ES2927218T3 - Composición de recubrimiento basada en disolvente de dos componentes, método de recubrimiento de un sustrato, sustrato recubierto y uso de dicha composición de recubrimiento para mejorar la resistencia a la erosión - Google Patents
Composición de recubrimiento basada en disolvente de dos componentes, método de recubrimiento de un sustrato, sustrato recubierto y uso de dicha composición de recubrimiento para mejorar la resistencia a la erosión Download PDFInfo
- Publication number
- ES2927218T3 ES2927218T3 ES19732683T ES19732683T ES2927218T3 ES 2927218 T3 ES2927218 T3 ES 2927218T3 ES 19732683 T ES19732683 T ES 19732683T ES 19732683 T ES19732683 T ES 19732683T ES 2927218 T3 ES2927218 T3 ES 2927218T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- coating composition
- weight
- component
- range
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
- C08G18/4063—Mixtures of compounds of group C08G18/62 with other macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
- C08G18/4236—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups
- C08G18/4238—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups derived from dicarboxylic acids and dialcohols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/62—Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
- C08G18/6216—Polymers of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids or of derivatives thereof
- C08G18/622—Polymers of esters of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids
- C08G18/6225—Polymers of esters of acrylic or methacrylic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
- C08G18/78—Nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
- C08G18/78—Nitrogen
- C08G18/7875—Nitrogen containing heterocyclic rings having at least one nitrogen atom in the ring
- C08G18/7893—Nitrogen containing heterocyclic rings having at least one nitrogen atom in the ring having three nitrogen atoms in the ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
- C08G18/78—Nitrogen
- C08G18/79—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/791—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups
- C08G18/792—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups formed by oligomerisation of aliphatic and/or cycloaliphatic isocyanates or isothiocyanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/042—Coating with two or more layers, where at least one layer of a composition contains a polymer binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/06—Polyurethanes from polyesters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
- C08J2375/02—Polyureas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
- C08J2375/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
- C08J2375/04—Polyurethanes
- C08J2375/06—Polyurethanes from polyesters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/20—Diluents or solvents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
- C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
La invención se refiere a una composición de revestimiento a base de disolvente de dos componentes que comprende: i) un componente base que comprende (A) uno o más poliéster dioles que tienen un índice de hidroxilo en el intervalo de 150 a 500 mg KOH/g poliéster diol; (B) opcionalmente una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo que tienen un índice de hidroxilo en el rango de 75 a 500 mg KOH/g de resina; y (C) uno o más rellenos inorgánicos modificados con organosilano y ii) un componente de curado que comprende (D) uno o más poliisocianatos, en cantidades tales que la composición de recubrimiento comprende: - 5 a 50% en peso de uno o más poliéster dioles (A) - 0 a 25% en peso de una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B); - 10 a 70% en peso de una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano (C); - 5 a 40 % en peso de uno o más poliisocianatos (D) en donde la composición de recubrimiento comprende uno o más solventes orgánicos en una cantidad en el rango de 5 a 35 % en peso, y tiene una viscosidad en el rango de 50 a 2000 mPa.s, medido por medio de un viscosímetro rotatorio a una velocidad de cizallamiento de 1000 s-1, una temperatura de 23 °C, 30 segundos después de combinar y mezclar el componente base y el componente de curado. La invención se refiere además a un método para recubrir un sustrato utilizando dicha composición de recubrimiento de dos componentes, a un sustrato recubierto que se puede obtener mediante dicho método, y al uso de dicha composición de recubrimiento para mejorar la resistencia a la erosión de un sustrato. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Composición de recubrimiento basada en disolvente de dos componentes, método de recubrimiento de un sustrato, sustrato recubierto y uso de dicha composición de recubrimiento para mejorar la resistencia a la erosión
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una composición de recubrimiento basada en disolvente de dos componentes, a un método de recubrimiento de un sustrato usando dicha composición de recubrimiento de dos componentes, a un sustrato recubierto obtenible por dicho método y al uso de dicha composición de recubrimiento para mejorar la resistencia a la erosión de un sustrato.
Antecedentes de la invención
En diversas áreas de aplicación existe la necesidad de recubrimientos protectores que cumplan elevadas exigencias mecánicas. Los ejemplos incluyen superficies de objetos que se exponen a sustancias erosivas a alta velocidad, tales como palas de rotor de aerogeneradores o helicópteros, tornillos para barcos y vehículos de transporte, tales como aviones, trenes, automóviles y barcos. La erosión es causada normalmente por sustancias líquidas o sólidas que inciden sobre las superficies de los objetos, tales como arena transmitida por el aire, lluvia o granizo. Las influencias erosivas son particularmente fuertes en las regiones de borde de dichos objetos.
Las superficies de los objetos se protegen normalmente del desgaste, en particular de la erosión, aplicando a dichas superficies un recubrimiento protector o un sistema de recubrimiento de múltiples capas. Para una eficaz resistencia a la erosión, es importante equilibrar la flexibilidad o elasticidad del recubrimiento y la dureza del recubrimiento. La excesiva dureza y/o elasticidad insuficiente pueden ser perjudiciales para la eficaz resistencia a la erosión.
Se conocen diversos materiales de recubrimiento para la protección contra la erosión de palas de rotor de aerogeneradores. Los recubrimientos protectores basados en poliuretano se describen, por ejemplo, en los documentos de patente WO 2010/122157, WO 2012/032113 y WO 2016/000845. El documento de patente WO2015/120941 desvela una composición de recubrimiento de dos componentes con un componente de base que comprende un policarbonato diol, un éster de ácido poliaspártico y al menos una carga modificada con organosilano, y un componente endurecedor que comprende un isocianurato de hexametilendiisocianato que contiene grupos poliéster alifático.
Las composiciones de recubrimiento conocidas para la protección contra la erosión de palas de rotor de aerogeneradores se formulan frecuentemente libres de disolventes orgánicos. Por consiguiente, dichas composiciones tienen una alta viscosidad y no se pueden aplicar satisfactoriamente a un sustrato por aplicación por pulverización. En su lugar, se debe usar un recubrimiento con brocha o rodillo. Existe un deseo de usar aplicación por pulverización, puesto que permite una aplicación más simple y más controlable de las composiciones de recubrimiento.
Las composiciones de recubrimiento resistentes a la erosión que son adecuadas para aplicación por pulverización comprenden, en general, una cantidad relativamente grande de disolventes orgánicos para controlar la viscosidad.
En el documento de patente WO2016/128166 se desvela una composición de recubrimiento de dos componentes basada en disolvente que comprende un componente de pintura de base con un policarbonato diol, una resina de acrilato que contiene hidroxilo, resina de poliéster y/o resina de poliéster/acrilato con un índice de hidroxilo de 75 a 500 mg de KOH/g, y al menos una carga modificada con organosilano, y un componente endurecedor de poliisocianato. La composición de recubrimiento del documento de patente WO2016/128166 tiene 100 a 350 g/l de disolvente orgánico y tiene una viscosidad adecuada para la aplicación por pulverización. Las composiciones de recubrimiento del documento de patente WO2016/128166 son, sin embargo, relativamente caras.
