ES2935808T3 - Proceso para aplicar mediante pulverización una composición de recubrimiento de relleno de dos componentes no acuosa sobre un sustrato - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un proceso para pulverizar en caliente una composición de revestimiento de relleno de dos componentes no acuosa que comprende un componente aglutinante (A) y un componente de curado (B) sobre un sustrato en el que el componente aglutinante (A) comprende una resina epoxi y un componente de curado. (B) comprende un agente de curado para curar la resina epoxi y en el que la composición de revestimiento de relleno comprende en el rango de 15 a 35% en peso de microesferas de vidrio huecas que tienen una densidad promedio en el rango de 0,23 a 0,70 g/cm3 y una media tamaño de partícula de 52 μm como máximo, en el intervalo de 0 a 15% en peso de material sólido inorgánico distinto de microesferas de vidrio huecas, y en el intervalo de 0 a 20% en peso de disolvente orgánico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Proceso para aplicar mediante pulverización una composición de recubrimiento de relleno de dos componentes no acuosa sobre un sustrato

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un proceso para aplicar mediante pulverización una composición de recubrimiento de relleno de dos componentes no acuosa sobre un sustrato.

Antecedentes de la invención

En la fabricación y la reparación de ensamblajes estructurales, en particular cascos de yates o superestructuras de yates, es común usar composiciones de recubrimiento para el relleno y la conformación de superficies para obtener superficies lisas que parecen “limpias” al ojo y al tacto. Tales composiciones de recubrimiento se denominan a menudo “relleno” o “compuesto de carenado”. Igualmente, tales composiciones de recubrimiento de relleno se usan en la reparación y la fabricación de automóviles, construcciones arquitectónicas, palas de rotor para turbinas eólicas y estructuras moldeadas.

Para yates, a menudo se desean superficies externas brillantes. Para conseguir esto, es necesario que la superficie sobre la que se aplica un revestimiento de acabado brillante sea uniforme y lisa. Los cascos de buques se ensamblan normalmente a partir de varias láminas de metal, tales como láminas de acero o de aluminio, o láminas poliméricas reforzadas con fibras. La superficie del ensamblaje resultante presenta normalmente costuras de soldadura u otras irregularidades. Por tanto, todo el casco y la superestructura de un yate se procesa normalmente de manera manual con un relleno o un compuesto de carenado para obtener una superficie lisa libre de defectos, antes de aplicar capas de recubrimiento adicionales tales como uno o más de una imprimación, revestimiento de unión, revestimiento de base, revestimiento superior o revestimiento de acabado. Puede ser necesaria la aplicación de relleno con un grosor de hasta varios centímetros para obtener la superficie uniforme y lisa deseada. La composición de recubrimiento de relleno se aplica habitualmente a mano usando una paleta. Una vez aplicada, la composición de recubrimiento de relleno se nivela, en un proceso denominado nivelación o carenado, usando normalmente un dispositivo con un borde recto (un nivel) para dar una superficie lisa. En ocasiones se necesitan múltiples aplicaciones de composición de recubrimiento de relleno, con curado y lijado entre revestimientos, para conseguir la superficie lisa deseada. La superficie de recubrimiento de relleno se lija opcionalmente una vez que se ha endurecido la composición de recubrimiento de relleno y se aplican capas de recubrimiento adicionales tales como uno o más de una imprimación, revestimiento de unión, revestimiento de base, revestimiento superior o revestimiento de acabado al relleno endurecido lijado.

Las composiciones de relleno para “carenar” una superficie son normalmente composiciones de recubrimiento de dos componentes que comprenden un componente aglutinante y un componente de curado, que se mezclan poco antes de la aplicación. El componente aglutinante comprende una resina formadora de película (polímero aglutinante); normalmente una resina epoxi. El componente de curado comprende un agente de curado reactivo con grupos funcionales de la resina formadora de película. Una vez que están mezclados los dos componentes, se produce una reacción de reticulación entre un grupo funcional de la resina formadora de película y los agentes de curado y la viscosidad aumenta a lo largo del tiempo, hasta un punto en el que la composición de recubrimiento se vuelve demasiado viscosa como para aplicarse. Es necesario que el tiempo útil de la composición de recubrimiento - el tiempo durante el que puede aplicarse una composición 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 un grado en el que la aplicación ya no sea posible - sea suficientemente largo para permitir un mezclado homogéneo de sus dos componentes y para permitir una aplicación y una nivelación uniformes.

Es necesario que la viscosidad de una composición de relleno para carenado sea suficientemente alta para permitir una aplicación correcta, soportar el grosor deseado y permitir una nivelación correcta; todo necesario para conseguir una superficie lisa.

