y al menos un componente polimerico con un (met)acrilato de acido o acidos carboxilicos polifuncionalizados incorporables por polimerizacion del grupo de acidos dicarboxilicos y los habituales adyuvantes y aditivos por medio de polimerizacion radicalaria libre.
  9. 9. - Procedimiento para la produccion de una formulacion de revestimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado por que se emplean iniciadores, preferentemente peroxidos organicos, como adyuvantes y aditivos.
  10. 10. - Procedimiento para la produccion de una formulacion de revestimiento segun la reivindicacion 9, caracterizado por que se emplean peroxidos de dialquilo, cetoperoxidos, peroxiesteres, peroxidos de diacilo, hidroperoxidos y/o peroxicetales como iniciadores.
  11. 11. - Empleo de la formulacion de revestimiento segun la reivindicacion 1 para el revestimiento de superficies metalicas.
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