Existe una necesidad en la técnica de composiciones de recubrimiento menos caras que proporcionen recubrimientos con resistencia a la erosión mejorada que se puedan aplicar por aplicación por pulverización, no necesiten el uso de iniciadores de UV y/o alta temperatura para el curado y no comprendan grandes cantidades de disolventes orgánicos.
Sumario de la invención
Ahora se ha encontrado que una composición de recubrimiento basada en disolvente de dos componentes que comprende i) un componente de base que comprende uno o más poliésterdioles con un valor de hidroxilo en el intervalo de desde 150 hasta 500 mg de KOH/g y una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano, y ii) un componente de curado de poliisocianato, se puede formular de forma que tenga una viscosidad adecuada para la aplicación por pulverización (baja viscosidad a alta velocidad de cizallamiento) y proporcione recubrimientos con muy buena resistencia a la erosión.
Por consiguiente, en un primer aspecto, la invención proporciona una composición de recubrimiento basada en disolvente de dos componentes que comprende:
i) un componente de base que comprende
(A) uno o más poliésterdioles que tienen un valor de hidroxilo en el intervalo de desde 150 hasta 500 mg de KOH/g de poliésterdiol;
(B) opcionalmente una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo que tienen un valor de hidroxilo en el intervalo de desde 75 hasta 500 mg de KOH/g de resina; y
(C) una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano
y
ii) un componente de curado que comprende
(D) uno o más poliisocianatos,
en cantidades tales que la composición de recubrimiento comprenda:
- 5 al 50 % en peso del uno o más poliésterdioles (A)
- 0 al 25 % en peso de la una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B);
- 10 al 70 % en peso de la una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano (C);
- 5 al 40 % en peso del uno o más poliisocianatos (D)
en donde la composición de recubrimiento comprende uno o más disolventes orgánicos en una cantidad en el intervalo de desde el 5 hasta el 35 % en peso, y tiene una viscosidad en el intervalo de desde 50 hasta 2.000 mPa.s, como se mide por medio de un viscosímetro rotacional a una velocidad de cizallamiento de 1.000 s-1, una temperatura de 23 °C, 30 segundos después de combinar y mezclar el componente de base y el componente de curado.
Es una ventaja de la composición de recubrimiento según la invención que sea fácil de aplicar, incluso sobre grandes objetos, tales como palas de rotor para aerogeneradores o aviones. Las composiciones se pueden aplicar por aplicación por pulverización y se pueden curar sin usar iniciadores de UV ni alta temperatura.
En un segundo aspecto, la invención proporciona un método de recubrimiento de un sustrato que comprende aplicar una composición de recubrimiento de dos componentes según el primer aspecto de la invención al sustrato y dejar que la composición de recubrimiento aplicada se cure, preferentemente a una temperatura de como máximo 80 °C, más preferentemente a una temperatura en el intervalo de desde 15 °C hasta 60 °C.
En un tercer aspecto, la invención proporciona un sustrato recubierto obtenible por un método según el segundo aspecto de la invención.
La composición de recubrimiento según la invención, cuando se aplica a un sustrato, se puede curar sin usar alta temperatura, mientras que da recubrimientos con excelente resistencia a la erosión. Por lo tanto, la composición de recubrimiento según la invención es particularmente adecuada para la aplicación a sustratos que se someten a intensas fuerzas erosivas, tales como palas de rotor.
Por lo tanto, en un aspecto final, la invención proporciona el uso de una composición de recubrimiento según el primer aspecto de la invención para mejorar la resistencia a la erosión de un sustrato.
Descripción detallada de la invención
La composición de recubrimiento según la invención es una composición de recubrimiento de dos componentes. Comprende un componente de base i) y un componente de curado ii). Los componentes i) y ii) se preparan y se guardan por separado, y no se combinan hasta poco antes de la aplicación de la composición de recubrimiento. La vida útil (el tiempo durante el que una composición de recubrimiento se puede aplicar a una temperatura en el intervalo de desde 15 °C hasta 25 °C sin que la viscosidad aumente como resultado de reacciones de reticulación hasta el punto de que ya no sea posible la aplicación) depende de los constituyentes usados, en particular poliésterdiol(es) (A), resina(s) de acrilato con funcionalidad hidroxilo opcionales (B) y poliisocianato(s) (D). Normalmente, la vida útil de la composición de recubrimiento está en el intervalo de desde 0,1 minutos hasta 10 minutos, preferentemente de desde 0,5 minutos hasta 5 minutos.
El curado de la composición de recubrimiento de dos componentes ocurre mediante una reacción química de grupos funcionales reactivos de los constituyentes aglutinantes en la composición de recubrimiento, en particular a través de la reacción de los grupos hidroxilo del uno o más poliésterdioles y la opcional una o más resinas de acrilato con funcionalidad OH con los grupos isocianato del uno o más poliisocianatos. Mediante estas reacciones de reticulación se forma una película de recubrimiento, es decir, una capa de recubrimiento curada. El término "aglutinante" se usa en el presente documento en relación con los constituyentes en la composición de recubrimiento que son principalmente responsables de la formación de la película, en particular el (los) poliésterdiol(es), la(s) resina(s)
adicional(es) y el (los) poliisoc¡anato(s). El poliisocianato también se denomina agente de curado o agente de reticulación.
La composición de recubrimiento según la invención comprende en su componente de base uno o más poliésterdioles que tienen un valor de hidroxilo en el intervalo de desde 150 hasta 500 mg de KOH/g de poliésterdiol.
Un poliésterdiol es un polímero que tiene un esqueleto que comprende varios grupos éster, es decir, grupos -C(O)O-con el átomo de carbono directamente unido a un átomo de carbono, y dos grupos hidroxilo laterales o terminales.
El uno o más poliésterdioles se pueden preparar adecuadamente por esterificación de uno o más diácidos carboxílicos con uno o más dioles. Los ejemplos de dioles adecuados incluyen etilenglicol, propilenglicol, butilenglicol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, neopentilglicol y dimetilolciclohexano. Los ejemplos de diácidos carboxílicos adecuados incluyen ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido tetrahidroftálico, ácido hexahidroftálico, ácido tetracloroftálico, ácido ciclohexanodicarboxílico, ácido succínico, ácido adípico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido glutárico y/o ácidos grasos dimerizados.
El uno o más poliésterdioles son preferentemente poliésterdioles lineales. El uno o más poliésterdioles son preferentemente poliésterdioles terminados en hidroxilo, más preferentemente poliésterdioles terminados en hidroxilo con un grupo hidroxilo terminal en ambos extremos de un poliésterdiol lineal.
El uno o más poliésterdioles son preferentemente poliésterdioles alifáticos, es decir, sin grupos aromáticos, puesto que dichos grupos presentan resistencia a UV significativamente restringida. Los poliésterdioles alifáticos lineales son particularmente preferidos.