La aplicación a mano tiene varios inconvenientes. La aplicación a mano requiere mucho trabajo. Debido al tiempo útil limitado, solo puede recubrirse un área superficial relativamente pequeña por lote de composición de recubrimiento. Es necesario que la viscosidad de la composición de recubrimiento sea suficientemente alta para permitir una aplicación a mano sobre una superficie que se extiende verticalmente para conseguir el grosor requerido y sin que el material caiga de la paleta o la superficie. Aplicar una composición de alta viscosidad de este tipo requiere trabajadores expertos para evitar bolsas de aire y otros defectos en el recubrimiento de relleno endurecido.

Las bolsas de aire que no se eliminen pueden conducir a debilidades en el recubrimiento de relleno y a un fallo temprano en servicio.

Se han descrito intentos de aplicar composiciones de recubrimiento de relleno por medio de aplicación mediante pulverización. Por ejemplo, el documento WO 2014/180463 describe una composición de recubrimiento de relleno para su uso en aplicación mediante pulverización. Las composiciones de recubrimiento de relleno del documento WO 2014/180463 comprenden un componente aglutinante que comprende una resina epoxi y un componente de curado que comprende un endurecedor de resina epoxi. Tanto el componente aglutinante como el componente de curado comprenden cuerpos huecos poliméricos (de plástico). En el ejemplo comparativo del documento WO 2014/180463, las esferas huecas de plástico se reemplazan por esferas huecas de vidrio en una composición similar adicional. La composición con esferas huecas de vidrio muestra una mayor densidad y un aumento significativo en la densidad tras el mezclado mecánico, una indicación de daño mecánico en las esferas de vidrio huecas.

Las microesferas huecas de plástico tienen una escasa resistencia a disolventes y por tanto son susceptibles de ataque por el disolvente de capas adyacentes. Además, las microesferas huecas de plástico pueden expandirse cuando se calientan.

En el documento WO 02/16519 se da a conocer una composición de recubrimiento para aislar térmicamente gaseoductos y oleoductos que puede aplicarse en un grosor de película seca de hasta 600 pm por capa. La composición de recubrimiento comprende un aglutinante a base de epoxi y microesferas huecas. La composición de recubrimiento puede aplicarse mediante cualquier técnica usual usada en el campo de la pintura, tal como brocha, rodillo y pulverización. En los ejemplos del documento WO 02/16519, se aplican mediante pulverización composiciones de recubrimiento que comprenden aproximadamente del 8 al 12% en peso de perlas de vidrio huecas.

Hay una necesidad de un proceso para la aplicación mediante pulverización de composiciones de recubrimiento de relleno no acuosas en el que la composición de recubrimiento de relleno puede aplicarse en un gran espesor, es decir un alto grosor de película por capa de aplicación, sin dar como resultado el hundimiento del relleno aplicado y dando como resultado un revestimiento de relleno endurecido de densidad relativamente baja que pueda lijarse fácilmente.

Sumario de la invención

Se ha descubierto ahora que una composición de recubrimiento de relleno basada en epoxi de dos componentes no acuosa que comprende microesferas de vidrio huecas puede aplicarse mediante pulverización en caliente al alto espesor deseado sin dar como resultado el hundimiento del recubrimiento aplicado, seleccionando cuidadosamente la cantidad y el tipo de los componentes en la composición de recubrimiento de relleno, en particular la cantidad y el tipo de material sólido inorgánico y disolvente.

Por consiguiente, la invención proporciona un proceso para aplicar una composición de recubrimiento de relleno de dos componentes no acuosa que comprende un componente aglutinante (A) y un componente de curado (B) sobre un sustrato, comprendiendo el proceso:

i) calentar al menos uno del componente aglutinante (A) y del componente de curado (B) hasta una temperatura en el intervalo de desde 40 hasta 140°C, preferiblemente de desde 50 hasta 90°C;

ii) mezclar posteriormente el componente aglutinante (A) y el componente de curado (B) para obtener una composición de recubrimiento de relleno caliente;

iii) pulverizar la composición de recubrimiento de relleno caliente obtenida en la etapa ii) sobre el sustrato para obtener una capa de recubrimiento de relleno que tiene un grosor de película húmeda en el intervalo de desde 1 hasta 30 mm;

iv) opcionalmente pulverizar la composición de recubrimiento de relleno caliente adicional obtenida en la etapa ii) para obtener una o más capas de recubrimiento de relleno adicionales que tienen un grosor de película húmeda en el intervalo de desde 1 hasta 30 mm; y

v) permitir que la(s) capa(s) de recubrimiento de relleno obtenida(s) en la etapa iii) y, si está presente, en la etapa iv) cure(n) para obtener un recubrimiento de relleno curado,

en el que el componente aglutinante (A) comprende una resina epoxi y el componente de curado (B) comprende un agente de curado para curar la resina epoxi y en el que la composición de recubrimiento de relleno comprende:

a) en el intervalo de desde el 15 hasta el 35% en peso de microesferas de vidrio huecas, teniendo las microesferas de vidrio huecas una densidad promedio en el intervalo de desde 0,23 hasta 0,70 g/cm3 y un tamaño medio de partícula de como máximo 52 pm;

b) en el intervalo de desde el 0 hasta el 15% en peso, preferiblemente de desde el 1 hasta el 10% en peso, de material sólido inorgánico distinto de microesferas de vidrio huecas; y

c) en el intervalo de desde el 0 hasta el 20% en peso de disolvente orgánico.

