ES2860724T3

ES2860724T3 - Recubrimientos resistentes a la abrasión

Info

Publication number: ES2860724T3
Application number: ES05851187T
Authority: ES
Inventors: Shek Hong
Original assignee: Hontek Corp
Current assignee: Hontek Corp
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2005-05-24
Publication date: 2021-10-05
Anticipated expiration: 2025-05-24
Also published as: WO2006055038A1; EP1753798B1; US7736745B2; US20100256296A1; US8124235B2; US20100255279A1; US8557388B2; US20140011935A1; DK1753798T3; EP1753798A1; US9663663B2; US20100249295A1; US9732232B2; US20120279640A1; US8178205B2; US20050271881A1; US10557038B2; US20140039119A1; US20180002530A1

Abstract

Un método de protección de un sustrato contra la erosión de partículas líquidas y/o sólidas, comprendiendo el método: (a) formar uno o más recubrimientos de poliuretano o poliurea sobre el sustrato, (b) en donde al menos uno de los recubrimientos se configura para que tenga una resistencia a la tracción mayor de 70 kg/cm2 (1.000 psi) de acuerdo con la ASTM D 412-92, un alargamiento a la rotura mayor del 350 % de acuerdo con la ASTM D 412-92, que se modifica de acuerdo con el párrafo 2 de la página 29 del documento WO 2006/055038 A1, y una dureza Shore A de 44A a 93A, tal como se mide a 20 °C (68 °F) de acuerdo con la ASTM D2240, caracterizado por que (c) el sustrato es un borde de ataque de una superficie aerodinámica, y (d) el al menos uno de los recubrimientos se configura para que tenga una deformación permanente por tracción a la rotura de menos del 490 % de acuerdo con la ASTM D 412-92, que se modifica de acuerdo con el párrafo 2 de la página 30 del documento WO 2006/055038 A1.

Description

DESCRIPCIÓN

Recubrimientos resistentes a la abrasión

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional estadounidense con n.° de serie 60/573.819, presentada el 24 de mayo de 2004 y la solicitud provisional estadounidense con n.° de serie 60/649.443 presentada el 2 de febrero de 2005.

DECLARACIÓN CON RESPECTO A LA INVESTIGACIÓN Y EL DESARROLLO SUBVENCIONADOS FEDERALMENTE

La presente investigación se realizó con una combinación de financiación gubernamental y privada. La financiación gubernamental se proporcionó en virtud del contrato n.° F33615-99-C-5016 y F33615-01-5005 otorgado por la Fuerza Aérea de Estados Unidos.

Antecedentes

La presente divulgación se refiere a recubrimientos resistentes a la abrasión. Más específicamente, la presente divulgación se refiere a recubrimientos que brindan protección contra la abrasión, el desgaste, la vibración, la erosión por partículas sólidas y la erosión por partículas líquidas.

Los daños por erosión de la lluvia y la arena sobre las superficies de borde de ataque de palas de rotor de helicópteros, palas de hélice, alas de aeronaves, radomos y antenas son problemas muy conocidos. Los recubrimientos metálicos derivados de metales, tales como, por ejemplo, níquel, titanio, acero inoxidable o similares, generalmente, proporcionan buena resistencia a los daños por erosión. Estos recubrimientos metálicos, sin embargo, tienen muchas desventajas. Estos tienen una resistencia a la erosión de arena deficiente y pueden chispear tras el impacto con partículas de arena. Además, estos reflejan la luz y las señales de radar, haciéndolos no deseables para operaciones militares.

Con el fin de superar los problemas con los recubrimientos metálicos, se han usado recubrimientos que comprenden polímeros (recubrimientos poliméricos). Los recubrimientos poliméricos se modifican, generalmente, para que tengan un brillo bajo mediante la incorporación de agentes opacificantes. Estos se modifican, adicionalmente, mediante la incorporación de tintes y colorantes para que tengan un color similar al del resto de las aeronaves, con el fin de minimizar la detección. Esta adición de los agentes opacificantes y colorantes al recubrimiento reduce la ductilidad de los recubrimientos y los hace más susceptibles a la erosión por lluvia y/o arena. En particular, el uso de agentes opacificantes para conseguir un brillo bajo provoca una disminución en el alargamiento a la rotura y una reducción sustancial de la erosión por lluvia y/o arena.

En patente estadounidense n.° 4.110.317 de Moraveck, los recubrimientos de uretano que tienen propiedades de resistencia a la intemperie y protectoras mejoradas se proporcionan mediante la aplicación y el curado en una atmósfera que contiene humedad de una composición de recubrimiento que comprende (1) un prepolímero terminado en isocianato que comprende el producto de reacción de (a) un politetrametilen éter glicol que tiene un peso molecular promedio entre aproximadamente 500 y aproximadamente 700, (b) un triol oxialquilado que tiene un peso molecular promedio entre aproximadamente 400 y aproximadamente 1.000 en una cantidad entre el 0 y aproximadamente el 20 por ciento en peso, basándose en el peso combinado del triol oxialquilado y el politetrametilen éter glicol, y (c) un diisocianato orgánico y (2) un disolvente orgánico inerte. Sin embargo, el porcentaje de alargamiento a la rotura de estas composiciones no es muy alto.

En la especificación militar, MIL-C-85322B (2), titulada "Coating, elastomeric, polyurethane, rain erosion", publicada en 1999 por el Comando de Sistemas Aéreos Navales, la especificación requiere recubrimientos de poliuretano basados en prepolímero de TDI y una cetimina u otro agente de curado de tipo amina. Los requisitos de propiedades físicas desvelados son una resistencia a la tracción mínima de 70 kg/cm2 (1.000 psi) y un alargamiento a la rotura mínimo del 350 %, tal como se determina mediante la ASTM D2370. No se desvela ninguna mención de la dureza Shore A ni de la recuperación de la deformación permanente por tracción. Chemglaze M331 y Aeroglaze M1433, ambos fabricados por Lord Corporation, se califican en virtud de la MIL-C-85322. Los recubrimientos se basan en un prepolímero de TDI y una cetimina (metilen dianilina). No existen ninguna divulgación sobre las propiedades físicas en la hoja de datos del producto M1433. La hoja de datos de M331 desvela que las propiedades físicas de un recubrimiento de M331 curado tienen una resistencia a la tracción de 350 kg/cm2, un alargamiento a la rotura del 500 % y una dureza Shore A de 95. Aeroglaze está disponible únicamente en color gris brillante y Chemglaze únicamente en color negro brillante. No está disponible ninguna versión de brillo bajo para satisfacer la demanda de los requisitos militares modernos.

En la especificación militar, MIL-C-83231, titulada "Coatings, polyurethane, rain protective for exterior aircraft and missile plastic parts", expedida en 1969 y reemplazada, posteriormente, por SAE-AMS-C-83231 en 1999, las especificaciones requieren recubrimientos de poliuretano basados en mecanismos de curado con humedad o sin humedad. No existe ninguna referencia a los requisitos de las propiedades físicas en cuanto a la resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura, la deformación permanente por tracción a la rotura (recuperación) y la dureza Shore A. CAAPCOAT B-274 y AS-P108, disponibles a través de Caap Co., se aprobaron en virtud de la presente especificación.

CAAPCOAT B-274, disponible en color negro, es un recubrimiento contra la erosión por lluvia de poliuretano calificado en virtud de la MIL-C-83231A, Tipo II, Clase A y Composición L. De acuerdo con su hoja de datos de seguridad de materiales (MSDS en inglés), este se basa en un prepolímero de poliéster terminado en bis(4-ciclohexilisocianato) de metileno. El agente de curado se basa en una amina alifática. El acelerador es dilaurato de dibutil estaño. El recubrimiento contra la erosión por lluvia de poliuretano antiestático CAAPCOAT AS-P108 se basa en un prepolímero de politetrametilen glicol terminado en TDI-isocianato. Su catalizador contiene trietilen diamina y dipropilen glicol.

En la especificación militar, MIL-C-83445, titulada "Coating system, polyurethane, non-yellowing white, rain protective, thermally reflective", expedida en 1974 y reemplazada, posteriormente, por SAE-AMS-C-85445 en 1999, la especificación requiere recubrimientos de poliuretano basados en prepolímeros alifáticos o cicloalifáticos. No existe ninguna referencia a los requisitos de las propiedades físicas en cuanto a la resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura, la deformación permanente por tracción a la rotura (recuperación) y la dureza Shore A. El único producto comercial calificado en virtud de la presente especificación fue Caapcoat C-W4. Su hoja de datos del producto desvela que este tiene una resistencia a la tracción mínima de 210 kg/cm2 y un alargamiento a la rotura mínimo del 350 %. No existe ninguna divulgación sobre la deformación permanente por tracción a la rotura (recuperación) y la dureza Shore A. De acuerdo con su MSDS, este se basa en un prepolímero de poliéster terminado en bis(4-ciclohexilisocianato) de metileno. El agente de curado es una amina alifática. El acelerador es dilaurato de dibutil estaño.

Las tres normas militares anteriores no especifican el requisito de brillo a 85 grados y, por tanto, los recubrimientos mencionados anteriormente se suministran en color negro, gris o blanco de brillo alto. Sin embargo, las aplicaciones militares actuales especifican recubrimientos pulverizables de brillo bajo con valores de brillo a 85 grados de aproximadamente 3 a aproximadamente 5.

Los recubrimientos con resistencia a la erosión pueden incluir, generalmente, una capa de revestimiento de base y una capa de revestimiento superior. Un sistema de recubrimiento protector de poliuretano comercial ampliamente usado en color gris de brillo bajo es CAAPCOAT FR®-250, que consiste en CAAPCOAT® FP-200, un revestimiento de base de poliuretano de brillo alto, y FP-050, que es un revestimiento superior de poliuretano sin lustre. El recubrimiento contra la erosión por lluvia de poliuretano brillante de armonización de color CAAPCOAT FP®-200 se basa en una química similar a la del C-W4. Su hoja de datos técnica indica que este tiene una resistencia a la tracción a la rotura mínima de 210 kg/cm2 y un alargamiento a la rotura mínimo del 350 %. El FP-050, un revestimiento superior sin lustre, tiene una resistencia a la tracción mínima de 315 kg/cm2 y un alargamiento a la rotura mínimo del 300 %. El documento US 6 399 736 B1 desvela composiciones de recubrimiento y métodos para la protección de un sustrato que comprenden hacer reaccionar un prepolímero de isocianato y un agente de curado que comprende un éster poliaspártico y que tienen un alargamiento de más del 350 % y una resistencia a la tracción de más de 70 kg/cm2.

Ninguno de los recubrimientos pulverizables anteriores es satisfactorio para las aplicaciones militares actuales como recubrimientos de protección contra la erosión de brillo bajo y, por lo tanto, existe la necesidad de recubrimientos protectores que puedan cumplir las especificaciones militares actuales.

Sumario

Un método de protección de un sustrato contra daños que comprende disponer sobre un sustrato uno o más recubrimientos, en donde un recubrimiento comprende un prepolímero de poliuretano terminado en isocianato y un agente de curado; en donde los agentes de curado comprenden ésteres poliaspárticos, cetiminas, aldiminas o una combinación que comprende al menos uno de los agentes de curado anteriores; hacer reaccionar el prepolímero de poliuretano terminado en isocianato con un agente de curado; en donde la reacción se puede llevar a cabo, opcionalmente, en presencia de humedad o calor; y curar el prepolímero de poliuretano terminado en isocianato para formar el recubrimiento.

Descripción detallada

Se ha de señalar que, tal como se usa en el presente documento, los términos "primer", "primera", "segundo", "segunda" y similares no designan ningún orden o importancia, sino que más bien se usan para distinguir un elemento de otro, y los términos "el", "la", "un" y "una" no designan una limitación de la cantidad, sino que más bien designan la presencia de al menos uno de los elementos a los que se hace referencia. Además, todos los intervalos desvelados en el presente documento incluyen los puntos extremo y se pueden combinar de manera independiente.

En el presente documento, se desvelan composiciones de recubrimiento y recubrimientos que se pueden usar, ventajosamente, para proporcionar resistencia a la abrasión, al desgaste y a la erosión en una diversidad de sustratos. La composición de recubrimiento comprende un polímero orgánico, un agente opacificante y un disolvente opcional.

Un polímero orgánico de ejemplo comprende un elastómero de poliuretano y/o un elastómero de poliurea. Ventajosamente, los recubrimientos tienen un alargamiento mayor de o igual a aproximadamente el 350 % y un brillo a 85 grados de aproximadamente 3 a aproximadamente 5 y proporcionan resistencia contra el desgaste, la abrasión, la erosión, el impacto y la vibración o similares, durante un período de tiempo mayor de o igual a aproximadamente 100 minutos. En una realización, el sustrato se puede recubrir mediante recubrimiento por pulverización, recubrimiento por inmersión, recubrimiento con cepillo, pintado electrostático o similares. En otra realización, la composición de recubrimiento se puede moldear y adherir al sustrato para proporcionar resistencia contra la abrasión, el desgaste y la erosión.

La expresión composición de recubrimiento se refiere a una composición fluida que se puede pulverizar o que se puede aplicar con cepillo sobre el sustrato o en la que se puede sumergir el sustrato. El término recubrimiento se refiere a una capa que se deriva de la composición de recubrimiento y está sustancialmente libre de agua y/o disolvente y que ha experimentado un curado en una cantidad eficaz para formar un elastómero. Un recubrimiento protector se define como uno que está dispuesto directa o indirectamente sobre el sustrato y puede comprender una o más capas, derivándose una de las mismas de la composición de recubrimiento. La expresión "dispuesto indirectamente" se refiere a un recubrimiento que se separa del sustrato mediante otras capas, mientras que el término "dispuesto directamente" se refiere a capas que están en contacto físico entre sí con el sustrato.

En una realización de ejemplo, el recubrimiento protector puede comprender una capa de imprimación, una capa de revestimiento de base, una capa de unión opcional y una capa de revestimiento superior, en donde una de estas capas se deriva de la composición de recubrimiento y, generalmente, tiene una resistencia a la tracción mayor de o igual a aproximadamente 70 kg/cm2 (1.000 psi), un alargamiento por tracción a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 350 %, en el caso de los recubrimientos pulverizables, una deformación permanente por tracción a la rotura (tensile set at break) de menos de o igual a aproximadamente el 60 %, una dureza Shore A de aproximadamente 44A a aproximadamente 93A y un valor de brillo a 85 grados opcional de aproximadamente 3 a aproximadamente 5. En algunas realizaciones, la capa de revestimiento de base es opcional, mientras que, en otras realizaciones, la capa de revestimiento superior es opcional.

El recubrimiento protector combina, ventajosamente, propiedades de alta resistencia a la tracción con un alto alargamiento a la rotura y un brillo bajo (acabado de superficie mate). En una realización, el recubrimiento protector tiene una resistencia a la tracción mayor de o igual a aproximadamente 70 kg/cm2 (1.000 psi), un alargamiento por tracción a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 350 %, en el caso de los recubrimientos pulverizables, una deformación permanente por tracción a la rotura de menos de o igual a aproximadamente el 60 %, una dureza Shore A de aproximadamente 44A a aproximadamente 93A y un valor de brillo a 85 grados de aproximadamente 3 a aproximadamente 5. En otra realización, el recubrimiento puede tener un alargamiento por tracción a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 425 %, preferentemente mayor de o igual a aproximadamente el 600 %, preferentemente mayor de o igual a aproximadamente el 700 % y más preferentemente mayor de o igual a aproximadamente el 800 %, al tiempo que tiene un acabado de superficie mate.

La resistencia contra el desgaste, la abrasión, la erosión, el impacto y la vibración se brinda incluso a velocidades, impactos y tasas de impacto muy altas. Por lo tanto, la composición de recubrimiento se puede usar, ventajosamente, para recubrir las estructuras de borde de ataque y orientadas hacia adelante de los vehículos, tales como, por ejemplo, alas de aeronaves, palas de rotor de helicópteros, palas de hélice, conos de morro, radomos, palas de ventilador, antenas o similares, para protegerlos de los daños causados por la lluvia, el polvo fino y/o la arena. Los vehículos, tal como se usan en el presente documento, se refieren a aeronaves, automóviles, locomotoras, barcos o similares. Otras aplicaciones pueden incluir recubrimientos para pelotas de golf, equipos de minería, revestimientos protectores inferiores de vagones, recubrimientos de protección contra impactos de piedra para vehículos de motor, adhesivos flexibles, rellenos de huecos, amortiguación de las vibraciones y los movimientos, amortiguación del sonido, relleno de grietas en el parabrisas, protección contra el ruido, encapsulación electrónica, laminación de vidrio, recubrimientos textiles, recubrimientos de cuero y otras áreas en las que los sustratos se someten a daños causados por el desgaste, la abrasión, la erosión, el impacto y la vibración o similares.