El uno o más poliésterdioles tienen un índice de OH en el intervalo de desde 150 hasta 500 mg de KOH/g, preferentemente de desde 200 hasta 400 mg de KOH/g, más preferentemente de desde 250 hasta 350 mg de KOH/g (medido según DIN 53240).
En caso de un poliésterdiol terminado en hidroxilo con un grupo hidroxilo terminal en ambos extremos de un poliésterdiol lineal, el índice de OH y el peso molecular medio numérico del poliésterdiol dependen el uno del otro. El índice de OH proporciona así información sobre el peso molecular medio numérico. Un alto peso molecular medio numérico va de la mano de un bajo índice de OH. El peso molecular medio numérico puede variar ampliamente, por ejemplo, en el intervalo de desde 220 g/mol hasta 2.250 g/mol (medido por medio de análisis de GPC con THF (+0,1 % de ácido acético) como eluyente (1 ml/min) en una combinación en columna de estirenodivinilbenceno, calibración usando patrones de poliestireno).
Los poliésterdioles adecuados están comercialmente disponibles, por ejemplo, en la línea de productos Synthoester™ (de Synthopol), Desmophen® (de Covestro) o Rokrapol® (de Kraemer).
La cantidad del uno o más poliésterdioles está en el intervalo de desde el 5 hasta el 50 % en peso, más preferentemente de desde el 7,5 hasta el 40 % en peso, incluso más preferentemente de desde el 10 hasta el 30 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento.
Preferentemente, la composición de recubrimiento comprende un poliésterdiol (A).
La composición de recubrimiento según la invención puede comprender una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B) en una cantidad de hasta el 25 % en peso basado en el peso total de la composición de recubrimiento. Preferentemente, la composición de recubrimiento comprende una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo en una cantidad en el intervalo de desde el 1 hasta el 20 % en peso, más preferentemente de desde el 2 hasta el 15 % en peso. La una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B) tienen un valor de hidroxilo en el intervalo de desde 75 hasta 500 mg de KOH/g de resina, preferentemente de desde 100 hasta 450 mg de KOH/g, más preferentemente de desde 175 hasta 400 mg de KOH/g, incluso más preferentemente de desde 250 hasta 350 mg de KOH/g.
Las resinas de acrilato, también denominadas resinas de poli(met)acrilato, son compuestos orgánicos poliméricos bien conocidos obtenidos haciendo reaccionar monómeros de acrilato y/o metacrilato.
Los ejemplos de monómeros de acrilato y metacrilato que se pueden usar adecuadamente para obtener la(s) resina(s) de acrilato (B) son (met)acrilatos de alquilo y (met)acrilatos de cicloalquilo, tales como acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de propilo, metacrilato de propilo, acrilato de isopropilo, metacrilato de isopropilo, acrilato de butilo, metacrilato de butilo, acrilato de isobutilo, metacrilato de isobutilo, acrilato de terc-butilo, metacrilato de terc-butilo, acrilato de amilo, metacrilato de amilo, acrilato de hexilo, metacrilato de hexilo, acrilato de etilhexilo, metacrilato de etilhexilo, acrilato de 3,3,5-trimetilhexilo, metacrilato de 3,3,5-trimetilhexilo, acrilato de estearilo, metacrilato de estearilo, acrilato de laurilo o metacrilato de laurilo, acrilato de ciclopentilo, metacrilato de ciclopentilo, acrilato de isobornilo, metacrilato de isobornilo, acrilato de ciclohexilo y metacrilato de ciclohexilo.
La una o más resinas de acrilato (B) contienen grupos hidroxilo. Dichos grupos hidroxilo se introducen normalmente por incorporación en la estructura de polímero de monómeros de acrilato y metacrilato con grupos hidroxilo. Los
monómeros que contienen grupos hidroxilo adecuados incluyen (met)acrilatos de hidroxialquilo, por ejemplo acrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 2-hidroxipropilo, metacrilato de 2-hidroxipropilo, acrilato de 3-hidroxipropilo, metacrilato de 3-hidroxipropilo, acrilato de 3-hidroxibutilo, metacrilato de 3-hidroxibutilo, especialmente acrilato de 4-hidroxibutilo y/o metacrilato de 4-hidroxibutilo.
Las resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo adecuadas con un valor de hidroxilo en el intervalo de desde 75 hasta 500 mg de KOH/g de resina están comercialmente disponibles, por ejemplo con los nombres comerciales WorléeCryl (de Worlée) y Synthalat (de Synthpol).
Los monómeros etilénicamente insaturados adicionales se pueden usar para preparar las resinas de acrilato, por ejemplo: hidrocarburos vinilaromáticos, tales como viniltolueno, alfa-metilestireno y estireno; amidas o nitrilos de ácido acrílico o ácido metacrílico; ésteres vinílicos o vinil éteres; y en particular ácido acrílico y ácido metacrílico.
Preferentemente, la composición de recubrimiento comprende como máximo una resina de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B).
Preferentemente, el componente de base no comprende ninguna resina, ni constituyente de aglutinante, distinta de los poliésterdiol(es) (A) y ninguna resina de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B). Preferentemente, la composición de recubrimiento no comprende ningún constituyente de aglutinante, distinto del poliésterdiol (A), ninguna resina de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B), y el (los) poliisocianato(s) (D).
La composición de recubrimiento según la invención comprende una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano (C). La carga inorgánica a modificar puede ser cualquier carga inorgánica que se sabe que es adecuada para las composiciones de recubrimiento. Dichas cargas incluyen diversas sustancias, normalmente en forma granulada o de polvo, usadas para lograr propiedades físicas particulares de las composiciones de recubrimiento. Las cargas inorgánicas adecuadas incluyen: carbonatos, tales como carbonato cálcico, dolomita o carbonato de bario; sulfatos, tales como sulfato de calcio y sulfato de bario; silicatos y opcionalmente filosilicatos, tales como talco, pirofilita, mica, caolín, feldespato, calcio precipitado, aluminio, calcio/aluminio, silicatos de sodio/aluminio, mullita, wollastonita, nefelina, tal como sienita nefelínica, y dióxido de silicio, tales como cuarzo y cristobalita. Con el fin de la presente invención, el grupo de silicatos incluye dióxido de silicio. Otras cargas inorgánicas adecuadas son sílices precipitadas o sílices pirogénicas, y óxidos metálicos, tales como hidróxido de aluminio e hidróxido de magnesio. Preferentemente, la carga inorgánica es un silicato.
La una o más cargas inorgánicas (C) se modifican con organosilano. La carga inorgánica a modificar sirve de sustrato al que se aplica un organosilano en condiciones normales para fisisorción y/o quimisorción. Mediante la adición de un organosilano, la superficie de la carga inorgánica se hidrofobiza. Por lo tanto, la compatibilidad de la carga con la matriz de polímero hidrófobo de la composición de recubrimiento aumenta mejorando la adsorción física y opcionalmente la reacción química con los otros constituyentes de la composición de recubrimiento. Como resultado, la carga puede mejorar más eficazmente la resistencia mecánica del recubrimiento depositado de la composición de recubrimiento.