El proceso según la invención tiene varias ventajas con respecto a los procesos de la técnica anterior. Da como resultado un recubrimiento de alto espesor; se obtienen capas de recubrimiento con un grosor de película húmeda en el intervalo de desde 1 hasta 30 mm. La densidad relativamente baja de la composición de recubrimiento de relleno se mantiene durante la pulverización. Si tiene que aplicarse más de una capa de composición de recubrimiento de relleno, las capas adicionales pueden aplicarse “húmedo sobre húmedo”, es decir una capa posterior se aplica sobre una capa previa que aún no se ha endurecido completamente, dando como resultado un proceso de aplicación significativamente más rápido. Se ha encontrado que no se produce un hundimiento inaceptable de la composición de recubrimiento de relleno aplicada cuando la composición de recubrimiento de relleno se aplica a sustratos que se extienden verticalmente. Sin querer restringirse a ninguna teoría, se cree que se evita el hundimiento dado que la composición de recubrimiento de relleno mantiene una densidad relativamente baja durante la etapa de pulverización. El recubrimiento de relleno curado obtenido en la etapa v) puede lijarse fácilmente.

El proceso según la invención da como resultado un recubrimiento de relleno liso y uniforme que puede lijarse bien con una lijadora orbital en un tiempo que se considera aceptable por parte de un aplicador. En comparación con los recubrimientos aplicados a mano, puede aplicarse significativamente más rápido con menos trabajo y requiriendo menos experiencia.

Descripción detallada de la invención

El proceso según la invención es un proceso para aplicar una composición de recubrimiento de relleno de dos componentes no acuosa que comprende un componente aglutinante (A) y un componente de curado (B) sobre un sustrato.

El proceso comprende una etapa de calentamiento i) en la que al menos uno del componente aglutinante (A) y del componente de curado (B) se calienta hasta una temperatura en el intervalo de desde 40 hasta 140°C, preferiblemente de desde 50 hasta 90°C, más preferiblemente de desde 50 hasta 70°C. En una etapa de mezclado ii) posterior, el componente aglutinante (A) y el componente de curado (B) se mezclan para obtener una composición de recubrimiento de relleno caliente. La composición de recubrimiento de relleno caliente obtenida en la etapa ii) se pulveriza sobre el sustrato en una etapa de pulverización iii) de modo que se obtiene una capa de recubrimiento de relleno que tiene un grosor de película húmeda en el intervalo de desde 1 hasta 30 mm. Opcionalmente, una o más capas de recubrimiento de relleno adicionales con un grosor de película húmeda en el intervalo de desde 1 hasta 30 mm se aplican sobre la primera capa de recubrimiento de relleno.

La referencia en el presente documento a grosor de película húmeda es al grosor del recubrimiento aplicado directamente tras la aplicación, medido según el método 1^a en la norma ISO 2808:2007.

El espesor deseado de 1 a 30 mm puede conseguirse dado que la composición de recubrimiento de relleno tiene una viscosidad relativamente alta. Preferiblemente tanto el componente aglutinante (A) como el componente de curado (B) tienen una viscosidad, medida por medio de un viscosímetro rotacional a una tasa de cizallamiento de 1 s-1 y una temperatura de 23°C, en el intervalo de desde 150 hasta 500 Pa.s, más preferiblemente de desde 200 hasta 450 Pa.s.

Preferiblemente, el componente aglutinante (A) y el componente de curado (B) tienen una viscosidad comparable a una temperatura dada. Preferiblemente, la relación entre la viscosidad del componente aglutinante (A) y la viscosidad del componente de curado (B) a una temperatura dada está en el intervalo de desde 2:1 hasta 1:2, más preferiblemente de desde 1,5:1 hasta 1:1,5, incluso más preferiblemente de desde 1,2:1 hasta 1:1,2.

Se apreciará que la viscosidad de la composición de recubrimiento de relleno y de sus componentes depende en gran medida de su composición, en particular del tipo y de las cantidades de resina, agente de curado, microesferas de vidrio huecas, otros materiales sólidos inorgánicos, disolvente o cualquier diluyente. Con el fin de conseguir una viscosidad comparable del componente aglutinante (A) y del componente de curado (B), se prefiere que tanto el componente aglutinante (A) y el componente de curado (B) comprendan microesferas de vidrio huecas.

La viscosidad se determina usando un viscosímetro rotacional (tipo Brookfield) siguiendo la norma ASTM D2196-10.