Los polímeros orgánicos que se pueden usar en la composición de recubrimiento, así como en el recubrimiento, son polímeros termoplásticos, polímeros termoendurecibles o mezclas y copolímeros de polímeros termoplásticos con polímeros termoendurecibles. Los ejemplos de polímeros orgánicos adecuados son dendrímeros, elastómeros, polímeros iónicos, copolímeros, tales como copolímeros de bloques, copolímeros de injerto, copolímeros aleatorios, copolímeros de bloques en estrella o similares. Los polímeros orgánicos de ejemplo son los elastómeros. Un elastómero de ejemplo comprende poliuretano y/o poliurea.

Los polímeros orgánicos pueden comprender poliacetales, poliureas, poliuretanos, poliolefinas, poliacrílicos, policarbonatos, polialquídicos, poliestirenos, poliésteres, poliamidas, poliaramidas, poliamidaimidas, poliarilatos, poliarilsulfonas, poliéter sulfonas, sulfuros de polifenileno, polisulfonas, poliimidas, poliéter imidas, politetrafluoroetilenos, poliéter cetonas, poliéter éter cetonas, poliéter cetona cetonas, polibenzoxazoles, polioxadiazoles, polibenzotiazinofenotiazinas, polibenzotiazoles, polipirazinoquinoxalinas, polipiromelitimidas, poliquinoxalinas, polibencimidazoles, polioxindoles, polioxoisoindolinas, polidioxoisoindolinas, politriazinas, polipiridazinas, polipiperazinas, polipiridinas, polipiperidinas, politriazoles, polipirazoles, policarboranos, polioxabiciclononanos, polidibenzofuranos, poliftalidas, poliacetales, polianhídridos, éteres de polivinilo, tioéteres de polivinilo, alcoholes de polivinilo, cetonas de polivinilo, haluros de polivinilo, nitrilos de polivinilo, ésteres de polivinilo, polisulfonatos, polisulfuros, politioésteres, polisulfonas, polisulfonamidas, poliureas, polifosfacenos, polisilazanos, poliolefinas, polisiloxanos, fluoropolímeros, polibutadienos, poliisoprenos o una combinación que comprenda al menos uno de los polímeros orgánicos anteriores. Los polímeros orgánicos de ejemplo son los poliuretanos y/o las poliureas. Resulta deseable que el poliuretano o la poliurea sea un elastómero. Los polímeros orgánicos mencionados anteriormente enumerados anteriormente se pueden mezclar y/o copolimerizar con el poliuretano o la poliurea, si se desea.

El elastómero de poliuretano comprende isocianatos que tienen la Fórmula general:

R(NCO)/ (I),

en donde R es un radical orgánico que tiene la valencia de /, en donde i es mayor de o igual a aproximadamente 2. R puede ser un grupo hidrocarburo sustituido o no sustituido (por ejemplo, un grupo metileno o un grupo arileno).

Los isocianatos pueden ser aromáticos o alifáticos. Los diisocianatos aromáticos útiles pueden incluir, por ejemplo, diisocianato de 2,4-tolueno y diisocianato de 2,6-tolueno (denominado, cada uno, generalmente, TDI); mezclas de los dos isómeros de TDI; 4,4'-diisocianatodifenilmetano (MDI); diisocianato de p-fenileno (PPDI); difenil-4,4'-diisocianato; dibencil-4,4'-diisocianato; estilbeno-4,4'-diisocianato; benzofenona-4,4'-diisocianato; diisocianatos de 1,3-y 1,4-xileno; o similares o una combinación que comprenda al menos uno de los isocianatos aromáticos anteriores. Los diisocianatos aromáticos de ejemplo para la preparación de prepolímeros de poliuretano incluyen TDI, MDI y PPDI.

Los diisocianatos alifáticos útiles pueden incluir, por ejemplo, diisocianato de 1,6-hexametileno (HDI); diisocianato de 1,3-ciclohexilo; diisocianato de 1,4-ciclohexilo (CHDI); el diisocianato de difenilmetano saturado conocido como H(12)MDI; diisocianato de isoforona (IPDI); o similares; o una combinación que comprenda al menos uno de los isocianatos anteriores. Un diisocianato alifático de ejemplo es H(12)MDI.

Otros poliisocianatos de ejemplo incluyen diisocianato de hexametileno (HDI), diisocianato de 2,2,4- y/o 2,4,4-trimetil-1,6-hexametileno, diisocianato de dodecametileno, 1,4-diisocianatociclohexano, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano (IPDI), 2,4'- y/o 4,4'-diisocianato-diciclohexil metano, 2,4- y/o 4,4'-diisocianato-difenil metano y mezclas de estos isómeros con sus homólogos superiores que se obtienen mediante la fosgenación de condensados de anilina/formaldehído, 2,4- y / o 2,6-diisocianatotolueno y cualquier mezcla de estos compuestos.

En una realización, se pueden usar derivados de estos poliisocianatos monoméricos. Estos derivados incluyen poliisocianatos que contienen grupos biuret, tal como se describe, por ejemplo, en la patente estadounidense n.° 3.124.605, la patente estadounidense n.° 3.201.372 y el documento DE-OS 1.101.394; poliisocianatos que contienen grupos isocianurato, tal como se describe, por ejemplo, en la patente estadounidense n.° 3.001.973, los documentos DE-PS 1.022.789, 1.222.067 y 1.027.394 y los documentos DE-OS 1.929.034 y 2.004.048; poliisocianatos que contienen grupos uretano, tal como se describe, por ejemplo, en el documento DE-Os 953.012, el documento BE-PS 752.261 y las patentes estadounidenses n.° 3.394.164 y 3.644.457; poliisocianatos que contienen grupos carbodiimida, tal como se describe en el documento DE-PS 1.092.007, la patente estadounidense n.° 3.152.162 y los documentos DE-OS 2.504.400, 2.537.685 y 2.552.350; y poliisocianatos que contienen grupos alofanato, tal como se describe, por ejemplo, en los documentos GB-PS 994.890, BE-PS 761.626 y NL-OS 7.102.524. En otra realización, se puede usar N,N',N"-tris-(6-isocianatohexil)-biuret y mezclas del mismo con sus homólogos superiores y N,N',N"-tris-(6-isocianatohexil)-isocianurato y mezclas del mismo con sus homólogos superiores que contengan más de un anillo de isocianurato.

R en la Fórmula (I) también puede representar un radical de poliuretano que tenga una valencia de /, en cuyo caso R(NCO)/ es una composición conocida como prepolímero o semiprepolímero de poliuretano terminado en isocianato. Los prepolímeros o semiprepolímeros se forman cuando se hace reaccionar un exceso de monómero de diisocianato orgánico con un componente que contiene hidrógeno activo.

En una realización, el componente que contiene hidrógeno activo es un poliol. En una realización, los prepolímeros y semiprepolímeros se pueden preparar adecuadamente a partir de compuestos de poliol de bajo peso molecular que tengan un peso molecular de 62 a 299. Los polioles también pueden tener un peso molecular de aproximadamente 300 a aproximadamente 20.000, preferentemente de aproximadamente 500 a aproximadamente 10.000, más preferentemente de aproximadamente 1.000 a 5.000, tal como se determina a partir de la funcionalidad y el índice de OH. En una realización, los polioles pueden tener al menos dos grupos hidroxilo por molécula y, generalmente, tienen un contenido de grupos hidroxilo de aproximadamente el 0,5 al 17 % en peso, preferentemente de aproximadamente el 1 al 5 % en peso.

Los ejemplos de polioles adecuados son poliéster polioles, polioles de policaprolactona, poliéter polioles, polihidroxi policarbonatos, polihidroxi poliacetales, polihidroxi poliacrilatos, polihidroxi poliéster amidas y polihidroxi politioéteres. Los polioles de ejemplo son poliéster polioles, poliéter polioles, poliésteres derivados de lactonas (por ejemplo, £-caprolactona o ácido u>-hidroxicaproico) o una combinación que comprende al menos uno de los polioles anteriores.

Los poliéster polioles adecuados incluyen productos de reacción de alcoholes poliédricos o dihídricos con ácidos carboxílicos polibásicos o preferentemente dibásicos. En lugar de estos ácidos policarboxílicos, los correspondientes anhídridos de ácido carboxílico o ésteres de ácido policarboxílico de alcoholes inferiores o mezclas de los mismos se pueden usar para la preparación de los poliéster polioles. Los ácidos policarboxílicos pueden ser alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos y/o heterocíclicos y estos pueden estar sustituidos (por ejemplo, con átomos de halógeno) y/o insaturados. Los ejemplos incluyen ácido succínico, ácido adípico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido trimelítico, anhídrido de ácido ftálico, anhídrido de ácido tetrahidroftálico, anhídrido de ácido hexahidroftálico, anhídrido de ácido tetracloroftálico, anhídrido de ácido endometilen tetrahidroftálico, anhídrido de ácido glutárico, ácido maleico, anhídrido de ácido maleico, ácido fumárico, ácidos grasos diméricos y triméricos, tales como ácido oleico, que se pueden mezclar con ácidos grasos monoméricos, tereftalatos de dimetilo, tereftalato de bis-glicol o similares o una combinación que comprende al menos uno de los anteriores. Los poliésteres de lactonas, por ejemplo, £-caprolactona, o los ácidos hidroxi-carboxílicos, por ejemplo, ácido w-hidroxicaproico, también se pueden usar.

Los poliéter polioles se obtienen mediante la adición química de óxidos de alquileno, tales como, por ejemplo, óxido de etileno, óxido de propileno y mezclas de los mismos, al agua o los alcoholes polihídricos, tales como, por ejemplo, etilen glicol, propilen glicol, trimetilen glicol, 1,2-butilen glicol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, neopentil glicol, ciclohexano dimetanol (1,4-bis-hidroximetilciclohexano), 2-metil-1,3-propanodiol, 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, trietilen glicol, tetraetilen glicol, polietilen glicol, dipropilen glicol, polipropilen glicol, politetrametilen glicol, dibutilen glicol y polibutilen glicol, glicerina, trimetilolpropano o similares o una combinación que comprende al menos uno de los alcoholes polihídricos anteriores.

Los ejemplos de moléculas de partida adecuadas para los poliéter polioles incluyen polioles monoméricos, agua, poliaminas orgánicas que tienen al menos dos enlaces de NH y mezclas de estas moléculas de partida. El óxido de etileno y/o el óxido de propileno son óxidos de alquileno particularmente adecuados para la reacción de alcoxilación. Estos óxidos de alquileno se pueden introducir en la reacción de alcoxilación en cualquier secuencia o como mezcla.

Los polihidroxi policarbonatos adecuados incluyen aquellos obtenidos mediante la reacción de dioles, tales como, por ejemplo, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol y/o 1,6-hexanodiol, dietilen glicol, trietilen glicol o tetraetilen glicol con diarilcarbonatos o carbonatos cíclicos. La reacción entre los dioles y los diarilcarbonatos o los carbonatos cíclicos tiene lugar en presencia de fosgeno. También resultan adecuados los poliéster carbonatos obtenidos mediante la reacción de los poliésteres o las polilactonas previamente descritas con fosgeno, diaril carbonatos o carbonatos cíclicos.

Los prepolímeros, generalmente, tienen un contenido de isocianato de aproximadamente el 0,5 a aproximadamente el 40 por ciento en peso (% en peso), basándose en el peso del prepolímero después de la reacción. En una realización, los prepolímeros, generalmente, tienen un contenido de isocianato de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 20 % en peso, basándose en el peso del prepolímero después de la reacción. El prepolímero se fabrica, generalmente, usando materiales de partida en una relación de equivalentes de NCO/OH de aproximadamente 1,05:1 a aproximadamente 10:1, preferentemente de aproximadamente 1,1:1 a aproximadamente 3:1. La reacción va seguida, opcionalmente, de la retirada por destilación de cualquier poliisocianato de partida volátil sin reaccionar todavía presente.

Los prepolímeros de isocianato de ejemplo son TDI-éter, TDI-éster, TDI-lactona, MDI-éter, MDI-éster, H12MDI-éter, H12MDI-éster y prepolímeros similares preparados a partir de HDI, IPDI y PPDI. Se prefieren los prepolímeros de isocianato con pocos monómeros de isocianato libres. Aunque los ejemplos presentan prepolímeros terminados en isocianato basados en TDI y H12MDI, se espera que se puedan usar otros prepolímeros y agentes de curado para formular el recubrimiento altamente protector contra la lluvia que tiene una resistencia a la tracción mayor de 70 kg/cm2, un alargamiento a la rotura superior al 350 % y un valor de deformación permanente por tracción de menos de 15 centímetros (cm), tal como se define en la presente memoria descriptiva. Los ejemplos de prepolímeros adecuados están disponibles a través de Air Products, Uniroyal, Bayer, Anderson Development y otros proveedores de materias primas de poliuretano.

En general, se pueden usar aquellos prepolímeros que resulten útiles en la formación de elastómeros de poliuretano con MOCA (4,4'-metilenbis (ortocloroanilina) (MBCA)). Se pueden usar aquellos prepolímeros que produzcan elastómeros de 40A-75D con MOCA o polioles.

Los ejemplos de prepolímeros adecuados disponibles en el mercado son los prepolímeros de la serie AIRTHANE®, VERSATHANE®, a D iPRENE® y VIBRATHa Ne®, todos los cuales están disponibles en el mercado a través de Air Products. Resultan especialmente preferidos aquellos con muy pocos monómeros de isocianato libres, tales como la serie AIRTHANE® PET, ADIPRENE® LF-SERIES y VERSAt HAn E®. Los ejemplos de prepolímeros preferidos son: AIRTHANE® PEP-70A, PHP-70A, PET-80A, PET-85A, PET-90A, PET-91A, PET-93A, PET-95A, AIRTHANE® PET-60D, AIRTHANE® PHP-70D, AIRTHANE® PET-70D, VERSATHANE® A-7QM, VERSATHANE® A-75QMSP, VERSATHANE® A-8QM, VERSATHANE® A-85QM, VERSATHANE® A-8, VERSATHANE® A-85L, VERSATHANE® A-9, VERSATHANE® A-9QM, VERSATHANE® D-5QM, VERSATHANE® D-5QM, VERSATHANE® D-55, VERSATHANE® D-7, VERSATHANE®-C 2070, VERSATHANE®-C 1080, VERSATHANE®-C 1090, VERSATHANE®-C 1050, VERSATHANE®-C 1160, AIRTHANE® PST-70A, PST-80A, PST-85A, PST-90A y PST-95A.

Otros ejemplos de prepolímeros adecuados son los prepolímeros terminados en isocianato ADIPRENE® y VIBRATHa Ne® suministrados por Uniroyal Chemical Company. Por ejemplo, TDI-polilactona VIBRATHANE® 6060, ADIPRENE® LW-520 (H12MDI), LW-570 (H12MDI), prepolímero de HDI ADIPRENE® LFH 1570, LFH120, LFH710, prepolímeros de PPDI ADIPRENE® LFP1950A (éster), LFP2950A (lactona), LFP590D (éter), LFP850A (éter) y LFP950A (éter). También se pueden usar otras calidades extremas de VIBRATHANES® y ADIPRENE®.

Otros prepolímeros aromáticos y alifáticos útiles disponibles en el mercado son BAYTEC® WE-180 (prepolímero de PTMEG terminado en isocianato basado en HMDI, isocianato al 18 % (NCO)) y BAYTEC® WP-260 (prepolímero de PPG poliéter terminado en isocianato basado en HMDI, NCO al 26 %).

Otros prepolímeros alifáticos disponibles a través de Anderson Development Company incluyen ANDUR® AL80-5AP/FP, AL80-5AP y AL-80-5AP.

Los prepolímeros están, generalmente, presentes en la composición de recubrimiento en una cantidad de aproximadamente el 10 % en peso a aproximadamente el 95 % en peso, basándose en el peso total de la composición de recubrimiento. Una cantidad de ejemplo de prepolímero es de aproximadamente el 20 al 70 % en peso, basándose en el peso total de la composición de recubrimiento.

La composición de recubrimiento también comprende un agente de curado opcional. Los ejemplos de agentes de curado adecuados son los ésteres poliaspárticos, las aldiminas, las cetiminas, las aminas, los polioles o similares o una combinación que comprende al menos uno de los agentes de curado anteriores. En una realización, las diaminas adecuadas se pueden convertir en las correspondientes aldiminas o cetiminas para su uso en composiciones de recubrimiento pulverizables. En otra realización, las aldiminas o cetiminas y los ésteres poliaspárticos se pueden combinar de manera beneficiosa en la misma formulación de recubrimiento para proporcionar propiedades mejoradas. Las aminas también se pueden combinar con las aldiminas, las cetiminas o los ésteres poliaspárticos en conjunto para formar los agentes de curado.

El éster poliaspártico tiene la Fórmula (II) general:

Rl02CCHzCH(C02R ^ra ------ Rj ■— ^NHCHfCX^R3) ^ Cü2R4 qq

en donde R1, R2, R3y R4 son iguales o diferentes y, cada uno, son grupos alquilo que tienen una cantidad de aproximadamente 1 a aproximadamente 12 átomos de carbono. En una realización, los grupos alquilo tienen una cantidad de 1 a aproximadamente 4 átomos de carbono. Un grupo alquilo de ejemplo es un grupo etilo. R5 puede ser alifático, alicíclico o aromático.