Se conoce en la técnica la modificación de cargas inorgánicas con organosilano. Dicho proceso de modificación y organosilanos adecuados para dicha modificación se describen con detalle, por ejemplo, en el documento de patente WO 2017/207521 (página 9, línea 23 a página 12, línea 12), incorporado en el presente documento como referencia. Preferentemente, la carga inorgánica se modifica con un organosilano que contiene un grupo epóxido o amino, más preferentemente un organosilano que contiene un radical orgánico que contiene un grupo epóxido o un grupo amino unido al átomo de silicio por un átomo de carbono. Incorporando dichos grupos epóxido o amino en la carga inorgánica, la polaridad de la carga se ajusta y es más eficaz la adsorción física a otros componentes de la composición de recubrimiento. Además, tras el curado de la composición de recubrimiento, la carga inorgánica así modificada así puede reaccionar con los grupos funcionales del (de los) poliésterdiol(es), la(s) resina(s) acrílica(s) con funcionalidad OH opcionales y/o el (los) poliisocianato(s). Con ello, la carga se puede incorporar más eficazmente en la red de polímero que se forma.
Las cargas inorgánicas modificadas con organosilano están comercialmente disponibles, por ejemplo, con los nombres comerciales Tremin, Treminex, Tremica o Silbond (de HPF The Mineral Engineers).
El tamaño de partículas de la una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano no es en sí mismo un parámetro crítico y puede estar en el intervalo común para cargas, normalmente de desde algunos micrómetros hasta algunos cientos de micrómetros. Preferentemente, el tamaño de partículas promedio (D50) está en el intervalo de desde 0,1 gm hasta 100 gm, más preferentemente de desde 1 gm hasta 50 gm, como se mide por difracción láser según ISO 13320:2009.
La cantidad de la una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano (C) en la composición de recubrimiento está en intervalo de desde el 10 hasta el 70 % en peso, preferentemente de desde el 15 hasta el 60 % en peso, más preferentemente de desde el 20 hasta el 50 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento.
Preferentemente, la composición de recubrimiento comprende menos del 10 % en peso, más preferentemente menos del 3 % en peso, incluso más preferentemente menos del 1 % en peso de cargas inorgánicas distintas de cargas
inorgánicas modificadas con organosilano (C). Todavía más preferentemente, la composición de recubrimiento está libre de cargas inorgánicas distintas de la una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano (C). El término 'carga inorgánica' en el presente documento no incluye pigmentos de color inorgánicos, aditivos inorgánicos, o tamices moleculares inorgánicos.
La composición de recubrimiento de dos componentes comprende uno o más poliisocianatos (D) en el componente de curado ii).
Los poliisocianatos son compuestos orgánicos que tienen en promedio más de un grupo isocianato por molécula y son conocidos en la técnica. El uno o más poliisocianatos (D) pueden ser alifáticos o aromáticos.
El uno o más poliisocianatos pueden ser poliisocianatos modificados, tales como, por ejemplo, poliisocianatos modificados con poliéter y/o modificados con poliéster. Los grupos isocianato en estos componentes pueden estar libres o se pueden bloquear con agentes de bloqueo conocidos. Preferentemente, los grupos isocianato son grupos isocianato no bloqueados, es decir, libres.
Los diisocianatos, y dímeros o trímeros de diisocianatos, tales como uretdionas, triisocianuratos, o biurets, son poliisocianatos preferidos. Los diisocianatos adecuados incluyen hexametilendiisocianato, octametilendiisocianato, decametilendiisocianato, dodecametilendiisocianato, tetradecametilendiisocianato, trimetilhexanodiisocianato, tetrametilhexanodiisocianato, isoforondiisocianato (IPDI), 2-isocianatopropilciclohexilisocianato, diciclohexilmetano-2,4'-di-isocianato, diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato, 1,4- o 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, 1,4- o 1,3- o 1,2-diisocianatociclohexano, 2,4- o 2,6-di-isocianato-1-metilciclohexano, cualquier derivado alquilado C2-C18 de los mismos, o una mezcla de dos o más de los mismos.
Los diisocianatos preferidos son diisocianatos alifáticos, más preferentemente 1,6-hexametilendiisocianato (HDI), 1,3-ciclohexildiisocianato, 1,4-ciclohexildiisocianato (CHDI), 2,2,4- y/o 2,4,4-trimetil-1,6-hexametilendiisocianato, dodecametilendiisocianato, isoforondiisocianato (IPDI), y mezclas de los mismos.
Se prefieren uretdionas, triisocianuratos, o biurets de diisocianatos, preferentemente de diisocianatos alifáticos, más preferentemente de hexametilendiisocianato (HDI), isoforondiisocianato (IPDI), o mezclas de los mismos. Particularmente se prefiere un biuret o triisocianurato de hexametilendiisocianato.
El uno o más poliisocianatos tienen preferentemente un contenido de isocianato en el intervalo de desde el 10 % hasta el 25 %, más preferentemente de desde el 16 % hasta el 24 %, incluso más preferentemente de desde el 20 % hasta el 23,5 %. El contenido de isocianato se determina según DIN EN ISO 11909 haciendo reaccionar el uno o más poliisocianatos con dibutilamina en exceso y retrovaloración con ácido clorhídrico frente a azul de bromofenol.
La cantidad del uno o más poliisocianatos (D) está en el intervalo de desde el 5 hasta el 40 % en peso, preferentemente de desde el 10 hasta el 30 % en peso, más preferentemente de desde el 12 hasta el 25 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento.
Preferentemente, la composición de recubrimiento comprende un poliisocianato (D).
Preferentemente, la cantidad total de componentes (A), (B), (C) y (D) en la composición de recubrimiento es al menos del 40 % en peso, más preferentemente al menos del 50 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento.
Preferentemente, la composición comprende un poliésterdiol (A), como máximo una resina acrílica con funcionalidad OH (B), una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano (C), un poliisocianato (D), y está libre de cualquier carga inorgánica distinta de la una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano (C).
La relación entre la cantidad molar total de grupos hidroxilo en poliésterdiol(es) (A) y resina(s) acrílica(s) con funcionalidad OH (B) y la cantidad molar de grupos isocianato en poliisocianato(s) (D) está preferentemente en el intervalo de desde 1,0:0,9 hasta 1,0:1,5.
La composición de recubrimiento está basada en el disolvente y comprende uno o más disolventes orgánicos en una cantidad en el intervalo de desde el 5 hasta el 35 % en peso, preferentemente de desde el 7,5 hasta el 25 % en peso, más preferentemente de desde el 10 hasta el 20 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento.