En la etapa de calentamiento i), al menos uno del componente aglutinante (A) y del componente de curado (B) se calienta hasta una temperatura en el intervalo de desde 40 hasta 140°C, preferiblemente de desde 50 hasta 90°C. Preferiblemente se calientan tanto el componente aglutinante (A) como el componente de curado (B). Preferiblemente, el/los componente(s) se calienta(n) hasta una temperatura tal, que la composición de relleno caliente obtenida tiene en la etapa de mezclado ii) posterior una temperatura de al menos 40°C. Una temperatura inferior hace difícil mezclar los componentes y pulverizar los componentes mezclados, dado que la viscosidad puede ser demasiado alta. Preferiblemente, ambos componentes se calientan hasta una temperatura de al menos 50°C. No se desea calentar ninguno de los componentes hasta una temperatura por encima de 140°C, ya que dará como resultado, tras el mezclado, una reacción de reticulación rápida entre la resina y el agente de curado y con ello una alta viscosidad. Esto hace que la pulverización sea más difícil y puede ser perjudicial para las propiedades de la capa de recubrimiento de relleno aplicada. En una realización, tanto el componente aglutinante (A) como el componente de curado (B) se calientan hasta una temperatura en el intervalo de desde 50 hasta 90°C, más preferiblemente de desde 50 hasta 70°C.

El componente aglutinante (A) y el componente de curado (B) pueden calentarse cada uno hasta la misma temperatura o hasta una temperatura diferente. Calentar hasta temperaturas diferentes puede ser útil para controlar la viscosidad de cada uno de los componentes. Calentar hasta la misma temperatura evita gradientes de temperatura no deseados tras el mezclado de los componentes calientes en la etapa de mezclado ii).

En la etapa de mezclado ii) posterior, el componente aglutinante (A) y el componente de curado (B) se mezclan para obtener una composición de recubrimiento de relleno caliente pulverizable. El componente aglutinante (A) y el componente de curado (B) pueden mezclarse a cualquier relación adecuada, preferiblemente a una relación de peso en el intervalo de desde 5:1 hasta 0,5:1, más preferiblemente de desde 2:1 hasta 0,8:1.

Se apreciará que puede producirse algo de enfriamiento del/de los componente(s) calentado(s) entre la etapa de calentamiento i) y la etapa de mezclado ii). Preferiblemente se evitan pérdidas de calor y se mantiene la temperatura del/de los componente(s) calentado(s), por ejemplo, usando camisas de aislamiento.

La viscosidad de la composición de recubrimiento de relleno obtenida tras el mezclado depende entre otros de su temperatura y del grado de curado. Durante el mezclado, la viscosidad aumentará normalmente debido al curado. Deben evitarse temperaturas demasiado altas, dado que estas pueden acelerar el proceso de curado dando como resultado un aumento adicional de la viscosidad de los componentes mezclados. Preferiblemente, la temperatura de los componentes calientes y de la composición de recubrimiento de relleno caliente obtenida en la etapa de mezclado ii) está en el intervalo de desde 40 hasta 90°C, más preferiblemente de desde 50 hasta 70°C. Puede aplicarse calentamiento durante el mezclado para mantener o conseguir la temperatura deseada.

En la etapa de pulverización iii), la composición de recubrimiento de relleno caliente obtenida en la etapa de mezclado ii) se pulveriza sobre el sustrato de modo que se obtiene una capa de recubrimiento de relleno que tiene un grosor de película húmeda en el intervalo de desde 1 hasta 30 mm, preferiblemente en el intervalo de desde 5 hasta 25 mm. La pulverización en caliente se hace mediante técnicas en la técnica, por ejemplos, mediante pulverización sin aire.

La pulverización puede llevarse a cabo a cualquier presión adecuada, preferiblemente a una presión en el intervalo de desde 1.000 hasta 7.000 psi (de 6,9 a 48,3 MPa), más preferiblemente de desde 3.000 hasta 6.000 psi (de 20,7 a 41,4 MPa). La pulverización se lleva a cabo preferiblemente a una temperatura en el intervalo de desde 40 hasta 90°C, más preferiblemente de desde 50 hasta 70°C. En una realización preferida, ambos componentes (A) y (B) se calientan en la etapa (i) hasta una temperatura de calentamiento y la temperatura de calentamiento se mantiene durante el mezclado y la pulverización.

Las etapas i), ii) y iii), es decir el calentamiento, el mezclado y la pulverización, pueden llevarse a cabo en un único aparato o en aparatos independientes. Se prefiere mantener el tiempo entre el mezclado y la pulverización tan corto como sea posible, para minimizar un aumento de viscosidad significativo debido a curado antes de la pulverización. Por tanto, las etapas i) a iii) se llevan a cabo preferiblemente en un único aparato, por ejemplo, en un pulverizador sin aire de doble alimentación. Los pulverizadores sin aire de doble alimentación se conocen ampliamente en la técnica. Un pulverizador sin aire de doble alimentación típico comprende dos recipientes de doble pared independientes que pueden calentarse, una cámara de mezclado y una pistola de pulverización. Los componentes calientes se alimentan desde los recipientes a la cámara de mezclado y los componentes calientes mezclados se alimentan a la pistola de pulverización. En la pistola de pulverización, la mezcla se atomiza a través de una boquilla a presión elevada. Los ejemplos de pulverizadores sin aire de doble alimentación disponibles comercialmente incluyen Graco XM70 Plural Component Sprayer, pulverizadores WIWA DUOMIX y pulverizadores WIWA Fleximix.