Un éster poliaspártico de ejemplo se muestra en la Fórmula (III):

m

en donde R5 puede tener las estructuras que se muestran en las Fórmulas (IV) - (VII), a continuación:

y/o

en donde Me representa un grupo metilo.

Los ejemplos de ésteres poliaspárticos adecuados son DESMOPHEN® NH1220, NH1420, NH1521, NH1520 o PAC XP2528. Otros ésteres poliaspárticos y cetiminas, tales como DESMOPHEN® LS2965A, también se pueden usar, siempre que estas combinaciones con el prepolímero produzcan un elastómero que tenga un alto alargamiento a la rotura y una baja deformación permanente por tracción. Otros materiales, tales como DESMOPHEN® PAC XP7109, XP7083, XP7076 o XP7069, también pueden ser adecuados.

Aunque los ésteres poliaspárticos se han comercializado en el mercado para su uso con poliisocianatos alifáticos, se ha descubierto que estos también son adecuados para su uso con prepolímeros basados en TDI y/o MH12DI.

Los ejemplos de aminas aromáticas adecuadas que se pueden usar como agentes de curado son fenilen diamina, 4,4'-metilen-bis-(2-cloroanilina), 4,4-metilendianilina (MDA), 4,4'-metilenbis(2,6-dietilanilina), 4,4'-metilenbis(2,6-dimetilanilina), 4,4'-metilenbis(2-isopropil-6-metilanilina), 4,4'-metilenbis(2-etil-6-metilanilina), 4,4'-metilenebis(2,6-isopropilanilina), 4,4'metilenbis(3-cloro-2,6-dietilanilina) (MCDEA), 1,3-propanodiolbis(4-aminobenzoato), dietiltoluendiamina (DETDA), dimetiltiotoluendiamina; o similares; o una combinación que comprende al menos una de las aminas aromáticas anteriores.

Los ejemplos de aminas aromáticas disponibles en el mercado son tales como ETHACURE® 100, ETHACURE® 300, aminas de la serie CLEAR LINK®, aminas de la serie VERSLINK®, aminas de la serie JAFFAMINE®, agentes curativos de la serie VIBRACURE® y aminas de la serie UNILINK® o similares. En una realización, se pueden usar polioles cíclicos y aromáticos para simular una amina aromática en la formación de un segmento duro (fase rígida) en el poliuretano. Los polioles de cadena larga se pueden usar como poliaminas de cadena larga para formar los segmentos blandos.

Cuando se usan ésteres poliaspárticos como agente de curado, se puede usar un agente de cocurado opcional. Las aldiminas, las cetiminas, las diaminas aromáticas y los dioles se pueden usar como agentes de cocurado. Los agentes de curado de aldiminas se pueden preparar a partir de poliaminas que tengan grupos cíclicos. Las aldiminas usadas como agentes de curado tienen estructuras que corresponden a la Fórmula (VIII):

X j------[N^CHCH)(K«XR7)]n (VEO

en donde Xi representa un grupo orgánico que tiene una valencia de n y se obtiene mediante la retirada de los grupos amino de una poliamina orgánica cíclica que tiene grupos amino unidos (cido)alifáticamente, preferentemente una diamina y más preferentemente un grupo hidrocarburo obtenido mediante la retirada de los grupos amino de una diamina que tiene al menos un grupo amino unido cicloalifáticamente, R6 y R7 pueden ser iguales o diferentes y representan grupos orgánicos que son inertes frente a los grupos isocianato a una temperatura de 100 °C o menos, que contienen preferentemente de 1 a 10, más preferentemente de 1 a 6, átomos de carbono o R6 y R7, junto con el átomo de carbono p, forman un anillo cicloalifático o heterocíclico y n representa un número entero que tiene un valor de al menos 2, preferentemente de 2 a 6, más preferentemente de 2 a 4 y lo más preferentemente de 2.

Generalmente, se prefieren las aldiminas a las cetiminas por el tiempo de empleo útil más largo en los recubrimientos pulverizables. Los ejemplos de aldiminas adecuadas son las poliaminas alifáticas latentes. Los ejemplos de aldiminas disponibles en el mercado son DESMOPHEN® PAC XP7076 y PAC XP7068. Resultan especialmente preferidas las aldiminas de isoforondiamina (aldiminas IPDA).

En una realización, el agente de curado puede comprender ésteres poliaspárticos, ésteres poliaspárticos, cetiminas, aldiminas o una combinación que comprenda al menos uno de los agentes de curado anteriores. Los ejemplos de las combinaciones de agentes de curado son los ésteres poliaspárticos con aldiminas, los ésteres poliaspárticos con cetiminas o las aldiminas con cetiminas. La aldimina y el éster poliaspártico de la presente invención se pueden usar con cualquier prepolímero terminado en isocianato. En una realización, las aldiminas y los ésteres poliaspárticos funcionan como sustitutos de MOCA en los elastómeros de poliuretano/poliurea. Las relaciones relativas del prepolímero/agente de curado que forman los elastómeros de alto alargamiento se pueden hallar fácilmente mediante la realización de una serie de formulaciones de prueba con diversas relaciones de prepolímero-agente de curado. Las relaciones óptimas dependen de las estructuras químicas de los prepolímeros y de los agentes de curado, ya que un elastómero de poliuretano se forma con bloques rígidos y bloques blandos. Los prepolímeros rígidos (cíclicos) se pueden combinar con agentes de curado blandos (lineales) o viceversa. Se pueden usar agentes de curado cíclicos y agentes de curado lineales. Los ejemplos de agentes de curado cíclicos son las diaminas aromáticas y diaminas cicloalifáticas. Se puede usar la combinación de agentes de curado difuncionales, trifuncionales o tetrafuncionales, siempre que las propiedades físicas resultantes no se desvíen mucho de los valores deseados.

Aunque la presente divulgación se refiere a composiciones curables basadas en prepolímeros terminados en isocianato, una persona experta en la materia puede diseñar un sistema de resina curable mediante el desplazamiento de algunos de los polioles del prepolímero al lado del agente de curado y formar un producto final con propiedades similares a aquellas de los prepolímeros reaccionados previamente.

Dado que la aldimina y los ésteres poliaspárticos permiten a un experto habitual en la materia investigar la relación de las propiedades físicas de los recubrimientos con sus comportamientos potenciales de resistencia a la erosión, surgió una buena correlación global después del ensayo de numerosas composiciones. La correlación global es el objeto de la presente invención. Esta correlación se extiende más allá de la química de isocianato-aldimina y de poliaspártico. Existe el mismo patrón con las dispersiones acuosas de poliuretano que se han polimerizado. Se puede añadir un agente de curado adicional, pero también se puede eliminar. También existe el mismo patrón con los elastómeros de poliuretano sólidos.

Si se desea, la reacción entre el prepolímero y el agente curativo para formar el poliuretano puede tener lugar en presencia de un catalizador. Los ejemplos de catalizadores adecuados incluyen compuestos organometálicos, tales como organoestaños (por ejemplo, dilaurato de dibutilestaño, octoato estannoso o similares); aminas terciarias (por ejemplo, trietilendiamina, trietilamina, n-etilmorfolina, dimetilciclohexilamina, 1,8-diazabiciclo-5,4,0-undeceno-7 o similares) o una combinación que comprende al menos uno de los catalizadores anteriores.

En una realización, el agente de curado puede ser una imina multifuncional. La imina multifuncional se puede representar mediante la Fórmula (IX):

en donde Re, R9, R10 y R11 son radicales que pueden ser iguales o diferentes y en donde cada uno se selecciona independientemente del grupo que consiste en hidrógeno, un alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono y fenilo y en donde A puede ser cualquier radical que tenga un peso molecular de 26 a 7.000.

En una realización de ejemplo, la imina multifuncional es una cetimina formada mediante la reacción de una diamina o triamina primaria con una cetona. El agente de curado se puede preparar mediante el sometimiento a reflujo de la amina primaria y la cetona o el aldehído en conjunto en presencia de un agente azeotrópico, tal como benceno, tolueno o xileno. Los ejemplos de agentes de curado adecuados que son útiles en la composición de recubrimiento son 1,2-etilen bis(isopentiliden imina), 1,2-hexilen bis(isopentiliden imina), 1,2-propilen bis(isopentiliden imina), p,p'-bisfenilen bis(isopentiliden imina), 1,2-etilen bis(isopropiliden imina), 1,3-propilen bis(isopropiliden imina), p-fenilen bis(isopentiliden imina), m-fenilen bis(isopropiliden imina), 1,5-naftilen bis(isopropiliden imina) o similares o una combinación que comprende al menos uno de los agentes de curado de imina anteriores.

En una realización, el prepolímero de poliuretano terminado en isocianato se puede hacer reaccionar con una cetimina o policetimina para formar prepolímeros de poliuretano funcionalizado con cetimina. El poliuretano funcionalizado con cetimina se alquila, a continuación, para formar un poliuretano reticulado. Además de las aminas mencionadas anteriormente, se pueden usar, ventajosamente, polioles de baja insaturación, tales como polioles ACCLAIM® o poliaminas derivadas de polioles ACCLAIM®.

En una realización, no se usa un agente de curado para efectuar la reticulación. En este caso, la humedad atmosférica puede servir para catalizar la reacción entre el poliuretano y el agente de curado. Esto se denomina curado con humedad. En otra realización, el curado con humedad se puede usar cuando la composición de recubrimiento comprende agentes de curado, tales como ésteres poliaspárticos, cetiminas, aldiminas o una combinación que comprende al menos uno de los agentes de curado anteriores. La composición de recubrimiento que comprende los agentes de curado se expone a la humedad para facilitar la reacción de reticulación.

Se añaden agentes opacificantes para reducir el brillo de la superficie del recubrimiento. El agente opacificante migra a la superficie del recubrimiento a medida que se seca el recubrimiento. Esto produce una superficie rugosa que dispersa aleatoriamente la luz reflejada, lo que crea un acabado de superficie mate (acabado de brillo bajo). Las consideraciones importantes para la selección de un agente opacificante son la distribución de tamaño de partícula, los efectos reológicos, el color/la transparencia, la facilidad de dispersión y la buena suspensión en la solución de recubrimiento.

Los ejemplos de agentes opacificantes adecuados son los polvos de partículas finas de los materiales orgánicos e inorgánicos, los urea-formaldehídos, las sílices, tales como, por ejemplo, la sílice precipitada y la sílice pirógena, las perlas poliméricas, el talco, la alúmina, el carbonato de calcio o similares o una combinación que comprende al menos uno de los agentes opacificantes anteriores. Un agente opacificante de ejemplo es la sílice. Los ejemplos de agentes opacificantes de sílice adecuados son "LO-VEL® 27" y "LO-VEL® 275" (sílice amorfa ultrafina) disponibles en el mercado a través de PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pa y ACEMATT® TS-100 a través de Degussa.

Resulta deseable que los agentes opacificantes tengan tamaños de partícula promedios de aproximadamente 1 a aproximadamente 20 micrómetros. En una realización, el agente opacificante tiene un tamaño de partícula promedio de 2 a aproximadamente 15 micrómetros. En otra realización, el agente opacificante tiene un tamaño de partícula promedio de 3 a aproximadamente 12 micrómetros.

El agente opacificante se añade a la composición de recubrimiento en una cantidad de hasta aproximadamente el 20 % en peso, basándose en el peso total de la composición de recubrimiento. En una realización, el agente opacificante se añade a la composición de recubrimiento en una cantidad de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 15 % en peso, basándose en el peso total de la composición de recubrimiento. En otra realización, el agente opacificante se añade a la composición de recubrimiento en una cantidad de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 10 % en peso, basándose en el peso total de la composición de recubrimiento. En otra realización, el agente opacificante se añade a la composición de recubrimiento en una cantidad de aproximadamente el 3 a aproximadamente el 7 % en peso, basándose en el peso total de la composición de recubrimiento.

La composición de recubrimiento también comprende un disolvente opcional. Los disolventes pueden incluir agua y/o un disolvente orgánico. Los disolventes orgánicos pueden ser disolventes próticos, disolventes apróticos o mezclas que comprendan al menos uno de los disolventes anteriores. Los ejemplos de disolventes orgánicos adecuados son tolueno, xileno, acetato de butilo, acetato de propilo, metil isobutil cetona, metil n-amil cetona (MAK), acetato de metoxipropilo, N-metil pirrolidona o una combinación que comprende al menos uno de los disolventes anteriores. Cuando el disolvente comprende sustancialmente agua, entonces la composición de recubrimiento y el recubrimiento obtenido a partir de la composición de recubrimiento se denominan composición de recubrimiento acuosa y recubrimiento acuoso, respectivamente. Cuando el disolvente comprende sustancialmente un disolvente orgánico, entonces la composición de recubrimiento y el recubrimiento se denominan composición de recubrimiento no acuosa y recubrimiento no acuoso, respectivamente.

Las composiciones de recubrimiento también pueden estar sustancialmente libres de disolventes. En aquellas situaciones donde la composición de recubrimiento tiene una viscosidad suficientemente baja (sin el uso de disolvente o agua), no se pueden añadir disolventes (incluyendo agua) a la composición de recubrimiento y se hace referencia a la composición de recubrimiento como que se basa en el 100 % de sólidos.

Cuando se añade disolvente a la composición de recubrimiento, generalmente, este se añade en una cantidad de aproximadamente el 20 a aproximadamente el 60 % en peso, basándose en el peso total de la composición de recubrimiento. En una realización, el disolvente se añade a la composición de recubrimiento en una cantidad de aproximadamente el 25 a aproximadamente el 55 % en peso, basándose en el peso total de la composición de recubrimiento. En otra realización, el disolvente se añade a la composición de recubrimiento en una cantidad de aproximadamente el 35 a aproximadamente el 50 % en peso, basándose en el peso total de la composición de recubrimiento. En otra realización más, el disolvente se añade a la composición de recubrimiento en una cantidad de aproximadamente el 40 a aproximadamente el 45 % en peso, basándose en el peso total de la composición de recubrimiento.

En cuanto a los recubrimientos acuosos, las dispersiones de poliuretano se pueden usar con o sin agentes de curado. Estas dispersiones de poliuretano están, generalmente, disponibles en el mercado. Las dispersiones de poliuretano son polímeros de poliuretanos reaccionados previamente y pueden tener grupos funcionales carboxilo, hidroxilo o reactivos de otro tipo libres para la reticulación adicional. La reticulación de dispersiones de poliuretano acuosas se puede desempeñar mediante el uso de materiales funcionales de isocianatos, epoxi o aziridinas. Se pueden mezclar diferentes calidades de dispersiones de poliuretano acuosas entre sí para lograr las propiedades deseadas. Las dispersiones de poliuretano se pueden usar solas o en combinación con los recubrimientos protectores no acuosos (a base de disolventes).

Por ejemplo, los recubrimientos acuosos se pueden usar como revestimiento de base y los recubrimientos no acuosos se pueden usar como revestimiento superior o viceversa. En otro método, se pueden pulverizar, secuencialmente, capas alternas o cualquier combinación aleatoria de los recubrimientos acuosos y no acuosos para formar el recubrimiento protector. Esto resulta posible porque la humedad desencadena el curado de los recubrimientos que contienen aldimina o cetimina y la humedad también cataliza el curado de los recubrimientos curados con éster poliaspártico. En otras palabras, la humedad presente en un recubrimiento acuoso puede facilitar la reacción de reticulación en un recubrimiento no acuoso adyacente.

Otros aditivos útiles en las composiciones de recubrimiento incluyen agentes niveladores, desespumantes, estabilizantes de hidrólisis, estabilizantes de UV, pigmentos, dispersantes, acelerantes de curado, diluyentes o combinaciones de los mismos.

En una realización, se puede añadir a la composición de recubrimiento cargas que confieran conductividad eléctrica o conductividad térmica (calor). Los ejemplos de cargas conductoras de calor adecuadas son los polvos de metal, los copos de metal, las fibras de metal, las fibras de metal molidas, la alúmina, el grafito, el nitruro de boro, el nitruro de aluminio, los nitruros de aluminio sometidos a tratamiento o recubiertos en superficie, el nitruro de aluminio recubierto de sílice, los nanotubos de carbono, las fibras de carbono y las fibras de carbono molidas, el carburo de silicona o similares o una combinación que comprende al menos uno de los aditivos anteriores.

Los ejemplos de cargas conductoras de electricidad adecuadas son los polvos de metal, los copos de metal, las fibras de metal, las fibras de metal molidas, las fibras sintéticas recubiertas de metal, las esferas de vidrio recubiertas de metal, las esferas huecas recubiertas de metal, el grafito, los nanotubos de carbono, las fibras de carbono de crecimiento al vapor, las fibras de carbono y las fibras de carbono molidas, las fibras sintéticas recubiertas de carbono, las nanopartículas esféricas, los polímeros electroactivos, el óxido de estaño dopado con antimonio, los óxidos de metales conductores, tales como el óxido de indio y estaño, los compuestos de sal de amonio terciario, los negros de carbono, el coque o similares o una combinación que comprende al menos una de las cargas conductoras de electricidad anteriores.