Referencia en el presente documento a "disolvente orgánico" es a un disolvente orgánico como se especifica en la Directiva 1999/13/CE del Consejo de 11 de marzo de 1999 (publicada en el Diario Oficial de la Unión Europea el 29 de marzo de 1999). En la directiva, un disolvente orgánico se especifica como un "compuesto orgánico volátil" que se usa solo o en combinación con otros agentes, y sin experimentar un cambio químico, para disolver materiales de partida, productos o materiales residuales, o se usa como un agente de limpieza para disolver contaminantes, o como un disolvente, o como un medio de dispersión, o como un agente de ajuste de la viscosidad, o como un agente de ajuste de la tensión superficial, o un plastificante, o como un conservante. La directiva mencionada anteriormente
define un "compuesto orgánico volátil" como un compuesto orgánico que tiene, a 20 °C (293,15 K), una presión de vapor de 0,01 kPa o más, o que tiene una volatilidad correspondiente en las condiciones de uso particulares.
Los ejemplos de disolventes orgánicos adecuados incluyen: hidrocarburos alifáticos y/o aromáticos, tales como tolueno, xileno, disolvente nafta, Solvesso 100 o Hydrosol® (de ARAL); cetonas, tales como acetona, metil etil cetona o metil amil cetona; ésteres, tales como acetato de etilo, acetato de butilo, acetato de butilglicol, acetato de 3-metoxin-butilo, acetato de pentilo, acetato de metoxipropilo o etoxipropionato de etilo; éteres, tales como metil éter de dipropilenglicol; alcoholes; e hidroclorocarbonos.
La cantidad de disolvente orgánico se elige de forma que la composición de recubrimiento de la invención tenga un contenido de compuestos orgánicos volátiles (COV) de como máximo 350 g/l, preferentemente de desde 100 hasta 325 g/l, más preferentemente de desde 150 hasta 300 g/l.
Los disolventes orgánicos particularmente preferidos son disolventes apróticos, tales como ésteres, cetonas o hidrocarburos. Los ejemplos de ésteres particularmente adecuados son ésteres de ácido acético, tales como ésteres alquílicos C1-4 de ácido acético y ésteres alcoxi C1-4-alquílicos de ácido acético, acetato de butilo, acetato de 1- y 2-metoxipropilo, acetato de butilglicol y acetato de 3-metoxi-n-butilo. Los ejemplos de cetonas particularmente adecuadas son metil isobutil cetona, o dicetonas, tales como acetilacetona. Los ejemplos de disolventes de hidrocarburo particularmente adecuados son Shellsol A, o alquilbencenos, tales como xileno y tolueno.
La composición de recubrimiento contiene preferentemente ninguna cantidad o solo cantidades menores de agua. Preferentemente, la composición de recubrimiento contiene menos del 1,0 % en peso, más preferentemente menos del 0,2 % en peso, incluso más preferentemente menos del 0,01 % en peso de agua, basado en el peso total de la composición de recubrimiento. Preferentemente, el agua no se añade explícitamente, por ejemplo, para ajustar la viscosidad de la composición de recubrimiento, sino que simplemente está presente, si es que lo está, en pequeñas cantidades como parte de aditivos de recubrimiento típicos.
En una realización preferida, la composición de recubrimiento comprende:
- 10 al 30 % en peso del uno o más poliésterdioles (A);
- 0 al 25 % en peso de la una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B);
- 20 al 50 % en peso de la una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano (C);
- 10 al 30 % en peso del uno o más poliisocianatos (D); y
- 7,5 al 25 % en peso del uno o más disolventes orgánicos.
La composición de recubrimiento puede comprender, normalmente en su componente de base i), componentes adicionales, en general, conocidos como constituyentes para las composiciones de recubrimiento, tales como pigmentos de color, catalizadores o aditivos.
La composición de recubrimiento puede comprender un tamiz molecular o una pluralidad de tamices moleculares. Referencia en el presente documento a tamices moleculares es a zeolitas naturales o sintéticas con un área superficial interna relativamente grande (aproximadamente 600 a 700 m2/g) y diámetro de poro uniforme. Los tamices moleculares adecuados tienen un tamaño de poro en el intervalo de desde 2 hasta 10 angstroms, preferentemente de desde 3 hasta 4 angstroms. Por ejemplo, se pueden usar silicatos de aluminio de alta porosidad con un tamaño de poro de 3 angstroms.
Preferentemente, la composición de recubrimiento comprende un tamiz molecular en una cantidad de hasta el 20 % en peso, preferentemente en el intervalo de desde el 1 hasta el 15 % en peso, más preferentemente en el intervalo de desde el 2 hasta el 10 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento.
La composición de recubrimiento puede comprender colorantes, pigmentos de color o catalizadores adicionales. Los pigmentos de color, que incluyen pigmentos blancos, pueden estar presentes en cantidades habituales; normalmente en el intervalo de desde el 8 % en peso hasta el 30 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento.
La composición de recubrimiento puede comprender uno o más catalizadores para la catálisis de la reacción de grupos hidroxilo con grupos isocianato. La composición de recubrimiento contiene preferentemente del 0,01 al 2 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento, de dicho catalizador. Los catalizadores adecuados son los conocidos en la técnica e incluyen catalizadores metálicos, tales como catalizadores de estaño, molibdeno, circonio o cinc, y catalizadores de amina, tales como 2-(2-dimetilaminoetoxi)etanol. Particularmente, los catalizadores adecuados son compuestos de estaño, tales como dicarboxilatos de dialquilestaño, en particular dilaurato de dimetilestaño o dilaurato de dibutilestaño.
La composición de recubrimiento puede comprender aditivos típicos, tales como antioxidantes, agente desaireantes, humectantes, dispersantes, promotores de la adhesión, modificadores de la reología, tales como espesantes, ceras y
compuestos de tipo cera, biocidas, agentes mateantes, secuestrantes de radicales, fotoestabilizadores o retardantes de la llama. Los aditivos pueden estar presentes en cantidades habituales, normalmente en el intervalo de desde el 0,1 hasta el 10 % en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento.
La densidad de la composición de recubrimiento está preferentemente en el intervalo desde 1.100 hasta 1.700 g/l, más preferentemente de desde 1.200 hasta 1.650 g/l, incluso más preferentemente de desde 1.300 hasta 1.600 g/l.
El contenido de sólidos de la composición de recubrimiento según la invención está preferentemente en el intervalo de desde el 70 % hasta el 95 % en peso, más preferentemente de desde el 75 % hasta el 92,5 %, incluso más preferentemente de desde el 80 hasta el 90 % en peso.
Por contenido de sólidos (fracción no volátil) se indica la fracción en peso que queda como residuo tras la evaporación en condiciones especificadas. En la presente solicitud, el contenido de sólidos se determina según DIN EN ISO 3251. Esto se hace evaporando la composición a 130 °C durante 60 minutos.
La composición de recubrimiento de la invención tiene una viscosidad en el intervalo de desde 50 hasta 2.000 mPa.s como se mide por medio de un viscosímetro rotacional a una velocidad de cizallamiento de 1.000 s-1, una temperatura de 23 °C, 30 segundos después de combinar y mezclar el componente de base y el componente de curado. Preferentemente, la composición de recubrimiento tiene, a una velocidad de cizallamiento 1.000 s-1, una viscosidad en el intervalo de desde 50 hasta 2.000 mPa.s, más preferentemente en el intervalo de desde 200 hasta 1.000 mPa.s (medida como se indica anteriormente en este documento). La medición por medio de un viscosímetro rotacional se lleva a cabo según DIN 53019.