En el caso de que una única aplicación de composición de recubrimiento de relleno sea suficiente para obtener una superficie suficientemente lisa, se permite que la capa de recubrimiento de relleno obtenida en la etapa iii) cure en la etapa de curado v).

En el caso de que se necesiten una o más aplicaciones adicionales para obtener una superficie sin irregularidades, por ejemplo, en el caso de irregularidades mayores en el sustrato, puede(n) pulverizarse una(s) capa(s) de recubrimiento de relleno adicional(es) con un grosor de película húmeda en el intervalo de desde 1 hasta 30 mm, preferiblemente de desde 5 hasta 25 mm, sobre la capa de recubrimiento de relleno ya aplicada obtenida en la etapa iii) en una etapa de pulverización adicional opcional iv). La etapa de pulverización adicional iv) puede repetirse hasta que se consiga un recubrimiento de relleno que proporcione una lisura superficial suficiente. Cualquier capa de recubrimiento de relleno adicional puede aplicarse sobre una capa de recubrimiento de relleno previa tras el curado y el lijado de tal capa de recubrimiento de relleno previa. Preferiblemente, la composición de recubrimiento de relleno caliente se pulveriza en la etapa iv) sobre una capa de recubrimiento de relleno no curada o parcialmente curada (“húmedo sobre húmedo”). Se ha encontrado que el proceso según la invención da como resultado capas de recubrimiento de relleno aplicadas homogéneamente sin bolsas de aire. Por tanto, generalmente no se requiere el secado y/o el lijado de una capa de recubrimiento de relleno antes de aplicar una o más capas adicionales. Como resultado, cualquier capa adicional puede aplicarse antes de que la capa previa se haya endurecido completamente, es decir húmedo sobre húmedo, permitiendo así un proceso de aplicación mucho más rápido. Normalmente, la capa de recubrimiento de relleno obtenida en la etapa iii) se nivelará antes de aplicar una capa adicional en la etapa iv). La referencia en el presente documento a una capa de recubrimiento de relleno no curada o parcialmente curada es a una capa de relleno que aún no se ha curado hasta el grado de que pueda lijarse.

En la etapa de curado v), se permite que la(s) capa(s) de recubrimiento de relleno obtenida(s) en la etapa iii) y, si está presente, en la etapa iv) cure(n) para obtener un recubrimiento de relleno curado. Si se desea, la composición de recubrimiento de relleno aplicada se nivela mientras está todavía húmeda. Normalmente se permite que la(s) capa(s) de recubrimiento de relleno cure(n) mediante secado en condiciones ambientales.

El proceso puede comprender además lijar el recubrimiento de relleno curado obtenido en la etapa v) y aplicar capas de recubrimiento adicionales (capas de recubrimiento distintas de las capas de recubrimiento de relleno) sobre la capa de recubrimiento lijada. Tales capas de recubrimiento adicionales se aplican para proteger los sustratos frente a los agentes atmosféricos, el desgaste, la corrosión biológica y otras influencias. Puede aplicarse cualquier esquema de recubrimiento conocido en la técnica sobre el recubrimiento de relleno curado, por ejemplo: un revestimiento de imprimación, un revestimiento de base y un revestimiento transparente como revestimiento de acabado; un revestimiento de imprimación, un revestimiento de unión y un revestimiento superior anticorrosión biológica; o un revestimiento de imprimación y un revestimiento superior protector. En la técnica se conocen ampliamente esquemas de recubrimiento adecuados para diversas aplicaciones.

El proceso según la invención puede usarse para aplicar un recubrimiento de relleno sobre cualquier sustrato adecuado. Los ejemplos de sustratos adecuados incluyen unos cascos o superestructuras de embarcaciones tales como un buque, bote, barco o yate, palas de rotor de turbinas eólicas, superficies arquitectónicas, superficies de aeronaves, coches u otros vehículos o de sus componentes, y superficies de estructuras moldeadas. El sustrato puede ser de cualquier material adecuado, por ejemplo, metal, madera, un material polimérico o un material compuesto tal como material polimérico reforzado con fibras, en particular materiales poliméricos a base de epoxi o poliéster reforzados con fibras. El proceso es particularmente adecuado para carenar cascos de yates o cascos de otras embarcaciones y para carenar palas de rotor de turbinas eólicas. El proceso permite una aplicación fácil y rápida de una capa de recubrimiento de relleno relativamente gruesa que carece sustancialmente de hundimiento y bolsas de aire.