Estas cargas se pueden añadir a la composición de recubrimiento en concentraciones eficaces para obtener las propiedades deseadas. Se conocen bien otras cargas que se pueden usar para controlar las constantes dieléctricas. Los ejemplos incluyen diversos óxidos de metal, polvos de metal, fibras de metal, microbalones o similares o una combinación que comprende al menos una de las cargas anteriores.

Otras cargas que se usen para controlar la interacción del recubrimiento con la radiación electromagnética implicada en los dispositivos de radar y los dispositivos de detección de infrarrojos se pueden añadir a los elastómeros de base de la presente invención.

La composición de recubrimiento se puede aplicar en una o más capas al sustrato con el fin de crear un recubrimiento protector. La composición de recubrimiento se puede aplicar mediante pulverización, recubrimiento con cepillo, inmersión, inundación, por medio de rodillos, mediante el uso de aplicadores de cuchilla rascadora o una combinación que comprenda al menos uno de los procesos anteriores. Estos procesos resultan adecuados para la formación de un recubrimiento protector sobre diversos sustratos, por ejemplo, metales, plásticos, madera, cemento, hormigón o vidrio. Resulta deseable aplicar una o más capas que tengan una resistencia a la tracción mayor de o igual a aproximadamente 70 kg/cm2 (1.000 psi), un alargamiento por tracción a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 350 %, una deformación permanente por tracción a la rotura de menos de o igual a aproximadamente el 60 %, una dureza Shore A de aproximadamente 44A a aproximadamente 93A y un valor de brillo a 85 grados opcional de menos de o igual a aproximadamente 10, preferentemente de aproximadamente 3 a aproximadamente 5.

La superficie del sustrato que se va a recubrir con la composición de recubrimiento se puede someter a tratamiento (es decir, depurar), opcionalmente, para mejorar la adhesión al sustrato. El sustrato también se puede someter a tratamiento, opcionalmente, mediante su recubrimiento con una capa de imprimación, una capa de revestimiento de base, una capa de unión y una capa de revestimiento superior, si se desea. En una realización, la imprimación, la capa de revestimiento de base, así como la capa de revestimiento superior se pueden derivar, todas, de la composición de recubrimiento. En otra realización, únicamente la capa de revestimiento superior se puede derivar de la composición de recubrimiento.

Después de la aplicación de la imprimación opcional y el revestimiento de base, la composición de recubrimiento se puede aplicar al sustrato para formar un recubrimiento que ofrezca una alta resistencia al impacto, el desgaste, la abrasión y/o la vibración. El recubrimiento se puede aplicar en una etapa individual o en múltiples etapas y puede existir en forma de una capa individual o múltiples capas. Por lo tanto, el recubrimiento protector puede consistir en una capa individual de la composición de recubrimiento aplicada al sustrato. Como alternativa, el recubrimiento protector puede comprender múltiples capas, en donde una de las capas comprende un recubrimiento que se deriva de la composición de recubrimiento.

Tal como se ha analizado anteriormente, el sustrato se puede someter a tratamiento, opcionalmente, antes de la aplicación del recubrimiento. El tratamiento se realiza con el fin de depurar la superficie del sustrato y con el fin de mejorar la adhesión entre el recubrimiento y el sustrato. El tratamiento de la superficie puede implicar una formación de rugosidad mecánica, una limpieza con chorro de granalla cortante, una limpieza con arena, una depuración, un grabado químico, un tratamiento con plasma, un recubrimiento de conversión química u otros procesos conocidos por mejorar la adhesión al sustrato de imprimaciones o recubrimientos aplicados posteriormente en el proceso.

Tal como se ha analizado anteriormente, el tratamiento del sustrato puede ir seguido de la aplicación de una capa opcional de imprimación y/o una capa de revestimiento superior al sustrato. Generalmente, se aplica una imprimación para la protección contra la corrosión o para potenciar la retirada de la capa de revestimiento superior cuando se va a reconstruir el sustrato. Los ejemplos de imprimaciones resistentes a la corrosión adecuadas son los recubrimientos de epoxi y de poliuretano que contienen inhibidores de la corrosión. También se usan imprimaciones de revoque que comprenden la química de polivinil butiral. Las imprimaciones de revoque pueden ayudar a la retirada de los materiales protectores debido a su solubilidad en disolventes. Una imprimación de ejemplo es una imprimación de epoxi a base de agua porque esta permite la aplicación de un revestimiento superior en un período de una hora de su aplicación. Esta también permite la aplicación de un recubrimiento protector en menos de o igual a aproximadamente 8 horas de la aplicación de la imprimación. El uso de la imprimación de epoxi a base de agua permite, por tanto, una mejora en la velocidad de aplicación y permite mejoras de productividad con respecto a otras imprimaciones disponibles en el mercado.

Cuando la capa de imprimación se aplica al sustrato, generalmente, esta tiene un espesor de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2,0 micrómetros. Un espesor preferido de la capa de imprimación es de aproximadamente 0,6 a aproximadamente 1,2 micrómetros.

El sustrato que tiene la capa de imprimación se recubre, a continuación, con una capa de revestimiento de base opcional. La capa de revestimiento de base se aplica dentro de una franja de tiempo limitada, a fin de facilitar una adhesión óptima a la capa de imprimación. El tiempo de pulverización varía con cada formulación de imprimación, según las instrucciones de los fabricantes. En cuanto a las imprimaciones de epoxi a base de agua de ejemplo, los revestimientos de base se pueden pulverizar en un período de aproximadamente 1 a aproximadamente 3 horas después de pulverizarse la imprimación. La capa de revestimiento de base se secó a temperatura ambiente. La capa de revestimiento de base también se puede derivar de la composición de recubrimiento. En una realización, la composición de recubrimiento para la capa de revestimiento de base no utiliza agentes opacificantes. Resulta deseable que la capa de revestimiento de base tenga una resistencia a la tracción mayor de o igual a aproximadamente 70 kg/cm2 (1.000 psi), un alargamiento por tracción a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 350 %, una deformación permanente por tracción a la rotura de menos de o igual a aproximadamente el 60 % y una dureza Shore A de aproximadamente 44a a aproximadamente 93A. La capa de revestimiento de base puede ser una capa de brillo alto o semibrillante.

Si la capa de revestimiento de base y la capa de imprimación no tienen una adhesión adecuada entre sí, se puede aplicar otra capa de revestimiento de unión entre la capa de imprimación y la capa de revestimiento de base. Por ejemplo, la capa de revestimiento de base de poliuretano a base de H12MDI tiene una menor adhesión a una capa de imprimación de epoxi. Un ejemplo de una capa de revestimiento de unión adecuada es una capa de poliuretano acuosa o una capa de poliuretano a base de TDI. Se pueden usar otros recubrimientos, siempre que estos mejoren la adhesión entre la capa de imprimación y la capa de revestimiento de base.

La composición de recubrimiento que comprende agentes opacificantes se puede recubrir, a continuación, sobre la capa de revestimiento de base para formar la capa de revestimiento superior. Tal como se ha analizado anteriormente, la composición de recubrimiento se puede aplicar en una capa individual o en múltiples capas. En otras palabras, el recubrimiento protector puede comprender múltiples capas, una de las cuales tiene una resistencia a la tracción mayor de o igual a aproximadamente 70 kg/cm2 (I.0O0 psi), un alargamiento por tracción a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 350 %, en el caso de los recubrimientos pulverizables, una deformación permanente por tracción a la rotura de menos de o igual a aproximadamente el 60 %, una dureza Shore A de aproximadamente 44A a aproximadamente 93A y un valor de brillo a 85 grados de menos de o igual a aproximadamente 10, preferentemente de aproximadamente 3 a aproximadamente 5.

Tal como se ha señalado anteriormente, la composición de recubrimiento se puede aplicar al sustrato en una pluralidad de capas para formar el recubrimiento. En una realización, la composición de recubrimiento se puede aplicar en una cantidad de hasta siete capas. En otra realización, la composición de recubrimiento se puede aplicar en una cantidad de hasta seis capas. En otra realización, la composición de recubrimiento se puede aplicar en una cantidad de hasta cinco capas. En otra realización, la composición de recubrimiento se puede aplicar en una cantidad de hasta cuatro capas. En otra realización, la composición de recubrimiento se puede aplicar en una cantidad de hasta tres capas. En otra realización más, la composición de recubrimiento se puede aplicar en una cantidad de hasta dos capas. Estas capas pueden tener la misma o diferentes composiciones.

Tal como se ha señalado anteriormente, el recubrimiento se puede formar a partir de la composición de recubrimiento en una diversidad de maneras. En una realización, el recubrimiento se puede formar mediante el recubrimiento por pulverización, inmersión o en solución del sustrato. En otra realización, se prepara, en primer lugar, una lámina preformada producida mediante el recubrimiento por pulverización, inmersión o en solución de la composición de recubrimiento. A continuación, la lámina preformada se une adhesivamente al sustrato para brindar resistencia a la erosión, el desgaste y la abrasión. En otra realización más, la composición de recubrimiento se puede moldear para formar una capa. A continuación, la capa se une adhesivamente al sustrato para formar el recubrimiento protector. El moldeo se puede desempeñar a través de moldeo por inyección, moldeo por compresión, formación al vacío, moldeo por soplado o similares. Un método de ejemplo de la formación del recubrimiento protector es mediante la pulverización de la composición de recubrimiento sobre el sustrato.

En una realización, después de la aplicación de la composición de recubrimiento al sustrato, esta se puede curar mediante curado con humedad y/o curado con calor. Si el disolvente está presente en la composición de recubrimiento, resulta deseable expulsar sustancialmente toda la humedad durante el proceso de curado. Los recubrimientos se pueden curar ya sea a temperatura ambiente (por ejemplo, mediante secado al aire o el denominado secado forzado) o a una temperatura elevada (curado con calor). Un proceso de curado con calor para efectuar el curado y expulsar el disolvente puede utilizar el calor de la convección, conducción y/o radiación. La radiación electromagnética en forma de radiación de microondas, radiación infrarroja y/o radiación ultravioleta se puede usar para facilitar el curado.

En el proceso de pulverización, se pueden usar composiciones de recubrimiento que tengan diferentes cantidades y/o tipos de disolvente para formar las capas de recubrimiento sobre el sustrato. Por ejemplo, los recubrimientos acuosos se pueden usar secuencialmente con recubrimientos no acuosos, especialmente cuando los recubrimientos no acuosos usan el mecanismo de curado con humedad. En este caso, las composiciones de recubrimiento acuosas se pueden usar para aplicar la capa de imprimación y la capa de revestimiento de unión, mientras que las composiciones de recubrimiento no acuosas se pueden usar para un revestimiento intermedio o una capa de revestimiento superior final. En otra realización, las composiciones de recubrimiento acuosas se pueden usar para formar todas las capas de recubrimiento protector (por ejemplo, la capa de imprimación, la capa de revestimiento de base, la capa de unión o similares) distintas de la capa de revestimiento superior, mientras que una composición de recubrimiento no acuosa se usa como revestimiento superior final.

En otro método de uso de la composición de recubrimiento, se pueden pulverizar capas alternas o cualquier combinación aleatoria de las composiciones de recubrimiento acuosas y no acuosas en cualquier secuencia para formar el recubrimiento protector. Esto resulta posible porque la humedad desencadena el curado del poliuretano con agentes de curado de aldimina o cetimina y la humedad también cataliza el curado de los recubrimientos curados con éster poliaspártico. El uso combinado de composiciones de recubrimiento pulverizables acuosas y no acuosas proporciona un método de reducción de la sensibilidad global al agua de los recubrimientos acuosos, reduciendo al mismo tiempo la cantidad de disolventes orgánicos usados para formar el recubrimiento protector.

Tal como se ha detallado anteriormente, resulta deseable disponer de películas de brillo bajo para aplicaciones militares. En una realización, con el fin de formar un recubrimiento de brillo bajo, se pueden usar tres enfoques: 1) se puede usar una composición de recubrimiento que produzca un recubrimiento que tenga una superficie mate (de brillo bajo) para recubrir todo el sustrato. En este caso, todo el espesor del recubrimiento se obtiene a partir de una composición de recubrimiento individual; 2) se usan las composiciones de recubrimiento que forman superficies alternas de brillo alto y semibrillantes como revestimientos de base para formar el volumen del espesor de recubrimiento protector total y se usa una composición de recubrimiento que produce un recubrimiento que tiene una superficie mate como capa de revestimiento superior para el acabado de la superficie visible y 3) se usan las composiciones de recubrimiento que forman superficies de brillo alto y semibrillantes y las composiciones de recubrimiento que producen acabados de superficie mate de manera secuencial o aleatoria, mientras que se usa la composición de recubrimiento que produce el recubrimiento de acabado mate como capa de revestimiento superior para el acabado de la superficie visible.

En una realización, resulta deseable obtener el máximo efecto de los agentes opacificantes presentes en la composición de recubrimiento con el fin de producir un acabado de superficie mate. Con el fin de producir un acabado de superficie mate, la última capa del recubrimiento (por ejemplo, la capa de revestimiento superior) que tiene una superficie mate necesita pulverizarse después de que se haya curado el revestimiento de base en un estado sólido y se haya evaporado una cantidad sustancial de los disolventes en las capas subyacentes. Cuando el recubrimiento de la capa de revestimiento superior que tiene el acabado mate se pulveriza demasiado pronto (es decir, antes de que se haya producido una evaporación sustancial del disolvente), los agentes opacificantes de la capa de revestimiento superior se pueden quedar absorbidos en el revestimiento de base de las capas subyacentes y se obtiene un aspecto de brillo superior.

En general, los recubrimientos protectores pulverizables se usan en un espesor de aproximadamente 0,3556 milímetros (0,014 pulgadas) para la protección del borde de ataque de una aeronave. Con el fin de lograr una resistencia a la erosión por lluvia superior y llegar al espesor requerido en una cantidad de tiempo razonable, se usa un revestimiento de base de brillo superior sólido para el desarrollo hacia el espesor de 0,3048-0,3302 milímetros (0,012-0,013 pulgadas) y, a continuación, le sigue 0,0254-0,0508 milímetros (0,001-0,002 pulgadas) de un revestimiento superior mate de lustre bajo.

Además, existe la posibilidad de que se formen grietas en la capa de revestimiento superior. Estos patrones de formación de grietas se deben a la diferencia en la tasa de contracción entre la capa de revestimiento de base brillante y la capa de revestimiento superior que tiene el acabado de superficie mate. Con el fin de prevenir tal formación de grietas, generalmente, resulta deseable dejar que las capas subyacentes (es decir, la capa de revestimiento de base) se sequen durante un período de tiempo de aproximadamente 1 a aproximadamente 4 horas antes de que se aplique cualquier composición de recubrimiento adicional. El período de tiempo necesario depende de la velocidad de curado de las capas subyacentes y de la temperatura y la humedad ambiente. La capa de revestimiento superior que tiene el acabado de superficie mate se debe pulverizar preferentemente antes de que la capa de revestimiento de base se cure por completo. La adhesión entre la capa de revestimiento de base y la capa de revestimiento superior puede resultar menor si la capa de revestimiento de base se cura por completo antes de la aplicación de la capa de revestimiento superior. Las capas de revestimiento superior se aplican, generalmente, después de un período de tiempo de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 3 horas después de la aplicación de la capa de revestimiento de base.

En otro posible método de formación del recubrimiento protector, los recubrimientos pulverizables se pueden pulverizar sobre una estructura (herramental) liberable de dimensión y configuración similares al sustrato que se va a recubrir. Dependiendo de la estructura liberable, los recubrimientos pulverizables se pueden convertir en cubiertas, láminas, películas o cintas (denominadas "formas curadas" para este fin). Después del secado y curado, las "formas curadas" se pueden retirar y usar posteriormente sobre el sustrato de dimensiones y configuración similares. Se puede usar adhesivo para unir las "formas curadas". Los recubrimientos pulverizables se pueden pulverizar sobre la "forma curada", si se desea. Al tiempo que los recubrimientos están todavía húmedos, la "forma" pre-curada se puede unir al sustrato usando el recubrimiento protector como adhesivo. Este método de adherencia del recubrimiento protector ahorra tiempo y gastos a los talleres de reparación del campo. También se pueden usar otros adhesivos.

En cuanto a los materiales protectores formados previamente hasta dar cubiertas, películas, láminas y cintas, las capas de protección contra la erosión también se pueden formar mediante la unión adhesiva sobre el sustrato. Las cubiertas, películas o láminas moldeadas se pueden unir al sustrato con el uso de imprimaciones y adhesivos líquidos o estas se pueden recubrir previamente con un adhesivo sensible a la presión u otros adhesivos secos. El adhesivo se activa tras el contacto. En otros procesos, la Parte A de un sistema adhesivo reactivo de dos partes se puede aplicar a la cubierta o lámina formada previamente y la Parte B del sistema adhesivo se puede aplicar al sustrato preparado. Cuando los dos lados se juntan entre sí, se activa la química de adhesión. Además del adhesivo y la imprimación pura, se puede posicionar una capa de estructura de tejido o tamiz de malla abierta entre la capa de protección contra la erosión y el sustrato. La malla o el tejido sirve como hueco físico para controlar la cantidad de la capa adhesiva y también actúa como capa mecánica para ayudar a la extracción de la capa de protección contra la erosión o como indicador de la erosión para mostrar que es el momento de reemplazar el material protector cuando la capa se vuelve visible.