Por lo tanto, la composición de recubrimiento tiene una viscosidad relativamente baja a alta velocidad de cizallamiento y se puede aplicar adecuadamente a un sustrato mediante aplicación por pulverización. En la aplicación por pulverización, una composición de recubrimiento se somete a alta velocidad de cizallamiento cuando abandona la boquilla de pulverización.
Preferentemente, la composición de recubrimiento tiene una viscosidad en el intervalo de desde 1.000 hasta 10.000 mPa.s a una velocidad de cizallamiento de 1 s-1, y la composición de recubrimiento tiene una viscosidad a una velocidad de cizallamiento de 1.000 s-1 que es 2 a 20 veces inferior a su viscosidad a una velocidad de cizallamiento de 1 s-1, en donde la viscosidad se mide por medio de un viscosímetro rotacional, a una temperatura de 23 °C, 30 segundos después de combinar y mezclar el componente de base y el componente de curado (determinado según DIN 53019). Más preferentemente, la viscosidad a una velocidad de cizallamiento de 1 s-1 está en el intervalo de desde 1.500 hasta 7.500 mPa.s y un factor 5 a 15 más bajo a una velocidad de cizallamiento de 1.000 s-1. Incluso más preferentemente, la viscosidad a una velocidad de cizallamiento de 1 s-1 está en el intervalo de desde 2.500 hasta 5.000 mPa.s y un factor 6 a 10 más bajo a una velocidad de cizallamiento de 1.000 s-1.
La composición de recubrimiento tiene una baja viscosidad durante la aplicación por pulverización, cuando hay condiciones de alto cizallamiento, de manera que pueda ser atomizada razonablemente. Inmediatamente después de la aplicación, cuando apenas se ejercen fuerzas de cizallamiento o son bajas, la viscosidad es suficientemente alta para proporcionar la resistencia al combado y evitar que el recubrimiento gotee el sustrato.
La invención se refiere además a un método de recubrimiento de un sustrato que comprende aplicar la composición de recubrimiento de dos componentes según el primer aspecto de la invención al sustrato y dejar que se cure la composición de recubrimiento aplicada.
La composición de recubrimiento se puede aplicar por cualquier técnica conocida en la técnica, tal como pulverización, recubrimiento con rodillo, aplicación con brocha, vertido, o por aplicación por cartucho. Preferentemente, la composición de recubrimiento se aplica por aplicación por pulverización. La aplicación por pulverización se conoce bien en la técnica e incluye técnicas tales como pulverización con aire comprimido, pulverización con aire, aplicación por pulverización con campana giratoria, aplicación por pulverización electrostática, opcionalmente combinadas con aplicación por pulverización en caliente, y pulverización por inducción con aire. Como ya se describió, la composición de recubrimiento de la invención es particularmente adecuada para aplicación por pulverización debido a sus propiedades reológicas específicas, en particular, su baja viscosidad con alta tensión de cizallamiento.
T ras la aplicación, se deja que el recubrimiento aplicado se cure, preferentemente a una temperatura de como máximo 80 °C, más preferentemente como máximo 60 °C, incluso más preferentemente a una temperatura en el intervalo de desde 15 hasta 60 °C, todavía más preferentemente de desde 15 hasta 50 °C.
El tiempo necesario para completar el curado varía con la temperatura de curado. Los tiempos de curado típicos están en el intervalo de desde 30 minutos hasta 10 días. El curado puede requerir, por ejemplo, 30 minutos con una temperatura de curado en el intervalo de desde 40 °C hasta 60 °C, o 7 días a una temperatura de curado en el intervalo de desde 15 hasta 25 °C.
El recubrimiento curado tiene adecuadamente un espesor de película seca en el intervalo de desde 100 hasta 500 gm, preferentemente de desde 150 hasta 400 gm.
El sustrato puede ser cualquier sustrato adecuado. El sustrato es preferentemente un sustrato metálico, tal como acero o aluminio, o un sustrato de plástico, más preferentemente un sustrato de plástico reforzado con fibra. Son particularmente preferidos los sustratos de plástico basados en resina epoxi, en particular los sustratos de plástico basados en resina epoxi reforzada con fibra. Las fibras adecuadas para el refuerzo son fibra de vidrio, fibra de aramida y/o fibra de carbono, o fibras naturales, tales como cáñamo o sisal. Los sustratos preferidos son sustratos de plástico basados en resina epoxi reforzada con fibra de vidrio. El sustrato puede tener cualquier tamaño o forma deseado.
La composición de recubrimiento según la invención se aplica ventajosamente a sustratos muy grandes, tales como palas de rotor, puesto que se puede aplicar adecuadamente por aplicación por pulverización, seguido de curado a temperatura ambiente (por ejemplo, 15 a 25 °C), es decir, sin la necesidad de suministro de calor. Debido a la resistencia a la erosión muy buena de los recubrimientos resultantes, la composición de recubrimiento se aplica preferentemente a un sustrato que se expondrá a la lluvia o a la erosión con arena, tal como palas de rotor de aerogeneradores o helicópteros, tornillos para barcos, vehículos aéreos, tales como aviones. Los sustratos particularmente adecuados son palas de rotor de aerogeneradores, y superficies de aviones.
Debido a su alta resistencia a la erosión, la composición de recubrimiento según la invención se aplica preferentemente como una capa superior. El sustrato al que se aplica puede ya comprender una o más capas de recubrimiento (por ejemplo, recubrimiento de imprimación o recubrimiento de superficie) antes de aplicar la composición de recubrimiento según el primer aspecto de la invención como una capa de acabado.
La invención se refiere además a un sustrato recubierto obtenible por un método según el segundo aspecto de la invención, es decir, al que se ha aplicado una composición de recubrimiento según el primer aspecto de la invención, seguido de curado. Preferentemente, el sustrato recubierto comprende múltiples capas de recubrimiento y la composición de recubrimiento según el primer aspecto de la invención proporciona una capa de acabado.
La invención se ilustrará adicionalmente por medio de los siguientes ejemplos no limitantes.
Ejemplos
1. Métodos de prueba
1.1 Observaciones generales
Para la determinación en laboratorio de la resistencia a la erosión, se puede usar una variedad de equipos que mueven el sustrato recubierto a probar a través de un medio de erosión o en donde el sustrato se fija y el medio de erosión circula alrededor de él. Se puede probar un espécimen de prueba estacionario, por ejemplo, usando un chorro de agua a alta presión como se usa normalmente para el corte con chorro de agua. El efecto de la erosión está controlado por la presión del agua, la distancia al espécimen de prueba y el tipo y tamaño de las boquillas. El efecto puede ser intensificado usando arena, corindón o carburo de silicio. Alternativamente, se puede usar arenado o chorro de vapor, en donde la presión, el tamaño de boquilla y la distancia al espécimen de prueba se pueden usar asimismo para controlar el efecto de la erosión y adaptarlo a condiciones realistas.