La composición de recubrimiento de relleno usada en el proceso según la invención es una composición de recubrimiento de relleno no acuosa. Esto significa que los componentes de la composición de recubrimiento pueden proporcionarse, por ejemplo, disueltos o dispersos, en un medio líquido no acuoso. La composición de recubrimiento de relleno puede comprender hasta el 20% en peso de un disolvente orgánico para conseguir la viscosidad de aplicación deseada. En el presente documento, el alcohol bencílico se considera un disolvente orgánico. Alternativamente, la composición de recubrimiento de relleno puede estar libre de disolvente orgánico, por ejemplo, cuando la resina epoxi curable y el/los agente(s) de curado, opcionalmente tras la adición de un diluyente reactivo y/o plastificante líquido, son líquidos de viscosidad suficientemente baja. La composición de recubrimiento de relleno puede comprender una pequeña cantidad de agua, por ejemplo, agua introducida de manera involuntaria con componentes de la composición de recubrimiento de relleno, tal como pigmentos o disolventes orgánicos que contienen cantidades bajas de agua como impureza. La composición de recubrimiento de relleno comprende preferiblemente menos del 2% en peso de agua, más preferiblemente menos del 1% en peso, basado en el peso total de la composición. Incluso más preferiblemente, la composición está libre de agua.

La composición de recubrimiento de relleno es una composición de dos componentes que comprende un componente aglutinante (A) y un componente de curado (B). El componente aglutinante (A) comprende una resina epoxi como polímero aglutinante curable. La resina epoxi puede ser cualquier resina epoxi adecuada. Tales resinas se conocen en la técnica. La resina epoxi puede, por ejemplo, ser una resina epoxi de bisfenol A, una resina epoxi de bisfenol F, una resina epoxi de bisfenol A/F o una resina epoxi novolaca.

La composición de recubrimiento de relleno puede comprender además un diluyente reactivo con epoxi, preferiblemente en el componente aglutinante (A). Tales diluyentes se conocen en la técnica e incluyen glicidil éteres mono-, di- o trifuncionales alifáticos o aromáticos.

Preferiblemente, el diluyente reactivo epoxi es un diglicidil éter de hexanodiol, un diglicidil éter de butanodiol o un monoglicidil éter de un alcohol alifático que tiene de 10 a 20 átomos de carbono.

El componente aglutinante (A) puede comprender uno o más polímeros aglutinantes curables distintos de la resina epoxi. Preferiblemente, el componente aglutinante (A) comprende menos del 20% en peso, más preferiblemente menos del 10% en peso, incluso más preferiblemente menos del 1% en peso de polímeros aglutinantes curables distintos de la resina epoxi. En una realización, el componente aglutinante (A) está libre de cualquier polímero aglutinante curable distinto de la resina epoxi.

El componente de curado (B) comprende un agente de curado para curar la resina epoxi. Tales agentes de curado se conocen en la técnica e incluyen compuestos que contienen grupos amina o amida, grupos tiol, grupos ácido carboxílico, grupos anhídrido o grupos hidroxilo. Preferiblemente, el agente de curado es un compuesto que comprende un grupo NH, tal como una amina o una amida, o un compuesto que comprende un grupo tiol.

Se prefiere particularmente un agente de curado que comprende un grupo NH seleccionado de compuestos que comprenden un grupo amina, un grupo amida y tanto un grupo amina como un grupo amida (por ejemplo, amidoaminas). Tales agentes de curado incluyen aminas, amidas, amidoaminas alifáticas, cicloalifáticas y aromáticas y mezclas de las mismas.

El componente de curado (B) puede comprender además un acelerador del curado, por ejemplo, una amina terciaria tal como 2,4,6-tris(dimetilaminometil)fenol.

La cantidad total de resina epoxi y agente de curado para curar la resina epoxi en la composición de recubrimiento de relleno estará normalmente en el intervalo de desde el 35 hasta el 70% en peso, preferiblemente de desde el 40 hasta el 65% en peso, más preferiblemente de desde el 45 hasta el 60% en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento de relleno, es decir el peso combinado de los componentes (A) y (B).

La composición de recubrimiento de relleno comprende, además:

a) en el intervalo de desde el 15 hasta el 35% en peso de microesferas de vidrio huecas, teniendo las microesferas de vidrio huecas una densidad promedio en el intervalo de desde 0,23 hasta 0,70 g/cm3 y un tamaño medio de partícula de menos de 52 pm;

b) en el intervalo de desde el 0 hasta el 15% en peso de materiales sólidos inorgánicos distintos de microesferas de vidrio huecas; y

c) en el intervalo de desde el 0 hasta el 20% en peso de disolvente orgánico.

Todos los porcentajes en peso se basan en el peso total de la composición de recubrimiento de relleno.