En cuanto a los materiales líquidos acuosos o no acuosos, se formaron películas secas de espesor suficiente mediante la pulverización sobre láminas planas o mediante la colada de los líquidos en una "cavidad" formada sobre un sustrato plano que se rodea de juntas o selladores. Otro método consiste en usar un indicador de extensión con suficiente hueco para depositar una cantidad suficiente de líquido sobre las láminas liberables. Después de la evaporación del disolvente o del agua y el curado adicional, si es necesario, se retiraron las películas secas. Se pueden usar placas de polietileno, polipropileno, caucho de silicona, aluminio recubierto de teflón, aluminio envuelto de PP o PE o vidrio recubierto de fluido de silicona para construir las placas "con cavidades" para llenar el recubrimiento líquido. En cuanto a la extensión o pulverización, la película de HDPE sometida a tratamiento con corona o con llama (0,254 milímetros (0,010 pulgadas) de espesor) se puede laminar en una lámina de aluminio para formar sustratos liberables para formar la película para ensayos de tracción.

Tal como se ha señalado anteriormente, al menos una de las capas del recubrimiento protector formado a partir de la composición de recubrimiento tiene, ventajosamente, una resistencia a la tracción mayor de o igual a aproximadamente 70 kg/cm2 (1.000 psi), un alargamiento por tracción a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 350 %, en el caso de los recubrimientos pulverizables, una deformación permanente por tracción a la rotura de menos de o igual a aproximadamente el 60 %, una dureza Shore A de aproximadamente 44A a aproximadamente 93A y un valor de brillo a 85 grados de menos de o igual a aproximadamente 10.

Los recubrimientos obtenidos a partir de la composición de recubrimiento tienen una resistencia a la tracción mayor de o igual a aproximadamente 70 kg/cm2. En una realización, los recubrimientos tienen una resistencia a la tracción mayor de o igual a aproximadamente 105 kg/cm2. En otra realización, los recubrimientos tienen una resistencia a la tracción mayor de o igual a aproximadamente 140 kg/cm2. En otra realización más, los recubrimientos tienen una resistencia a la tracción mayor de o igual a aproximadamente 210 kg/cm2.

Los recubrimientos también tienen, ventajosamente, un alargamiento por tracción a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 350 %. En una realización, los recubrimientos tienen un alargamiento por tracción a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 425 %. En otra realización, los recubrimientos tienen un alargamiento por tracción a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 550 %. En otra realización más, los recubrimientos tienen un alargamiento por tracción a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 600 %. Los recubrimientos pulverizados, generalmente, presentan alargamientos por tracción a la rotura mayores de o iguales a aproximadamente el 450 %.

Los recubrimientos también tienen, ventajosamente, una deformación permanente por tracción a la rotura de menos de o igual a aproximadamente el 60 %. En una realización, los recubrimientos tienen una deformación permanente por tracción a la rotura de menos de o igual a aproximadamente el 55 %. En otra realización, los recubrimientos tienen una deformación permanente por tracción a la rotura de menos de o igual a aproximadamente el 50 %. En otra realización más, los recubrimientos tienen una deformación permanente por tracción a la rotura de menos de o igual a aproximadamente el 40 %.

Los recubrimientos obtenidos a partir de la composición de recubrimiento pueden ser de brillo alto o lustre bajo. En cuanto a las aplicaciones militares, generalmente, resulta deseable un valor de brillo a 85 grados de menos de o igual a aproximadamente 10. En una realización, los recubrimientos tienen un brillo a 85 grados de menos de o igual a aproximadamente 8. En otra realización, los recubrimientos tienen un brillo a 85 grados de menos de o igual a aproximadamente 6. Un valor de ejemplo de brillo a 85 grados es de aproximadamente 3 a aproximadamente 5.

El recubrimiento también muestra, ventajosamente, una dureza Shore A de aproximadamente 44A a aproximadamente 93A. En una realización, el recubrimiento muestra una dureza Shore A de aproximadamente 55A a aproximadamente 90A. En otra realización, el recubrimiento muestra una dureza Shore A de aproximadamente 65A a aproximadamente 85A. En otra realización más, el recubrimiento muestra una dureza Shore A de aproximadamente 75A a aproximadamente 83A. Un valor de ejemplo de dureza para el recubrimiento es de aproximadamente 60 a aproximadamente 87A.

El recubrimiento también muestra, ventajosamente, una resistencia a la erosión por lluvia mayor de o igual a aproximadamente 70 minutos, preferentemente mayor de o igual a aproximadamente 105 minutos y más preferentemente mayor de o igual a aproximadamente 120 minutos, cuando se somete a un ensayo de erosión por lluvia en la condición 1 descrita en los Ejemplos, a continuación.

Tal como se ha señalado anteriormente, el recubrimiento se puede usar, ventajosamente, para proteger las superficies de ataque de los vehículos aéreos. El recubrimiento se puede usar para proteger alas de aeronaves, palas de rotor de helicópteros, palas de hélice, conos de morro, radomos, palas de ventilador, antenas o similares, para protegerlos de los daños causados por la lluvia, el polvo fino y/o la arena. Otras aplicaciones pueden incluir recubrimientos para pelotas de golf, equipos de minería, revestimientos protectores inferiores de vagones, recubrimientos de protección contra impactos de piedra para vehículos de motor, adhesivos flexibles, rellenos de huecos, amortiguación de las vibraciones y los movimientos, amortiguación del sonido, relleno de grietas en el parabrisas, protección contra el ruido, encapsulación electrónica, laminación de vidrio, recubrimientos textiles, recubrimientos de cuero y otras áreas en las que los sustratos se someten a daños causados por el desgaste, la abrasión, la erosión, el impacto y la vibración o similares.

Los siguientes Ejemplos, que pretenden ser de ejemplo, no limitantes, ilustran composiciones y métodos para la fabricación de los recubrimientos protectores descritos en el presente documento.

Ejemplos

Los métodos de ensayo empleados se describen, en primer lugar, a continuación.

Las propiedades físicas se determinan en procedimientos de ensayo similares al de la ASTM D412-92 "Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Rubbers and Thermoplastic Elastomers-Tension". Sin embargo, se realizaron modificaciones para reflejar las características inusuales de estos materiales, tal como se explica en los análisis de los siguientes párrafos.

A fin de preparar probetas para ensayo, se usaron diferentes procedimientos para adaptarse a los estados físicos de los materiales. En cuanto a los ensayos de tracción, resulta deseable usar una película seca que tenga un espesor mayor de o igual a aproximadamente 0,1524 milímetros (0,006 pulgadas). Un espesor preferido es más preferentemente de aproximadamente 0,2032 milímetros (0,008 pulgadas). Los espesores más bajos pueden dar una resistencia a la tracción artificialmente más alta debido a errores dimensionales.

Los materiales de alto alargamiento y flexibles se sometieron a ensayo usando un dispositivo de ensayo de tracción Chatillon TCD 500MH, con una celda de carga de 45,35 o 226,79 kg (100 o 500 libras) y un dinamómetro digital Chatillon DFGS-R-ND. En el ensayo, se usaron tanto probetas rectangulares rectas como con forma de mancuerna. Se usaron probetas rectas que tenían un ancho de 25,4 milímetros (1 pulgada) x una longitud de 114,3 milímetros (4,5 pulgadas) para preparar recubrimientos a base de disolvente o a base de agua, así como las probetas de ensayo.

Las probetas con forma de mancuerna que tenían las dimensiones prescritas por el Troquel C de la ASTM D412 se usan, generalmente, cuando las probetas rectangulares rectas no se pueden romper o cuando estas se retiran por deslizamiento de las sujeciones (los soportes de muestras usados en una máquina de ensayo de tracción). Las láminas con un espesor superior a 0,508 milímetros (0,020 pulgadas) se pueden someter a ensayo preferentemente con probetas de ensayo con forma de mancuerna. A fin de determinar el espesor de muestra que se va a usar en el cálculo de las propiedades de tracción, típicamente, se toman tres mediciones de espesor a lo largo de ambos lados de las probetas en el interior del espacio de hueco abierto, señalando la uniformidad y el valor del espesor de muestra en la localización más delgada de las muestras. La medición más delgada se usa para el cálculo, dado que esta es la localización más probable de la rotura por tracción, a menos que se señale que el punto de rotura se produce en localizaciones de espesores muy diferentes. No se usan los datos de probetas defectuosas debido a las burbujas de aire atrapadas o los defectos de superficie.

Las propiedades útiles adicionales para determinar una alta resistencia a la erosión son la deformación permanente por tracción a la rotura (recuperación elástica) y la dureza Shore A. Los procedimientos de la ASTM en D882, D2370 y D412, cada uno por sí mismo, no fueron satisfactorios para el fin de medir cada una de estas propiedades respectivas en los materiales resistentes a la erosión.

Debido al alargamiento muy alto de estos materiales, se usó una velocidad de separación de sujeción de 508 milímetros por minuto (20 pulgadas por minuto). La distancia entre las sujeciones (distancia de separación de sujeción) se ajustó en 25,4 milímetros (1 pulgada) o 50,8 milímetros (2 pulgadas) de separación. Esta distancia de separación de sujeción inicial se usó como valor basal para el cálculo del alargamiento a la rotura máximo. Se halló que el mismo material sometido a ensayo a una distancia de separación de sujeción de 25,4 milímetros dio un porcentaje de alargamiento a la rotura sustancialmente mayor que una distancia de separación de sujeción de 50,8 milímetros. Por lo tanto, se usó la distancia de separación de sujeción de 50,8 milímetros para el cálculo del porcentaje máximo de alargamiento a la rotura.

El porcentaje máximo de alargamiento a la rotura se definió de la siguiente manera:

Porcentaje de alargamiento = [(longitud de la muestra a la rotura - 50,8 milímetros (2 pulgadas))/50,8 milímetros (2 pulgadas)] x 100

Debido al techo de 2,43 m (8 pies) de la sala de ensayo y la configuración de las sujeciones, la distancia de recorrido disponible neta de las sujeciones en la máquina de ensayo TCD 500MH de 762 milímetros (30 pulgadas) fue de aproximadamente 625 milímetros (25 pulgadas). En cuanto a aquellas que no se rompieron tras llegar a la altura máxima, se tiró de las probetas a mano hasta romperse para obtener la fuerza de rotura para su uso en el cálculo de la resistencia a la tracción. El porcentaje de alargamiento a la rotura en tales muestras se registra como el 1.250+%.

Posteriormente, se halló que el deslizamiento de las probetas de las sujeciones contribuía a los valores artificialmente altos de alargamiento a la rotura. Debido a las propiedades de alta tracción y alto alargamiento a la rotura de estos polímeros, se determinó que la distancia de separación de hueco de 50,8 milímetros (2 pulgadas) era demasiado grande para romper las probetas. Se decidió cambiar la distancia de sujeción de partida a 25,4 milímetros (1 pulgada) y usar el Troquel C de la ASTM para el corte de las probetas de ensayo, siempre que el espesor de la muestra fuera superior a 0,508 milímetros (0,020 pulgadas) o si las probetas no se rompían cuando se usaban probetas rectas para el ensayo. A fin de agarrar las probetas de ensayo más ajustadas, las sujeciones de tracción universales Chatillon GF-9 se envolvieron con papel de lija de granalla cortante 200 sobre una chapa de lámina de poliuretano.

Se han usado otros métodos en la industria para medir las propiedades de tracción. Se probó el procedimiento de la ASTM D882-92, pero no resultó práctico. Cuando se usó en longitudes de muestra de 50,8 milímetros (2 pulgadas) y velocidades de alargamiento por tracción de 508 milímetros/minuto (20 pulgadas/minuto), el deslizamiento de las probetas de ensayo en el interior de la sujeción provocó alargamientos a la rotura artificialmente altos. En cuanto a la ASTM D2370, el ensayo calcula el alargamiento a la rotura suponiendo que no hay deslizamiento en el interior de las sujeciones. Sin embargo, en cuanto a los materiales de alta tracción y alto alargamiento de la presente invención, el deslizamiento en el interior de las sujeciones era un problema incluso con las sujeciones autoajustables envueltas con papel de lija de alta fricción.

El banco de procedimientos de ensayo de la ASTM D412-92 marca una distancia de 25,4 milímetros (1 pulgada) (Lo) en la parte intermedia de la probeta recta o con forma de mancuerna y observa la distancia alargada (L) entre los puntos de referencia en el momento de la rotura. El porcentaje de alargamiento a la rotura (E) se calcula como 100x(L-Lo)/Lo. En este método, el alargamiento desde el valor basal se puede rastrear en la pantalla digital de la máquina de ensayo de tracción y, cuando la probeta se rompe y la máquina se detiene, la distancia de recorrido real se puede tomar y usar para fines de cálculo. Aun así, el deslizamiento en el interior de la sujeción produjo alargamientos a la rotura artificialmente altos.

Finalmente, también se sometió a ensayo un procedimiento modificado. En este procedimiento modificado, la distancia de sujeción de partida (distancia entre las sujeciones) se ajustó en 25,4 milímetros (1 pulgada). Se prefieren las probetas con forma de mancuerna para su uso con muestras que tengan un espesor superior a 0,508 milímetros (0,020 pulgadas) y se prefieren las probetas rectas para muestras que tengan un espesor de aproximadamente 0,1524 milímetros (0,006 pulgadas) a aproximadamente 0,508 milímetros (0,020 pulgadas). La elección de qué geometría usar se decidió, generalmente, dependiendo de si el material se podía romper dentro del intervalo de espesor usando una configuración particular. La longitud de probeta preferida era de 85,725 milímetros (33/8 pulgadas) de largo. Se marcaron puntos de referencia de 25,4 centímetros (1 pulgada) en las localizaciones centrales de las probetas. Cada sujeción coincidió con las posiciones de los puntos de referencia. A medida que se estiraban las probetas, y tal como se sospechaba, se estiraban los puntos de referencia iniciales fuera de la sujeción. La distancia entre los puntos de referencia se rastreó usando la pantalla digital de la máquina de ensayo de tracción de la distancia de "deflexión". Al mismo tiempo, se midió la distancia entre las marcas alargadas en el momento de la rotura por tracción. En cuanto a los materiales de alto alargamiento, la distancia de hueco se ha de controlar y medir con precisión durante el ensayo de tracción, ya que ambos lados de los puntos de referencia se desplazan y se expanden al mismo tiempo.

A fin de determinar el alargamiento preciso, se requieren dos personas, una persona agarrando una regla vertical para rastrear la localización de la línea de punto de referencia inferior, mientras que la otra rastrea la lectura de la línea de punto de referencia superior en la regla. La distancia alargada a la rotura observada (L) se usó para calcular el porcentaje de alargamiento a la rotura para el fin de la presente invención, tal como se usa en la ASTM D412-92.

Con fines de comparación, la deflexión en el dispositivo de ensayo de tracción se ajustó en deflexión nula a una separación de sujeción de 25,4 milímetros (1 pulgada) y la pantalla digital de la distancia de recorrido de sujeción desde la distancia inicial de 25,4 milímetros (1 pulgada) se midió cuando la probeta se rompió. La distancia se dividió por 25,4 milímetros (1 pulgada) (Lo) para calcular el porcentaje de alargamiento a la rotura (deslizamiento) con fines de comparación. Dado que el valor de deflexión digital es L-Lo, esto es matemáticamente lo mismo que 100(L-Lo)/Lo. Los resultados indican que, incluso con sujeciones autoajustables, el deslizamiento en el interior de las sujeciones provocó un alargamiento a la rotura artificialmente alto de hasta el 2.486 % (límite de la máquina), mientras que el alargamiento a la rotura tal como se define mediante el método de ensayo de la presente invención es sustancialmente menor. Estos resultados indican que la ASTM D882 no es un buen procedimiento de ensayo para materiales elásticos de alta resistencia y alto alargamiento.

La recuperación elástica después del estiramiento por tracción es una propiedad útil para la determinación de la resistencia a la erosión de los recubrimientos. No existe ninguna referencia a esta propiedad en el método de ensayo de la ASTM D882. Para fines de cálculo de la deformación permanente por tracción a la rotura, la ASTM D412-92 define la deformación permanente por tracción (E) como E=100 (L-Lo)/Lo, en donde L es la distancia entre los puntos de referencia después de un período de retracción de 10 minutos, mientras que Lo es la distancia inicial entre los puntos de referencia. Los criterios prescritos por la ASTM D412-92 no resultan suficientes para determinar buenos materiales resistentes a la erosión porque, en realidad, las gotas de lluvia pueden impactar sobre el recubrimiento resistente a la erosión a intervalos de menos de o iguales a aproximadamente 2 minutos. Por lo tanto, una buena medida para determinar si un material es adecuado para la protección contra la erosión es medir la deformación permanente por tracción inmediatamente después de la rotura por tracción lo antes posible. Tal como se ha señalado anteriormente, se marcan dos líneas con una distancia de separación de 25,4 milímetros (1 pulgada) en las probetas de ensayo y se usan para el ensayo de alargamiento a la rotura. Después de romperse las probetas de ensayo en la plataforma de ensayo, estas se desmontaron y se reensamblaron. La distancia entre las marcas de la línea se midió y se usó para calcular la deformación permanente por tracción a la rotura (recuperación). El tiempo para tomar las mediciones es de aproximadamente 30 a 60 segundos, después de romperse la probeta. Para el fin de la presente invención, la recuperación de la deformación permanente por tracción se define como (L-Lo)/Lo, en la que L es la distancia de las líneas medida después de la rotura por tracción en un período de 30 segundos a un minuto y Lo es la distancia original de 25,4 milímetros (1 pulgada).