En las pruebas de erosión a la lluvia para espécimen de prueba en movimiento, el sustrato recubierto se fija a un rotor o un disco y se mueve radialmente a través de una cortina de gotitas de agua o de mezclas de gotitas de agua y sal o arena. El escenario de prueba más común usado en la industria de la energía eólica opera con velocidades de 140 m/s y un volumen de lluvia de 30 l/h. En la industria de la aviación, se usan velocidades de hasta 220 m/s, con un volumen de lluvia comparable. La prueba para la resistencia a la erosión por la lluvia se puede llevar a cabo según ASTM G 73.
1.2 Condiciones de prueba
La resistencia a la erosión por lluvia se probó según ASTM G 73. Los especímenes de prueba se centrifugaron con una velocidad de 140 m/s a través de una cortina de gotitas de agua. El volumen de lluvia se mantuvo constante a 30 l/h. El tamaño de gotita de la "lluvia" aplicada fue en promedio 5-6 mm. La prueba se llevó a cabo a una temperatura de 20 a 25 °C. Los especímenes de prueba se evaluaron visualmente en intervalos de tiempo de 15 minutos. La resistencia a la erosión corresponde al tiempo hasta que el sustrato fue visible a través del recubrimiento.
2. Preparación de composiciones de recubrimiento y sustratos recubiertos
Se prepararon componentes de base y componentes de curado para diversas composiciones de recubrimiento (I = según la invención; C = comparativo) combinando los constituyentes respectivos y mezclándolos homogéneamente en un aparato de disolución (véase la Tabla 1 para la composición de las composiciones de recubrimiento). Para cada composición de recubrimiento, se mezclaron homogéneamente el componente de base y el componente de curado en las proporciones indicadas en la Tabla 1.
La viscosidad de las composiciones de recubrimiento preparadas se determinó 30 segundos después de combinar y mezclar el componente de base i) y el componente de curado ii), por medio de un viscosímetro rotatorio (HAAKE
RheoStress 600) a una tasa de cizallamiento de 1 s-1 y con una velocidad de cizallamiento de 1.000 s-1, a una temperatura de 23 °C (DIN 53019).
Inmediatamente después de la preparación, las composiciones de recubrimiento se aplicaron por aplicación por pulverización por mezcla de aire a un espécimen de prueba basado en resina epoxi basada en fibra de vidrio ya recubierta con una carga de poro basada en poliurea comercialmente disponible. El curado tuvo lugar por almacenamiento de 20 a 25 °C durante 7 días. El espesor de la película seca del recubrimiento curado fue 300 micrómetros.
Se investigó la resistencia a la erosión por lluvia del recubrimiento múltiple (recubrimiento de relleno de poros y capa de acabado) así formado. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Tabla 1 Composición y características de las composiciones de recubrimiento
Tabla 2 Resistencia a la erosión por lluvia de sustratos recubiertos
Claims (15)
1. Una composición de recubrimiento basada en disolvente de dos componentes que comprende:
i) un componente de base que comprende
(A) uno o más poliésterdioles que tienen un valor de hidroxilo en el intervalo de desde 150 hasta 500 mg de KOH/g de poliésterdiol;
(B) opcionalmente una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo que tienen un valor de hidroxilo en el intervalo de desde 75 hasta 500 mg de KOH/g de resina; y
(C) una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano
y
ii) un componente de curado que comprende
(D) uno o más poliisocianatos,
en cantidades tales que la composición de recubrimiento comprenda:
- 5 al 50 % en peso del uno o más poliésterdioles (A)
- 0 al 25 % en peso de la una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B);
- 10 al 70 % en peso de la una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano (C);
- 5 al 40 % en peso del uno o más poliisocianatos (D)
en donde la composición de recubrimiento comprende uno o más disolventes orgánicos en una cantidad en el intervalo de desde el 5 hasta el 35 % en peso, y tiene una viscosidad en el intervalo de desde 50 hasta 2.000 mPa.s, como se mide por medio de un viscosímetro rotacional a una velocidad de cizallamiento de 1.000 s-1, una temperatura de 23 °C, 30 segundos después de combinar y mezclar el componente de base y el componente de curado.
2. Una composición de recubrimiento de dos componentes según la reivindicación 1, en donde el uno o más poliésterdioles (A) tienen un valor de hidroxilo en el intervalo de desde 200 hasta 400 mg de KOH/g de poliésterdiol, preferentemente de desde 250 hasta 350 mg de KOH/g de poliésterdiol.
3. Una composición de recubrimiento de dos componentes según la reivindicación 1 o 2, en donde el uno o más poliésterdioles (A) son poliésterdioles alifáticos lineales.
4. Una composición de recubrimiento de dos componentes según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición de recubrimiento comprende en el intervalo de desde el 2 hasta el 15 % en peso de la una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B).
5. Una composición de recubrimiento de dos componentes según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B) tienen un valor de hidroxilo en el intervalo de desde 175 hasta 400 mg de KOH/g de resina, preferentemente de desde 250 hasta 350 mg de KOH/g de KOH/g de resina.
6. Una composición de recubrimiento de dos componentes según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano (C) son silicatos modificados con organosilano.
7. Una composición de recubrimiento de dos componentes según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el uno o más poliisocianatos se seleccionan del grupo que consiste en uretdionas, triisocianuratos y biurets de diisocianatos alifáticos, y mezclas de los mismos, preferentemente del grupo que consiste en uretdionas, triisocianuratos y biurets de hexametilendiisocianato e isoforondiisocianato, y mezclas de los mismos.
8. Una composición de recubrimiento de dos componentes según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende el uno o más disolventes orgánicos en una cantidad en el intervalo de desde el 7,5 hasta el 25 % en peso, preferentemente de desde el 10 hasta el 20 % en peso.
9. Una composición de recubrimiento de dos componentes según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende:
- 10 al 30 % en peso del uno o más poliésterdioles (A);
- 0 al 25 % en peso de la una o más resinas de acrilato con funcionalidad hidroxilo (B);
- 20 al 50 % en peso de la una o más cargas inorgánicas modificadas con organosilano (C);
- 10 al 30 % en peso del uno o más poliisocianatos (D); y
- 7,5 al 25 % en peso del uno o más disolventes orgánicos.
10. Una composición de recubrimiento de dos componentes según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición de recubrimiento tiene una viscosidad en el intervalo de desde 1.000 hasta 10.000 mPa.s a una velocidad de cizallamiento de 1 s-1, y la composición de recubrimiento tiene una viscosidad a una velocidad de cizallamiento de 1.000 s-1 que es 2 a 20 veces inferior a su viscosidad a una velocidad de cizallamiento de 1 s-1, en donde la viscosidad se mide por medio de un viscosímetro rotacional, a una temperatura de 23 °C, 30 segundos después de combinar y mezclar el componente de base y el componente de curado.