Se ha encontrado que si las cantidades de microesferas de vidrio huecas, materiales sólidos inorgánicos adicionales y disolvente orgánico están en los intervalos especificados y las microesferas de vidrio huecas tienen una densidad y un tamaño de partícula tal como se han especificado, se obtiene una composición de recubrimiento de relleno que tiene una viscosidad suficientemente alta para conseguir una capa de recubrimiento de alto espesor y es adecuada para pulverizarse mediante pulverización sin aire de doble alimentación caliente sin trituración significativa de las microesferas de vidrio huecas. Por tanto, puede obtenerse una capa de recubrimiento de relleno secada con una densidad relativamente baja. El recubrimiento de relleno con una densidad baja se desea, por ejemplo, en cascos de yates y superestructuras, palas de rotor de turbinas eólicas, y en aplicaciones de aeronaves y de automóviles. Es decir, una densidad baja del recubrimiento de relleno ayudará a evitar el hundimiento inducido por gravedad del recubrimiento húmedo aplicado sobre superficies que se extienden verticalmente, en particular cuando tienen que aplicarse capas gruesas.

La densidad del recubrimiento de relleno secado está preferiblemente en el intervalo de desde 0,4 hasta 1,2 g/cm3, más preferiblemente de desde 0,6 hasta 1,0 g/cm3, incluso más preferiblemente de desde 0,7 hasta 0,9 g/cm3. La referencia en el presente documento a la densidad del recubrimiento de relleno secado es a la densidad tras el secado durante 7 días a 23°C al 50% de humedad relativa. La densidad se calcula a partir del volumen del recubrimiento secado medido mediante el desplazamiento de volumen y el peso del recubrimiento determinado gravimétricamente.

Las microesferas de vidrio huecas tienen una densidad promedio en el intervalo de desde 0,23 hasta 0,70 g/cm3, preferiblemente de desde 0,27 hasta 0,65 g/cm3. La referencia en el presente documento a la densidad de las microesferas de vidrio huecas es a la densidad real, es decir la densidad determinada por medio de reemplazo de gas. Las microesferas de vidrio huecas tienen un tamaño medio de partícula de como máximo 52 pm, preferiblemente como máximo 50 pm. Normalmente, el tamaño medio de partícula será de al menos 10 pm, preferiblemente al menos 15 pm, más preferiblemente al menos 20 pm. La referencia en el presente documento al tamaño medio de partícula es al D50 en volumen, es decir el 50% del volumen total de las microesferas de vidrio huecas tiene un tamaño de partícula por debajo de los valores de D50 y el 50% del volumen total de las microesferas de vidrio huecas tiene un tamaño de partícula por encima del valor de D50. El tamaño medio de partícula puede determinarse de manera adecuada mediante difracción láser según la norma ISO 13320, usando la teoría de Mie.

Tales microesferas de vidrio huecas se conocen en la técnica y están disponibles comercialmente, por ejemplo, 3M™ Glass Bubbles S38, S38HS, S38XHS, K46, K42HS, S60, S60HS, Eccospheres SID-270Z, SID-311Z, SID350Z y Sphericel 34P30.

La composición de recubrimiento de relleno comprende en el intervalo de desde el 15 hasta el 35% en peso de microesferas de vidrio huecas, preferiblemente de desde el 20 hasta el 35% en peso, más preferiblemente de desde el 22 hasta el 33% en peso.

Las microesferas de vidrio huecas pueden estar presentes en el componente aglutinante (A) y/o en el componente de curado (B). Preferiblemente, tanto el componente aglutinante (A) como el componente de curado (B) comprenden microesferas de vidrio huecas, más preferiblemente en cantidades tales, que la diferencia absoluta en porcentaje en peso de microesferas de vidrio huecas en el componente aglutinante (A) y en el componente de curado (B) es menor del 10% en peso (porcentajes en peso basados en el peso del componente).

La composición de recubrimiento de relleno puede comprender material sólido inorgánico distinto de microesferas de vidrio huecas en una cantidad de hasta el 15% en peso, preferiblemente en una cantidad en el intervalo de desde el 1 hasta el 10% en peso, incluso más preferiblemente de desde el 3 hasta el 8% en peso. Tal material sólido inorgánico b) puede incluir cargas (diluyentes), pigmentos de color y aditivos de control de la reología inorgánicos. Los ejemplos de material sólido inorgánico adecuado incluyen cargas tales como talco, cuarzo, caolín, dolomita, sulfato de bario, carbonato de calcio, calcita, harina de cristobalita, sílice, wollastonita, mica; pigmentos de color inorgánicos tales como dióxido de titanio, óxidos de hierro y otros óxidos de metal; y aditivos modificadores de la reología tales como arcillas y sílice pirógena hidrófoba.

Preferiblemente, la cantidad total de microesferas de vidrio huecas y materiales sólidos inorgánicos b) está en el intervalo de desde el 25 hasta el 40% en peso.

Preferiblemente, la composición de recubrimiento de relleno está libre de microesferas huecas poliméricas.