A fin de determinar la dureza Shore A de los materiales, se usó el procedimiento de la ASTM D2240. Se usó un durómetro PTC 306L tipo A con una plataforma de ensayo de peso muerto de 471,1 kilogramos. Las lecturas de ensayo incluyen las lecturas tras el primer contacto y las lecturas después de 15 segundos. En cuanto a un material altamente elastomérico ("caucho real"), la lectura de Shore A inicial es la misma que la de después de un período de tiempo con el durómetro agarrado en contacto firme con la superficie de la probeta. Si la probeta es bastante plástica, se observa un retroceso más rápido hasta una lectura de dureza sustancialmente más baja con el paso del tiempo. El retroceso de la dureza también se denomina "deformación plástica".

En cuanto a las muestras de recubrimiento delgado, se apilaron múltiples capas de los recubrimientos hasta un espesor mayor de o igual a aproximadamente 3,04 milímetros (0,120 pulgadas) para la medición. La dureza de los elastómeros de poliuretano varía con la temperatura y la dureza, generalmente, aumenta con una disminución de la temperatura. Los ensayos de dureza se realizaron a una temperatura de aproximadamente 20 (68) a aproximadamente 27,7 °C (82 °F). Aunque la dureza Shore A de los materiales más blandos parecía variar con la diferencia de -10 °C (14 °F), el intervalo de dureza Shore A eficaz, tal como se define más adelante, es funcional.

Tal como se detalla a continuación, se realizaron los siguientes ensayos sobre los recubrimientos resistentes a la erosión. Las propiedades y características deseables se enumeran a continuación.

Resistencia a la tracción: con el fin de resistir el corte y desgarro por el impacto de las gotas de lluvia o partículas de arena a alta velocidad, el material debe tener suficiente resistencia a la tracción. Los requisitos de resistencia a la tracción en los recubrimientos resistentes a la erosión son de aproximadamente 70 kg/cm2 a aproximadamente 210 kg/cm2, en el caso de los poliuretanos. Generalmente, resulta deseable que el recubrimiento resistente a la erosión tenga una resistencia a la tracción mínima de 70 kg/cm2, preferentemente mayor de o igual a aproximadamente 140 kg/cm2.

Porcentaje de alargamiento a la rotura: teniendo en cuenta que los sustratos de aeronaves típicos son muy rígidos y tienen un porcentaje de alargamiento a la rotura de menos del 100 % y que los recubrimientos resistentes a la erosión se aplican en un espesor de aproximadamente 0,3556 milímetros (0,014 pulgadas), resulta bastante difícil imaginar que un material altamente resistente a la erosión necesite tener un porcentaje de alargamiento a la rotura muy alto. Los materiales disponibles en el mercado muestran, generalmente, que el porcentaje mínimo de alargamiento a la rotura es de aproximadamente el 300 a aproximadamente el 350 % y sus hojas de datos de los productos desvelan que los valores típicos de porcentaje de alargamiento a la rotura son de aproximadamente el 500 %, en el caso de los recubrimientos brillantes, y de aproximadamente el 300 %, en el caso de los recubrimientos pulverizables sin lustre. Los materiales de la técnica anterior de los recubrimientos sin lustre no superaron el 300 % en cuanto al alargamiento. Se ha descubierto que los valores de alargamiento a la rotura de un recubrimiento de bajo lustre pulverizable altamente resistente a la erosión son mayores de o iguales a aproximadamente el 400 %, preferentemente mayores de o iguales a aproximadamente el 425 %, más preferentemente mayores de o iguales a aproximadamente el 500 % y lo más preferentemente mayores de o iguales a aproximadamente el 550 %.

Recuperación de la deformación permanente por tracción: un material que tenga un porcentaje de alargamiento muy alto (por ejemplo, mayor de o igual a aproximadamente el 400 %) no siempre es un buen material resistente a la erosión. Cuando un material es altamente estirable con un alargamiento muy alto, este puede permanecer estirado con una recuperación deficiente después de la rotura por tracción. Se ha descubierto que, con el fin de resistir la erosión por la lluvia, el material debe presentar una deformación permanente por tracción a la rotura de menos del 60 %, además de un alto alargamiento a la rotura mayor de o igual a aproximadamente el 350 %. El valor de esta propiedad, generalmente, se debe a la naturaleza de la erosión por lluvia. Las gotas de lluvia impactan sobre el sustrato de forma intermitente. En general, ninguna localización particular sobre una superficie se ve impactada continuamente por las gotas de lluvia. En su lugar, las gotas de lluvia impactan sobre la superficie de manera irregular e intermitente, a intervalos cortos variables. Después de haber resistido el corte y desgarro de las gotas de lluvia debido a su alto alargamiento a la rotura, el material se debe poder recuperar muy rápidamente con el fin de hacer frente a otra ola de daños por impacto de las gotas de lluvia. Por lo tanto, resulta deseable que el material tenga una alta resistencia a la tracción, un alto alargamiento, así como que se recupere lo suficiente del estiramiento por tracción con el fin de proporcionar una protección adecuada contra la erosión por lluvia.

Dureza Shore A: la importancia de la dureza Shore A en un buen material resistente a la erosión es su capacidad para absorber la energía del impacto y flexionarse ante el impacto. Se ha descubierto que los materiales de poliuretano se endurecen sustancialmente con la disminución de la temperatura. Resulta deseable que los valores de Shore A a 20 °C (68 °F) sean menores de o iguales a aproximadamente 95A. El intervalo de Shore A más preferido es de aproximadamente 44 a aproximadamente 93A.

Condición 1 de ensayo de erosión por lluvia: las probetas también se sometieron a ensayo en las instalaciones de ensayo de erosión por lluvia del laboratorio de investigación de la Fuerza Aérea, Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson, Dayton, Ohio. La tasa de tamaño de gota de lluvia predominante es de aproximadamente 1,8 a aproximadamente 2,2 milímetros de diámetro. La tasa de precipitación se ajusta en 25,4 milímetros (una pulgada) por hora. La resistencia a la erosión de un recubrimiento se puede valorar mediante la combinación de la información del tiempo de ensayo de erosión por lluvia total y el grado de erosión en las probetas. El fallo del recubrimiento normalmente es el momento en que la erosión llega al sustrato.

En los siguientes Ejemplos, se usaron sustratos de superficie aerodinámica de aluminio. Se usó una imprimación de epoxi reducible con agua Deft 44GN063, excepto donde se señale. La superficie aerodinámica de aluminio se limpió con chorro con óxido de aluminio de granalla cortante 100, se depuró con detergente y se enjuagó con agua, se secó y se sometió a tratamiento con Alodine 1200S. La superficie aerodinámica se recubrió por imprimación, a continuación, con un revestimiento de 44GN063. Las superficies aerodinámicas imprimadas se pueden calentar a 50 °C durante 20 minutos para acelerar el secado y curado o se pueden dejar a temperatura ambiente, típicamente, durante 1 a 2 horas, antes de aplicar la capa de revestimiento superior con las composiciones de recubrimiento de poliuretano.

La capa de revestimiento de base se usa para desarrollar el espesor, teniendo la capa de revestimiento superior el acabado de superficie mate aplicado en uno o dos revestimientos.

Los siguientes ingredientes usados en las formulaciones se muestran en la Tabla 1:

Tabla 1

Ejemplo 1

Este ejemplo demuestra el uso de TDI-éster con éster poliaspártico de la presente invención. Se recubrió una superficie aerodinámica de aluminio imprimada con una imprimación de epoxi a base de agua con ocho revestimientos de un color gris brillante para formar una capa de revestimiento de base (n.° 1B) que comprende un prepolímero de TDI-éster y un agente curativo de éster poliaspártico. Después del secado durante aproximadamente una hora a temperatura ambiente, se pulverizó un revestimiento de un recubrimiento mate sobre el revestimiento de base brillante. La capa de revestimiento superior mate (n.° 1T) era un recubrimiento de poliuretano que comprendía un prepolímero de diisocianato de tolueno-politetrametilen glicol (TDI-PTMEG) y un agente curativo de aldimina. El espesor del recubrimiento protector seco en el borde de ataque medía aproximadamente 0,4572 milímetros (0,018 pulgadas). El recubrimiento se curó a temperatura y humedad ambiente. La superficie aerodinámica seca tenía un brillo a 85 grados de 5,8.

La superficie aerodinámica recubierta se sometió a la condición 1 de ensayo de erosión por lluvia. Después de 155 minutos, la probeta mostró una pequeña formación de picaduras y cráteres, con únicamente un sitio erosionado en todo el camino hasta el sustrato.

El revestimiento de base brillante n.° 1B se preparó de la siguiente manera: un concentrado pigmentado de color gris de un prepolímero de TDI-éster, Versathane D-5QM, con un contenido de isocianato del 4,99 %, disponible a través de Air Products and Chemicals, se preparó mediante el mezclado de los siguientes ingredientes en un mezclador mecánico con una pala de mezclado de alto cizallamiento hasta que se dispersaron uniformemente. Los ingredientes se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2

*g = gramos

La composición de recubrimiento final se preparó mediante el mezclado de los siguientes ingredientes entre sí: 70,0 g del concentrado de prepolímero de color gris anterior, 2,64 g de UV92-243-1, 2,12 g de estabilizante de hidrólisis, 47,68 g de concentrado de agente opacificante (en una mezcla de tolueno/xileno/acetato de PM//acetato de npropilo/acetato de n-butilo/MAK, relación no crucial), 19,91 g de éster poliaspártico Desmophen NH1420 (usado como mezcla al 80 % en xileno),

8.10 g de ácido orgánico al 2 % (Industrene 206) en tolueno y 31,0 g de MAK (metil n-amil cetona). Los ingredientes anteriores se mezclaron con una pala de mezclador de alto cizallamiento en un recipiente de plástico hasta que se dispersaron por completo. La solución tenía una viscosidad Brookfield de 96 cP.

La solución se pulverizó y fluyó muy bien usando una pequeña pistola de pulverización convencional. Una película secada por pulverización de la composición tenía un brillo a 60 grados/85 grados de 38/55. Cuando la solución se extendió sobre una placa de plástico liberable, se sometió a secado a 20 °C durante 16 horas y, a continuación, 30 °C durante 2 días. Cuando una probeta de 0,152 milímetros (0,006 pulgadas) de espesor se sometió a ensayo posteriormente en el procedimiento de ensayo de tracción modificado detallado anteriormente, usando 25,4 milímetros (1 pulgada) como distancia de separación de mordaza, el recubrimiento tenía una resistencia a la tracción de 508,5 kg/cm2 (7.233 psi), un alargamiento a la rotura del 525 %, una recuperación de la deformación permanente por tracción del 26 % y una dureza Shore A de 82 a 62A a 20 °C (68 °F). Si se permitía el deslizamiento en el soporte de probetas de tracción en el cálculo, el alargamiento a la rotura era del 1.237 %.

El revestimiento superior mate n.° 1T se preparó de la siguiente manera: una solución de prepolímero al 80 % en peso se preparó mediante el mezclado de una parte igual de prepolímero de TDI-PTMEG (Airthane PET-85A, NCO=3,33 %) con otra parte igual de un prepolímero de TDI-PTMe G (Airthane PET-93 A, NCO=5,24 %) en una mezcla de disolventes de 1/1/1 en peso de acetato de n-propilo/acetato de n-butilo/acetato de PM.

Una solución de prepolímero pigmentado de color gris se preparó mediante el mezclado de los siguientes ingredientes con una pala de mezclado de alto cizallamiento hasta que se dispersaron uniformemente.

1.479,69 g de la solución de prepolímero al 80 % anterior, 47,35 g de Disperbyk 166 al 5 % en tolueno y 73,39 g de concentrado de pigmento de color gris HT92-158A.

La solución del revestimiento superior mate final se mezcló con una pala de mezclado de alto cizallamiento de acuerdo con la siguiente relación:

51,60 g de la solución de prepolímero de color gris anterior,

1.38 g de estabilizante de UV UV92-243-2,

76.38 g de concentrado de agente opacificante (en una mezcla de tolueno/xileno/acetato de PM//acetato de npropilo/acetato de n-butilo/MAK). Se controló la humedad hasta por debajo del 0,04 % con un tamiz molecular y se trituró mediante un homogeneizador de alto cizallamiento Diax 600.

5.10 g de aldimina Desmophen PAC XP7076

3.00 g de ácido orgánico al 2 % (Industrene 206) en tolueno

0,47 g de concentrado antiespumante

32.00 g de 1/1/2 de acetato de n-propilo/acetato de n-butilo/acetato de PM

La solución tenía una viscosidad de 80 cP. Cuando se pulverizó sobre un sustrato, el recubrimiento seco tenía un brillo de superficie a 60 grados/85 grados de 2,3/3,9. Una lámina de 0,2286 milímetros (0,009 pulgadas) de espesor del recubrimiento curado tenía una resistencia a la tracción de 421,8 kg/cm2 (6.000 psi), un alargamiento a la rotura del 575 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 22 %. El elastómero tenía una dureza Shore A de 82 a 71A a 20 °C (68 °F). Si se permitía el deslizamiento en el soporte de probetas de tracción en el cálculo, el alargamiento a la rotura era del 1.679 %.

Ejemplo 2. Este ejemplo demuestra el uso de TDI-éter con la mezcla de agente de curado de aldimina-ésteres poliaspárticos de la presente invención:

en un procedimiento similar al Ejemplo 1 anterior, se pulverizaron tres revestimientos del revestimiento de base de uretano brillante (n.° 2B1), cinco revestimientos del revestimiento de base de uretano brillante (n.° 2B2) y un revestimiento del revestimiento superior de uretano mate (n.° 2T) sobre una superficie aerodinámica de aluminio imprimada con epoxi. El espesor del recubrimiento seco en el borde de ataque medía aproximadamente 0,508 milímetros (0,020 pulgadas). El revestimiento superior mate por sí solo tenía un brillo a 85 grados de 3,5. La superficie aerodinámica seca tenía un brillo a 85 grados de 3,5. La superficie aerodinámica recubierta se sometió a la condición 1 de ensayo de erosión por lluvia. Después de 160 minutos, se formaron dos cráteres, uno de los cuales se extendía hasta el sustrato. Se apreciaron algunas picaduras diminutas. Se valoró que la adhesión del revestimiento superior era excelente.

Los revestimientos de base de color gris brillantes se basaron en un prepolímero de TDI-PTMEG y una mezcla de agentes curativos de aldimina/éster aspártico a una relación molar de 1/2. El revestimiento superior mate se basó en el prepolímero de TDI-PTMEG y el agente curativo de aldimina.

El revestimiento superior brillante n.° 2B1 con el 2 % en peso de agente opacificante se preparó de la siguiente manera: un concentrado pigmentado de color gris de un prepolímero de TDI-PTMEG, AIRTHANe PET-93A, con un contenido de isocianato del 5,23 %, disponible a través de Air Products and Chemicals, se preparó mediante el mezclado de los siguientes ingredientes en un mezclador mecánico con una pala de mezclado de alto cizallamiento. Los ingredientes se muestran en la Tabla 3, a continuación:

Tabla 3

La solución final se preparó mediante el mezclado de los siguientes ingredientes con una pala de mezclado de alto cizallamiento hasta que se dispersaron uniformemente.

86.0 g del concentrado de prepolímero de color gris anterior

2.50 g de UV92-243-2

28,70 g de concentrado de agente opacificante (en una mezcla de tolueno/xileno/acetato de PM//acetato de npropilo/acetato de n-butilo/MAK. Se trituró con el homogeneizador Diax 600 durante 3 minutos),

21,80 g de un concentrado de agente de curado, preparado del 15,93% en peso de aldimina Desmophen PAC XP7076, el 64,07 % en peso de éster poliaspártico Desmophen NH1402 y el 20 % de xileno. La relación molar de XP7076/NH1402 es de 1/2.

5.0 g de ácido orgánico al 2 % (Industrene 206) en tolueno,

10 g de MAK

42 g de acetato de PM.

0,75 g de concentrado antiespumante.

Los ingredientes anteriores se mezclaron con una pala de mezclador de alto cizallamiento en un recipiente de plástico hasta que se dispersaron por completo. La solución tenía una viscosidad de 108 cP.