11. Un método de recubrimiento de un sustrato que comprende:
- aplicar una composición de recubrimiento de dos componentes según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes al sustrato; y
- dejar que se cure la composición de recubrimiento aplicada, preferentemente a una temperatura de como máximo 80 °C, más preferentemente a una temperatura en el intervalo de desde 15 °C hasta 60 °C.
12. Un método según la reivindicación 11, en donde la composición de recubrimiento de dos componentes se aplica al sustrato por aplicación por pulverización.
13. Un método según la reivindicación 11 o 12, en donde el sustrato es un sustrato que comprende una o más capas de recubrimiento y la composición de recubrimiento de dos componentes según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 se aplica como una capa de acabado.
14. Un sustrato recubierto obtenible por un método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13.
15. Uso de una composición de recubrimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 para mejorar la resistencia a la erosión de un sustrato.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18181251 | 2018-07-02 | ||
| PCT/EP2019/067114 WO2020007696A1 (en) | 2018-07-02 | 2019-06-27 | Two-component solvent-based coating composition, method for coating a substrate, coated substrate, and use of such coating composition for improving erosion resistance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2927218T3 true ES2927218T3 (es) | 2022-11-03 |
Family
ID=62842015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES19732683T Active ES2927218T3 (es) | 2018-07-02 | 2019-06-27 | Composición de recubrimiento basada en disolvente de dos componentes, método de recubrimiento de un sustrato, sustrato recubierto y uso de dicha composición de recubrimiento para mejorar la resistencia a la erosión |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210261816A1 (es) |
| EP (1) | EP3818117B1 (es) |
| CN (2) | CN112424301A (es) |
| BR (1) | BR112020025106A2 (es) |
| DK (1) | DK3818117T3 (es) |
| ES (1) | ES2927218T3 (es) |
| PT (1) | PT3818117T (es) |
| WO (1) | WO2020007696A1 (es) |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6806314B2 (en) * | 2003-02-03 | 2004-10-19 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Coating of Hydroxy-functional polymer(s), crosslinker, and 1,3- and 1,4-cyclohexane dimethanols |
| JP5156212B2 (ja) * | 2006-09-27 | 2013-03-06 | 日産自動車株式会社 | ２液型クリヤ塗料組成物及び複層塗膜形成方法 |
| US8334347B2 (en) * | 2009-02-10 | 2012-12-18 | The Sherwin-Williams Company | Compositions for multilayer coating and resins therefore |
| WO2010122157A1 (en) | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Hempel A/S | Improved coating composition for wind turbine blades |
| DE102010044935A1 (de) | 2010-09-10 | 2012-03-15 | Basf Coatings Gmbh | Erosionsschutz-Beschichtungszusammensetzungen |
| JP5692481B1 (ja) * | 2013-09-09 | 2015-04-01 | 関西ペイント株式会社 | 塗料組成物及び塗装物品 |
| PT3105273T (pt) * | 2014-02-13 | 2019-11-06 | Akzo Nobel Coatings Int Bv | Composições de revestimento de dois componentes e revestimentos fabricados a partir das mesmas com uma resistência elevada à erosão |
| BR112016030677B1 (pt) | 2014-07-02 | 2022-02-08 | Akzo Nobel Coatings International B.V | Composição de revestimento com dois componentes, e método para produzir um revestimento sobre um substrato |
| AU2015316771B2 (en) * | 2014-09-19 | 2018-07-05 | Jotun A/S | Composition |
| MA40790B1 (fr) * | 2015-02-10 | 2018-11-30 | Basf Coatings Gmbh | Compositions de revêtement bicomposant et revêtement destinés à l'amélioration de la résistance à l'érosion réalisés à partir de ces compositions |
| WO2017207521A1 (en) | 2016-05-31 | 2017-12-07 | Akzo Nobel Coatings International B.V. | Two-component putty, method for coating a substrate with such putty, substrates coated with such putty and use for such putty for improving erosion resistance |
-
2019
- 2019-06-27 WO PCT/EP2019/067114 patent/WO2020007696A1/en active Search and Examination
- 2019-06-27 PT PT197326838T patent/PT3818117T/pt unknown
- 2019-06-27 CN CN201980043194.4A patent/CN112424301A/zh active Pending
- 2019-06-27 EP EP19732683.8A patent/EP3818117B1/en active Active
- 2019-06-27 BR BR112020025106-2A patent/BR112020025106A2/pt unknown
- 2019-06-27 DK DK19732683.8T patent/DK3818117T3/da active
- 2019-06-27 CN CN202310204648.XA patent/CN116218346A/zh active Pending
- 2019-06-27 US US17/252,917 patent/US20210261816A1/en not_active Abandoned
- 2019-06-27 ES ES19732683T patent/ES2927218T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT3818117T (pt) | 2022-09-06 |
| CN112424301A (zh) | 2021-02-26 |
| DK3818117T3 (da) | 2022-10-24 |
| CN116218346A (zh) | 2023-06-06 |
| EP3818117B1 (en) | 2022-07-27 |
| WO2020007696A1 (en) | 2020-01-09 |
| US20210261816A1 (en) | 2021-08-26 |
| BR112020025106A2 (pt) | 2021-03-23 |
| EP3818117A1 (en) | 2021-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2753299T3 (es) | Composiciones de revestimiento de dos componentes y revestimientos producidos a partir de las mismas que tienen una estabilidad alta a la erosión | |
| ES2737398T3 (es) | Composiciones de revestimiento de dos componentes y revestimientos producidos a partir de las mismas para la mejora de la estabilidad a la erosión | |
| ES2214336T3 (es) | Composicion de recubrimiento transparente con dureza inicial y resistencia al agua mejoradas. | |
| ES2836903T3 (es) | Composiciones de recubrimiento de dos componentes y recubrimientos producidos a partir de las mismas para mejorar la resistencia a la erosión | |
| DK3134452T3 (en) | DOUBLE TWO COMPONENT COATING COMPOSITION AND PREPARED COATINGS WITH HIGH RESISTANCE | |
| ES2394149T3 (es) | Nuevo sistema de revestimiento de bajo contenido en VOC y ultraalto de sólidos de curado rápido para entornos corrosivos agresivos | |
| ES2795700T3 (es) | Masilla bicomponente, método para recubrir un sustrato con dicha masilla, sustratos recubiertos con dicha masilla y uso de dicha masilla para mejorar la resistencia a la erosión | |
| ES2792083T3 (es) | Procedimiento para reparar una película de revestimiento, uso de una imprimación adherente en este procedimiento y sustrato con una película de revestimiento reparada | |
| CN107075299A (zh) | 一种组合物 | |
| ES2927218T3 (es) | Composición de recubrimiento basada en disolvente de dos componentes, método de recubrimiento de un sustrato, sustrato recubierto y uso de dicha composición de recubrimiento para mejorar la resistencia a la erosión | |
| ES2534074T3 (es) | Composiciones de revestimiento anti-erosión | |
| CN112703218B (zh) | 双组分涂料组合物、涂覆基材的方法、涂覆的基材和该涂料组合物在改善耐侵蚀性中的用途 |