Se preparó otro revestimiento de base brillante n.° 2B2 con agente opacificante al 4 % del sólido de resina de la siguiente manera:

86.0 g del concentrado de prepolímero de color gris anterior

2.50 g de UV92-243-2

57,4 g de concentrado de agente opacificante (en una mezcla de tolueno/xileno/acetato de PM//acetato de npropilo/acetato de n-butilo/MAK. Se trituró con el homogeneizador Diax 600 durante 3 minutos),

21,72 g de un concentrado de agente de curado (el 15,93 % en peso de aldimina Desmophen PAC XP7076, el 64,07 % en peso de éster poliaspártico Desmophen NH1402 y el 20 % de xileno). La relación molar de XP7076/NH1402 es de 1/2.

26 g de 1/1/2 de acetato de n-propilo/acetato de n-butilo/acetato de PM.

0,75 g de concentrado antiespumante.

La solución tenía una viscosidad de 118 cP. Después del curado, un revestimiento de base brillante n.° 2B2 de 0,2032 milímetros (0,008 pulgadas) de espesor tenía una resistencia a la tracción de 265,4 kg/cm2 (3.775 psi), un alargamiento a la rotura del 525 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 10,2 %. El elastómero tenía una dureza Shore A de 67 a 53a a 20 °C (68 °F). Cuando se medía con un deslizamiento en la mordaza a 25,4 milímetros (1 pulgada), el alargamiento a la rotura era del 1.320 %.

El revestimiento superior mate n.° 2T

La composición del revestimiento superior mate n.° 2T es similar a la del revestimiento superior mate n.° 1, con la excepción de que se usó una cantidad ligeramente menor de agente opacificante y el mezclado se realizó con una pala de dispersión de alto cizallamiento sin el uso de un homogeneizador Diax 600. La formulación fue la siguiente: 51,6 g de la solución de prepolímero de color gris

1,35 g de estabilizante de UV UV92-243-2

72,5 g de concentrado de agente opacificante (en una mezcla de tolueno/xileno/acetato de PM//acetato de npropilo/acetato de n-butilo/MAK. Se controló la humedad hasta por debajo del 0,04 % con un tamiz molecular) 5,10 g de aldimina Desmophen PAC XP7076

3.00 g de ácido orgánico al 2 % (Industrene 206) en tolueno

20.00 g de 1/1/2 de acetato de n-propilo/acetato de n-butilo/acetato de PM

El recubrimiento tenía una viscosidad de 112 cP. El recubrimiento mate curado con 0,3556 milímetros (0,014 pulgadas) de espesor tenía una resistencia a la tracción de 415,8 kg/cm2 (5.914 psi), un alargamiento a la rotura del 525 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 18%. Cuando se medía con un deslizamiento en la mordaza a 25,4 milímetros (1 pulgada), el alargamiento a la rotura era del

1.613%. El elastómero mate tenía una dureza Shore A de 82 a 73A a 20 °C (68 °F).

Ejemplo 3. Este ejemplo demuestra el uso del revestimiento de base de TDI-éster-éster aspártico con el revestimiento superior mate de H12MDI-PTMEG-aldimina-éster aspártico. En un procedimiento similar al Ejemplo 1 anterior, se pulverizaron ocho revestimientos del revestimiento de base brillante n.° 3B y un revestimiento del revestimiento superior mate n.° 3T sobre una superficie aerodinámica de aluminio imprimada con epoxi. El espesor del recubrimiento seco en el borde de ataque medía aproximadamente 0,4826 milímetros (0,019 pulgadas). La superficie aerodinámica seca tenía un brillo a 60 grados/85 grados de 1,8/3,8. La superficie aerodinámica recubierta se sometió a la condición 1 de ensayo de erosión por lluvia durante 140 minutos con daños moderados. Se observó una excelente adhesión del revestimiento superior.

El revestimiento de base de color gris brillante n.° 3B se basó en un prepolímero de TDI-éster y un agente curativo de aldimina. El revestimiento superior mate se basó en el prepolímero de H12MDI-PTMEG y los agentes curativos de mezcla de aldimina-éster poliaspártico. El revestimiento de base brillante n.° 3B se preparó de la siguiente manera:

un concentrado pigmentado de color gris de un prepolímero de poliéster terminado en TDI, VERSATHANE A-9QM, con un contenido de isocianato del 4,28 %, disponible a través de Air Products and Chemicals, se preparó mediante el mezclado de los siguientes ingredientes en un mezclador mecánico con una pala de mezclado de alto cizallamiento. Los ingredientes se muestran en la Tabla 4.

Tabla 4

La solución de recubrimiento final se preparó en la siguiente relación:

86,75 g del concentrado de prepolímero de color gris anterior,

2,85 g de UV92-243-1,

2,30 g de estabilizante de hidrólisis,

50,98 g de concentrado de agente opacificante (TS-100 al 5,97% en una mezcla de tolueno/xileno/acetato de PM//acetato de n-propilo/acetato de n-butilo/MAK),

8,50 g de aldimina Desmophen PAC XP7076,

4,4 g de ácido orgánico al 2 % en tolueno (Industrene 206),

20,0 g de MAK.

Los ingredientes anteriores se mezclaron con una pala de mezclador de alto cizallamiento en un recipiente de plástico hasta que se dispersaron por completo. La solución tenía una viscosidad de 100 cP. El revestimiento de base brillante curado n.° 3B, con 0,3048 milímetros (0,012 pulgadas) de espesor, mostró una resistencia a la tracción de 457 kg/cm2 (6.500 psi), un alargamiento a la rotura del 675 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 30 %. Cuando se ignoraba el deslizamiento en la mordaza, el alargamiento a la rotura era del 1.845 %. El revestimiento de base brillante tenía una dureza Shore A de 78 a 70A a 20 °C (68 °F).

El revestimiento superior mate n.° 3T se preparó de la siguiente manera:

un concentrado pigmentado de color gris de un prepolímero de H12MDI-PTMEG, ADIPRENE LW520, con un contenido de isocianato del 4,81 %, disponible a través de Uniroyal Chemical, se preparó mediante el mezclado de los siguientes ingredientes en un mezclador mecánico con una pala de mezclado de alto cizallamiento. Las relaciones se muestran en la Tabla 5, a continuación.

Tabla 5

La solución de recubrimiento mate final se preparó en la siguiente relación:

52.50 g del concentrado de prepolímero de color gris anterior,

1,47 g de UV92-243-2,

1,14 g de aldimina Desmophen PAC XP7076,

7,63 g de éster poliaspártico Desmophene NH1220

82.50 g de concentrado de agente opacificante (TS-100 al 5,97 % en una mezcla de acetato de n-propilo/acetato de n-butilo/acetato de PM (1/1/2),

3.00 g de ácido orgánico al 2 % en tolueno (Industrene 206),

15.0 g de acetato de PM

La solución de recubrimiento mate tenía una viscosidad de 115 cP. Cuando se pulverizaba un revestimiento sobre un sustrato, el brillo a 60/85 grados era de 2,0/3,3. Después del curado, una lámina de 0,2032 milímetros (0,008 pulgadas) de espesor del recubrimiento mate mostró una resistencia a la tracción de 392 kg/cm2 (5.575 psi), un alargamiento a la rotura del 525 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 18 %. Cuando se ignoraba el deslizamiento en las mordazas (sujeciones), el alargamiento a la rotura era del 1.470 %. El revestimiento superior mate curado tenía una dureza shore A de 81-72A a 20 °C (68 °F).

Ejemplo 4. Este ejemplo demuestra el uso de la diamina aromática regular con la aldimina con el prepolímero de TDI-éster.

El revestimiento de base brillante n.° 4B se preparó de la siguiente manera: un concentrado pigmentado de color negro de un prepolímero de TDI-éster, VERSATHANE A-85QM, con un contenido de isocianato del 3,61 %, disponible a través de Air Products and Chemicals, se preparó mediante el mezclado de los siguientes ingredientes en un mezclador mecánico con una pala de mezclado de alto cizallamiento. Las relaciones se muestran en la Tabla 6.

Tabla 6

La solución de recubrimiento final se preparó en la siguiente relación:

68,06 g del concentrado de prepolímero de color negro anterior,

1,76 g de estabilizante de hidrólisis,

4.0 g de ácido orgánico al 2 % en tolueno (Industrene 206),

34.0 g de acetato de PM

10,42 g de concentrado de aldimina/amina preparado del 41,26 % de aldimina Desmophen PAC XP7076, el 8,74 % de Ethacure 100 y el 50,0 % de tolueno. Todas las relaciones son en peso. La mezcla es aldimina/amina aromática en una relación molar de 3/1.

Los ingredientes anteriores se mezclaron con una pala de mezclador de alto cizallamiento en un recipiente de plástico hasta que se dispersaron por completo. La solución tenía una viscosidad de 113 cP. El revestimiento de base brillante curado n.° 4B, con 0,3048 milímetros (0,012 pulgadas) de espesor, mostró una resistencia a la tracción de 250,8 kg/cm2 (3.567 psi), un alargamiento a la rotura del 725 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 18 %. Cuando se ignoraba el deslizamiento en la mordaza, el alargamiento a la rotura era del 1.969 %. El revestimiento de base brillante tenía una dureza Shore A de 52 a 45A a 20 °C (68 °F).

El revestimiento superior mate n.° 3T se preparó de la siguiente manera: la solución de recubrimiento final se preparó en la siguiente relación:

34.03 g del concentrado de prepolímero de color negro anterior,

0,88 g de estabilizante de hidrólisis,

2.0 g de ácido orgánico al 2 % en tolueno (Industrene 206),

42,40 g de concentrado de agente opacificante (TS-100 al 5,97 %, Disperbyk 103 al 2,95 % en una mezcla de A de tolueno//MAK. Se redujo la humedad hasta el 0,02 % con un tamiz molecular),

5.21 g de concentrado de aldimina/amina preparado del 41,26 % de aldimina Desmophen PAC XP7076, el 8,74 % de Ethacure 100 y el 50,0 % de tolueno. Todas las relaciones son en peso. La mezcla es aldimina/amina aromática en una relación molar de 3/1.

La solución de recubrimiento mate tenía una viscosidad de 52 cP. Cuando se pulverizaba un revestimiento sobre un sustrato, el brillo a 60/85 grados era de 1,0/3,1. Después del curado, una lámina de 0,4318 milímetros (0,017 pulgadas) de espesor del recubrimiento mate mostró una resistencia a la tracción de 371,4 kg/cm2 (5.282 psi), un alargamiento a la rotura del 800 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 46 %. Cuando se ignoraba el deslizamiento en la mordaza, el alargamiento a la rotura era del 2.337 %. El revestimiento superior mate curado tenía una dureza Shore A de 81 a 67A a 20 °C (68 °F).

Se pulverizaron ocho revestimientos del revestimiento de base brillante y un revestimiento del revestimiento superior mate sobre una superficie aerodinámica de aluminio imprimada con epoxi. El espesor de la película seca en el borde de ataque fue de 0,2794 milímetros (0,011 pulgadas). La superficie aerodinámica seca tenía un brillo a 60/85 grados de 0,9/3,5. Esta se sometió a la condición 1 de ensayo de erosión por lluvia. Después de 115 minutos, había daños moderados con daños en tres sitios que se extendían hasta el sustrato.

Ejemplo 5. Este ejemplo demuestra el uso del recubrimiento a base de agua con el recubrimiento a base de disolvente de la presente invención y el efecto protector del revestimiento superior mate de alto alargamiento sobre el revestimiento de base brillante de bajo alargamiento.

Se pulverizaron ocho revestimientos del revestimiento de base de uretano brillante a base de agua n.° 5B, un revestimiento del revestimiento superior de uretano mate a base de disolvente n.° 5T1 y otro revestimiento del revestimiento superior de uretano mate a base de disolvente n.° 5T2 sobre una superficie aerodinámica de aluminio imprimada con epoxi. El espesor del recubrimiento seco en el borde de ataque medía aproximadamente 0,5334 milímetros (0,021 pulgadas). La superficie aerodinámica seca tenía un brillo a 60/85 grados de 1,2/2,2. La superficie aerodinámica recubierta se sometió a la condición 1 de ensayo de erosión por lluvia. Después de 113 minutos, únicamente tres cráteres y algunas picaduras a los 113 min. Todavía no había fallado.

El revestimiento de base de color gris brillante era una mezcla de una dispersión de agua de polímeros de poliuretano con un agente de reticulación de epoxi adicional. Los revestimientos superiores mate eran un recubrimiento de uretano a base de disolvente a base de prepolímero de TDI-PTMEG y aldimina. Este ejemplo describe que, cuando se usa más de un recubrimiento, al menos uno de los recubrimientos tiene preferentemente un alargamiento de más del 425 %.

Revestimiento de base brillante n.° 5B

Se mezclaron 5 partes de una dispersión de poliuretano alifático-éter a base de agua HD-2024, disponible a través de Hauthaway, con 1 parte de una dispersión de poliuretano alifático UNITHANE RI. El recubrimiento resultante tenía el 43.3 % de sólidos.

El revestimiento de base brillante se preparó mediante el mezclado de lo siguiente entre sí:

302,35 g de la dispersión de poliuretano a base de agua anterior

10,50 g de concentrado de color gris P94-131-1A

7,02 g de HA806 (resina de curado de epoxi dispersable en agua a través de Hauthaway)

4.22 g de UV92-243-10 (mezcla al 2/2/1/5 en peso de Tinuvin 213/Tinuvin

292/Irganox 1135/n-metil pirrolidona)

11.0 g de agua destilada

10 gotas de antiespumante (Dapro DF2162)

El recubrimiento tenía una viscosidad Brookfield de 50 cP. Después del secado y curado, el recubrimiento tenía una resistencia a la tracción promedio de 146 kg/cm2 (2.077 psi), un alargamiento a la rotura del 380 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 15 %. El revestimiento de base brillante tenía una dureza Shore A de 80 a 60A a 20 °C (68 °F).

El revestimiento superior mate n.° 5T1 se preparó de la siguiente manera: una solución de prepolímero pigmentado de color gris se preparó mediante el mezclado de los siguientes ingredientes con una pala de mezclado de alto cizallamiento hasta que se dispersaron uniformemente.

463,14 g de una solución de prepolímero al 80% (Airthane PET-85A, NCO=3,33 %) en 1/1/1 de acetato de npropilo/acetato de n-butilo/acetato de PM,

470.0 g de una solución de prepolímero al 80 % (Airthane PET-93A, NCO=5,23 %) en 1/1/1 de acetato de npropilo/acetato de n-butilo/acetato de PM,

29,93 g de Disperbyk 166 al 5 % en tolueno

46.50 g de concentrado de pigmento de color gris HT92-158A

29,84 g de concentrado de agente humectante

17,90 g de concentrado antiespumante

La solución del revestimiento superior mate n.° 5T1 final se mezcló con una pala de mezclado de alto cizallamiento de acuerdo con la siguiente relación:

35,40 g de la solución de prepolímero de color gris anterior

3,42 g de aldimina Desmophen PAC XP7076

2.00 g de ácido orgánico al 2 % (Industrene 206) en tolueno

47,66 g de concentrado de agente opacificante (en una mezcla al 1/1/2 en peso de acetato de n-propilo/acetato de nbutilo/acetato de PM. No se usó el eliminador de humedad.)

24.00 g de 1/1/2 de acetato de n-propilo/acetato de n-butilo/acetato de PM

La solución tenía una viscosidad de 133 cP. Cuando se pulverizó sobre un sustrato, el recubrimiento seco tenía un brillo de superficie a 60/85 grados de 1,9/3,0.

Una lámina de 0,3302 milímetros (0,013 pulgadas) de espesor del recubrimiento curado tenía una resistencia a la tracción de 341,1 kg/cm2 (4.852 psi), un alargamiento a la rotura del 600 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 22 %. El elastómero tenía una dureza de 74-56A a 20 °C (68 °F). Si se ignoraba el deslizamiento en el soporte de probetas de tracción, el alargamiento a la rotura era del 1.720 %.

Se preparó otro revestimiento superior mate n.° 5T2 de la misma manera que el n.° 5T1, con la excepción de que se usaron 20,0 gramos de acetato de n-propilo/acetato de n-butilo/acetato de PM a 1/1/2. El concentrado de agente opacificante se sometió a tratamiento con un eliminador de humedad para reducir el contenido de humedad hasta el 0,029 %. El recubrimiento n.° 5T2 secado por pulverización tenía un brillo de superficie a 60/85 grados de 1,1/2,1.

Una lámina de 0,381 milímetros (0,015 pulgadas) de espesor del recubrimiento curado tenía una resistencia a la tracción de 323,4 kg/cm2 (4.600 psi), un alargamiento a la rotura del 600 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 22 %. El elastómero tenía una dureza de 83-68A a 20 °C (68 °F). Si se ignoraba el deslizamiento en el soporte de probetas de tracción, el alargamiento a la rotura era del 1.754 %.

Ejemplo 6. Este ejemplo demuestra el uso del revestimiento de base a base de agua y el revestimiento superior mate y la importancia de las propiedades de tracción combinadas desveladas en la presente invención para la resistencia a la erosión del elastómero.

Se pulverizaron 23 revestimientos del revestimiento de base brillante de uretano a base de agua y un revestimiento del revestimiento superior de uretano mate a base de agua sobre una superficie aerodinámica de aluminio imprimada con epoxi. El espesor del recubrimiento seco en el borde de ataque medía aproximadamente 0,6858 milímetros (0,027 pulgadas). La superficie aerodinámica seca tenía un brillo a 85 grados de 3,0. La superficie aerodinámica recubierta se sometió a la condición 1 de ensayo de erosión por lluvia. Después de 135 minutos, únicamente un cráter y una picadura superficial diminuta después de 135 min. Todavía no había llegado al sustrato.

El revestimiento de base de color gris brillante era una dispersión de agua de polímero de poliuretano sin agente de reticulación adicional. El revestimiento superior mate era la misma composición con el agente opacificante adicional añadido.

Revestimiento de base brillante n.° 6B: el revestimiento de base brillante n.° 6B se preparó mediante el mezclado de los siguientes ingredientes con una pala de mezclado de alto cizallamiento hasta que se dispersaron uniformemente.

665,94 g de dispersión de poliéter poliuretano alifático a base de agua HD-2024, disponible a través de Hauthaway, 24,02 g de concentrado de color gris HT86-237G

79.50 g de agua destilada

3.0 g de agente humectante Silwet L7602 al 5 %

30 gotas de antiespumante DF2162

El recubrimiento tenía una viscosidad Brookfield de 130 cP. Un revestimiento de base brillante seco de 0,762 milímetros (0,030 pulgadas) de espesor mostró una resistencia a la tracción de 141,3 kg/cm2 (2.010 psi), un alargamiento a la rotura del 675 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 46 %. Tenía recubrimiento. Si se ignoraba el deslizamiento en el soporte de probetas de tracción, el alargamiento a la rotura era del 1.425 %. El elastómero tenía una dureza de 58-42A a 20 °C (68 °F).

El revestimiento superior mate n.° 6T se preparó mediante el mezclado de los siguientes ingredientes con una pala de mezclado de alto cizallamiento hasta que se dispersaron uniformemente.

332,99 g de dispersión de poliéter poliuretano alifático a base de agua HD-2024, disponible a través de Hauthaway, 12,05 g de concentrado de color gris HT86-237G

163,22 g de agua destilada

29,89 g de agente opacificante de sílice Lo-Vel 2000

1,52 g de agente humectante Silwet L7602 al 5 %

15 gotas de antiespumante DF2162

El recubrimiento tenía una viscosidad Brookfield de 167 cP. Un revestimiento de base mate seco de 0,9144 milímetros (0,036 pulgadas) de espesor mostró una resistencia a la tracción de 195,3 kg/cm2 (2.778 psi), un alargamiento a la rotura del 650 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 73 %. Si se ignoraba el deslizamiento en el soporte de probetas de tracción, el alargamiento a la rotura era del 1.383 %. El elastómero tenía una dureza de 86-81A a 21,1 °C (70 °F).

Ejemplo comparativo 1: Caapcoat FP-250

Caapcoat FP-200. era un recubrimiento de poliuretano pulverizable brillante a base de prepolímero de poliéster terminado en isocianato y una amina alifática. El recubrimiento, tal como se mezcló, tenía una viscosidad de 215 cP y se diluyó con una mezcla a 1/1/2 de tolueno/MIBK/xileno hasta una viscosidad de 149 cP. Se pulverizaron veinticinco revestimientos de FP-200 sobre una superficie aerodinámica de aluminio imprimada con Aeroglaze 9947. Después de esperar durante dos horas para dejar que el revestimiento de base se secara y evitar que el sedimento se agriete en el revestimiento superior, el revestimiento superior sin lustre FP-050 se pulverizó sobre el revestimiento de base brillante. El espesor del recubrimiento seco fue de aproximadamente 0,508 milímetros (0,020 pulgadas). La superficie aerodinámica tenía un brillo a 85 grados de 2,5. La superficie aerodinámica curada se sometió a la condición 1 de ensayo de erosión por lluvia. La probeta mostró una erosión generalizada en el sustrato a los 36 minutos y se detuvo a los 41 minutos.

El revestimiento de base brillante FP-200 mostró una resistencia a la tracción promedio de 323,7 kg/cm2 (4.604 psi), un alargamiento a la rotura promedio del 425 % y una recuperación de la deformación permanente por tracción del 10 %. El elastómero tenía una dureza Share A de 77-68B a 21,1 °C (70 °F).

El revestimiento superior mate FP-050 mostró una resistencia a la tracción promedio de 361,9 kg/cm2 (5.148 psi), un alargamiento a la rotura del 362 %, una deformación permanente por tracción del 22 % y una dureza Share A de 84-78A a 21,1 °C (70 °F). Tanto el FP-200 como el FP-050 tienen un alargamiento a la rotura mucho menor que el de la presente invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método de protección de un sustrato contra la erosión de partículas líquidas y/o sólidas, comprendiendo el método:

(a) formar uno o más recubrimientos de poliuretano o poliurea sobre el sustrato,

(b) en donde al menos uno de los recubrimientos se configura para que tenga

una resistencia a la tracción mayor de 70 kg/cm2 (1.000 psi) de acuerdo con la ASTM D 412-92, un alargamiento a la rotura mayor del 350 % de acuerdo con la ASTM D 412-92, que se modifica de acuerdo con el párrafo 2 de la página 29 del documento WO 2006/055038 A1, y

una dureza Shore A de 44A a 93A, tal como se mide a 20 °C (68 °F) de acuerdo con la ASTM D2240,

caracterizado por que

(c) el sustrato es un borde de ataque de una superficie aerodinámica, y

(d) el al menos uno de los recubrimientos se configura para que tenga una deformación permanente por tracción a la rotura de menos del 490 % de acuerdo con la ASTM D 412-92, que se modifica de acuerdo con el párrafo 2 de la página 30 del documento WO 2006/055038 A1.

2. El método de la reivindicación 1, en donde los recubrimientos de poliuretano y poliurea se forman a partir de un poliisocianato, o un prepolímero terminado en isocianato, y un agente de curado seleccionado de un grupo que consiste en una aldimina, una cetimina, un éster poliaspártico, una poliamina, un poliol y mezclas de los mismos.

3. El método de la reivindicación 1, en donde los recubrimientos de poliuretano y poliurea se forman a partir de un poliisocianato o un prepolímero terminado en isocianato y un agente de curado seleccionado de un grupo que consiste en una aldimina, una cetimina, un éster poliaspártico, una poliamina, un poliol y mezclas de los mismos, en donde el prepolímero terminado en isocianato se selecciona de un grupo que consiste en diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianato de 4,4'-metilen diciclohexilo saturado (H12MDI), 4,4'-diisocianatodifenilmetano, diisocianato de p-fenileno, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano, diisocianato de 1,3-ciclohexilo, diisocianato de 1,4-ciclohexilo, diisocianato de 1,6-hexametileno, difenil-4,4'-diisocianato, dibencil-4,4'-diisocianato, estilbeno-4,4'-diisocianato, benzofenona-4,4'-diisocianato, diisocianatos de 1,3- y 1,4-xileno, diisocianato de isoforona, diisocianato de 2,2,4- y/o 2,4,4-trimetil-1,6-hexametileno, diisocianato de dodecametileno, 2,4'- y/o 4,4'-diisocianato-diciclohexil metano, 2,4- y/o 4,4'-diisocianato-difenil metano, 1,4-diisocianatociclohexano, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano, diisocianato de difenilmetano y mezclas de los mismos.

4. El método de la reivindicación 1, en donde al menos uno de los recubrimientos de poliuretano o poliurea es una dispersión de base acuosa.

5. El método de la reivindicación 1, en donde el al menos uno de los recubrimientos comprende un agente opacificante y tiene un brillo de superficie a 85 grados de menos de o igual a 10 de acuerdo con la ASTM D 523-89 (1999) en aplicaciones militares.

6. El método de la reivindicación 1, en donde la deformación permanente por tracción a la rotura es menor de o igual al 60 %.

7. El método de la reivindicación 1, en donde el al menos uno de los recubrimientos contiene al menos una carga seleccionada de un grupo que consiste en polvos de metal, copos de metal, fibras de metal, fibras de metal molidas, fibras sintéticas recubiertas de metal, esferas de vidrio recubiertas de metal, esferas huecas recubiertas de metal, grafito, nanotubos de carbono, fibras de carbono de crecimiento al vapor, fibras de carbono, fibras de carbono molidas, fibras sintéticas recubiertas de carbono, nanopartículas esféricas, polímeros electroactivos, óxido de estaño dopado con antimonio, óxidos de metal conductores, compuestos de sal de amonio terciario, negros de carbono, coque, alúmina, nitruro de boro, nitruro de aluminio, nitruro de aluminio recubierto de sílice, nanotubos de carbono, carburo de silicio, sílices, sílices pirógenas, silicatos, talco, carbonato de calcio, perlas de polímero, urea-formaldehído, óxidos de metal, materiales absorbentes de radar, microbalones, politetrafluoroetilenos, poliolefinas, poliamidas, poliimidas, polisilazanos, polisiloxanos, fluoropolímeros y combinaciones de los mismos.

8. Un artículo resistente a la erosión sólida y líquida, comprendiendo el artículo:

(a) un sustrato que comprende una superficie expuesta a las partículas líquidas y sólidas, y

(b) al menos un recubrimiento de poliuretano o poliurea dispuesto sobre el sustrato para formar la superficie, (c) el recubrimiento de poliuretano o poliurea configurado para que tenga

una resistencia a la tracción mayor de 70 kg/cm2 (1.000 psi) de acuerdo con la ASTM D 412-92, un alargamiento a la rotura mayor del 350 % de acuerdo con la ASTM D 412-92, que se modifica de acuerdo con el párrafo 2 de la página 29 del documento WO 2006/055038 A1, y una dureza Shore A de 44A a 93A, tal como se mide a 20 °C (68 °F) de acuerdo con la ASTM D2240,

caracterizado por que

(d) la superficie es la superficie de un borde de ataque de una superficie aerodinámica, y

(e) el recubrimiento de poliuretano o poliurea se configura para que tenga una deformación permanente por tracción a la rotura de menos del 490 % de acuerdo con la ASTM D 412-92, que se modifica de acuerdo con el párrafo 2 de la página 30 del documento WO 2006/055038 A1.

9. El artículo de la reivindicación 8, en donde la deformación permanente por tracción a la rotura es menor de o igual al 60 %.

10. El artículo de la reivindicación 8, en donde el al menos un recubrimiento comprende un agente opacificante y tiene un brillo de superficie a 85 grados de menos de o igual a 10 de acuerdo con la ASTM D 523-89 (1999) en aplicaciones militares.

11. El artículo de la reivindicación 8, que comprende recubrimientos de poliuretano o poliurea que se forman a partir de un poliisocianato o un prepolímero terminado en isocianato y un agente de curado seleccionado de un grupo que consiste en una aldimina, una cetimina, un éster poliaspártico, una poliamina, un poliol y mezclas de los mismos.

12. El artículo de la reivindicación 8, en donde el al menos un recubrimiento se forma a partir de una composición que comprende un poliisocianato o un prepolímero terminado en isocianato y un agente de curado seleccionado de un grupo que consiste en una aldimina, una cetimina, un éster poliaspártico, una poliamina, un poliol y mezclas de los mismos.

13. El artículo de la reivindicación 8, en donde el al menos un recubrimiento de poliuretano o poliurea es una dispersión de base acuosa.

14. El artículo de la reivindicación 10, en donde el material de carga se selecciona de un grupo que consiste en polvos de metal, copos de metal, fibras de metal, fibras de metal molidas, fibras sintéticas recubiertas de metal, esferas de vidrio recubiertas de metal, esferas huecas recubiertas de metal, grafito, nanotubos de carbono, fibras de carbono de crecimiento al vapor, fibras de carbono, fibras de carbono molidas, fibras sintéticas recubiertas de carbono, nanopartículas esféricas, polímeros electroactivos, óxido de estaño dopado con antimonio, óxidos de metal conductores, compuestos de sal de amonio terciario, negros de carbono, coque, alúmina, nitruro de boro, nitruro de aluminio, nitruro de aluminio recubierto de sílice, nanotubos de carbono, carburo de silicio, sílices, sílices pirógenas, silicatos, talco, carbonato de calcio, perlas de polímero, urea-formaldehído, óxidos de metal, materiales absorbentes de radar, microbalones, politetrafluoroetilenos, poliolefinas, poliamidas, poliimidas, polisilazanos, polisiloxanos, fluoropolímeros y combinaciones de los mismos.

15. El artículo de la reivindicación 8, en donde el artículo se selecciona del grupo que consiste en una ala de aeronave, una pala de rotor, una pala de turbina, una hélice, un radomo, una antena, una pala de ventilador, un cono de morro, una pelota de golf, un equipo de minería, un revestimiento protector inferior de vagón y estructuras de borde de ataque y orientadas hacia adelante de vehículos.

16. El método de la reivindicación 1, en donde la formación del recubrimiento de poliuretano o poliurea comprende el recubrimiento sobre un sustrato liberable y la retirada del recubrimiento de poliuretano o poliurea del sustrato liberable y la aplicación del recubrimiento a un sustrato diferente con unión adhesiva.

17. El método de la reivindicación 2 o el artículo de la reivindicación 11 o la reivindicación 12, en donde la aldimina tiene una estructura que corresponde a la Fórmula (VIII):

x , ^{-----------[ N = C H C H ) ( R f ) ( R , ) ] n (V IH )}

en donde

X1 representa un grupo orgánico que tiene una valencia de n y se obtiene mediante la retirada de los grupos amino de una poliamina orgánica cíclica que tiene grupos amino unidos (ciclo)alifáticamente,

R6 y R7 son iguales o diferentes y representan grupos orgánicos que son inertes frente a los grupos isocianato a una temperatura de 100 °C o menos o R6 y R7, junto con el átomo de carbono p, forman un anillo cicloalifático o heterocíclico, y

n representa un número entero que tiene un valor de al menos 2.

18. El método de la reivindicación 2 o el artículo de la reivindicación 12 o la reivindicación 13, en donde el éster poliaspártico tiene la Fórmula (II) general:

R102CCH2CH(C02R2)NH----- R5— NHCH(C02R’)CH2C02R4 _(II)

en donde R1, R2, R3y R4 son iguales o diferentes y, cada uno, son grupos alquilo que tienen de aproximadamente 1 a aproximadamente 12 átomos de carbono y en donde R5 puede ser alifático, alicíclico o aromático.

19. El método de la reivindicación 2 o el artículo de la reivindicación 11 o la reivindicación 12, en donde el éster poliaspártico tiene la Fórmula (III) general:

en donde R5 tiene las estructuras que se muestran en las Fórmulas (IV) -(VII), a continuación:

donde Me representa un grupo metilo.

20. El método de la reivindicación 1, en donde el recubrimiento de poliuretano o poliurea se moldea y adhiere al sustrato.

21. El método de la reivindicación 1, en donde la formación del recubrimiento de poliuretano o poliurea comprende la producción de una lámina preformada mediante recubrimiento por pulverización, inmersión o en solución, recubrimiento con cepillo, por medio de un rodillo o mediante el uso de un aplicador de cuchilla rascadora y, a continuación, la unión adhesiva de la lámina preformada al sustrato.

22. El método de la reivindicación 1, en donde la formación del recubrimiento de poliuretano o poliurea comprende el moldeo de una cubierta, película o lámina y la unión adhesiva de la cubierta, película o lámina sobre el sustrato.

23. El método de la reivindicación 21 o la reivindicación 22, en donde la lámina preformada de la reivindicación 21 o la cubierta, película o lámina moldeada de la reivindicación 22 comprende una capa de imprimación, una capa de revestimiento de unión opcional y al menos una de una capa de revestimiento de base y una capa de revestimiento superior.

24. El método de la reivindicación 23, en donde la capa de revestimiento de unión es una capa acuosa de poliuretano y la capa de imprimación es una capa de epoxi o polivinil butiral.

25. El método de la reivindicación 1, en donde la formación del recubrimiento de poliuretano o poliurea comprende el moldeo del recubrimiento para formar una capa y, a continuación, la unión adhesiva de la capa al sustrato.

26. El método de la reivindicación 1, en donde la formación del recubrimiento de poliuretano o poliurea comprende: - pulverizar el recubrimiento sobre una estructura liberable de dimensión y configuración similares a las del sustrato, - secar y curar el recubrimiento para formar una cubierta, lámina, película o cinta curada o pre-curada y todavía húmeda,

- retirar la cubierta, lámina, película o cinta curada o pre-curada de la estructura liberable, y

- unir adhesivamente la cubierta, lámina, película o cinta curada o pre-curada al sustrato.

27. El método de la reivindicación 1, en donde la formación del recubrimiento de poliuretano o poliurea comprende el moldeo de una cubierta, película o lámina y la unión de la cubierta, película o lámina moldeada al sustrato con el uso de una imprimación o un adhesivo líquido o el recubrimiento previo de la cubierta, película o lámina moldeada con un adhesivo sensible a la presión u otro adhesivo en seco.

28. El método de una cualquiera de la reivindicación 20 a la reivindicación 27, en donde una capa de estructura de tejido o tamiz de malla abierta se posiciona entre la cubierta, lámina, película o cinta y el sustrato.