La composición de recubrimiento de relleno puede comprender hasta el 20% en peso de disolvente orgánico, preferiblemente de desde el 1 hasta el 15% en peso de disolvente orgánico, incluso más preferiblemente de desde el 3 hasta el 12% en peso. Preferiblemente, la composición de recubrimiento de relleno comprende menos del 3% en peso de disolvente orgánico distinto de alcohol bencílico, más preferiblemente menos del 1% en peso, incluso más preferiblemente menos del 0,5% en peso.

En una realización, la composición de recubrimiento de relleno usada en el proceso según la invención comprende:

a) en el intervalo de desde el 20 hasta el 35% en peso de microesferas de vidrio huecas, teniendo las microesferas de vidrio huecas una densidad promedio en el intervalo de desde 0,27 hasta 0,65 g/cm3 y un tamaño medio de partícula en el intervalo de desde 10 hasta 50 pm;

b) en el intervalo de desde el 3 hasta el 8% en peso de material sólido inorgánico distinto de microesferas de vidrio huecas; y

c) en el intervalo de desde el 1 hasta el 12% en peso de disolvente orgánico y menos del 3% en peso de disolventes orgánicos distintos de alcohol bencílico.

La composición de recubrimiento de relleno puede comprender un promotor de la adhesión. Promotores de la adhesión adecuados se conocen en la técnica e incluyen silanos funcionales, tales como epoxisilano y aminosilano. Preferiblemente, la composición de recubrimiento de relleno comprende un epoxisilano en su componente aglutinante (A). Normalmente, la concentración de promotor de la adhesión está en el intervalo de desde el 0,5 hasta el 3% en peso, basado en el peso total de la composición de recubrimiento de relleno.

La composición de recubrimiento de relleno puede comprender además aditivos conocidos en la técnica de las composiciones de recubrimiento de relleno. Ejemplos de tales aditivos son agentes humectantes, ceras, agentes antiespumantes, aditivos de control de la reología, plastificantes, agentes dispersantes, tensioactivo y aditivos de flujo. La composición de recubrimiento de relleno está preferiblemente libre de cualquier agente espumante. El uso de agentes espumantes no daría la superficie lisa deseada.

La invención se ilustra adicionalmente por medio de los siguientes ejemplos no limitativos.

Ejemplos

Se prepararon componentes aglutinantes (A) con una composición tal como se facilita en la tabla 1 mezclando los componentes. Se prepararon componentes de curado (B) con una composición tal como se facilita en la tabla 2 mezclando los componentes.

Se prepararon composiciones de recubrimiento de relleno y se pulverizaron sobre paneles de prueba MDF orientados verticalmente tal como sigue.

Los componentes A y B se calentaron cada uno hasta una temperatura de aproximadamente 60°C y entonces se envió cada uno a través de un conducto calentado hasta un colector de mezclado en el que los componentes se mezclan y se pulverizan desde una pistola de pulverización Graco XHF a presión estática en el intervalo de desde 3.000 hasta 6.000 psi (de 20,7 a 41,4 MPa) sobre el panel de prueba.

Se prepararon diferentes composiciones de recubrimiento de relleno. La composición de recubrimiento de relleno se pulverizó sobre los paneles en un grosor tal, que no se produjo hundimiento. En la tabla 3 se muestra para las diferentes composiciones de recubrimiento de relleno: la relación de mezclado de los dos componentes; la temperatura de los componentes suministrados al colector de mezclado; y el grosor de película húmeda aplicado. Ninguno de los recubrimientos se hundió al grosor de película húmeda aplicado. Ninguno de los recubrimientos aplicados mostró bolsas de aire. Todos los recubrimientos aplicados eran fáciles de nivelar, fáciles de lijar tras el curado y proporcionaron un recubrimiento liso. Para algunos de los recubrimientos se determinó a qué grosor de película húmeda empezó a producirse el hundimiento.

T l 1 - m ii n l m n n l in n A n n

-

-

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. - Un proceso para aplicar una composición de recubrimiento de relleno de dos componentes no acuosa que comprende un componente aglutinante (A) y un componente de curado (B) sobre un sustrato, comprendiendo el proceso:

i) calentar al menos uno del componente aglutinante (A) y del componente de curado (B) hasta una temperatura en el intervalo de desde 40 hasta 140°C, preferiblemente de desde 50 hasta 90°C;

ii) mezclar posteriormente el componente aglutinante (A) y el componente de curado (B) para obtener una composición de recubrimiento de relleno caliente;

iii) pulverizar la composición de recubrimiento de relleno caliente obtenida en la etapa ii) sobre el sustrato para obtener una capa de recubrimiento de relleno que tiene un grosor de película húmeda en el intervalo de desde 1 hasta 30 mm;

iv) opcionalmente pulverizar la composición de recubrimiento de relleno caliente adicional obtenida en la etapa ii) para obtener una o más capas de recubrimiento de relleno adicionales que tienen un grosor de película húmeda en el intervalo de desde 1 hasta 30 mm; y

v) permitir que la(s) capa(s) de recubrimiento de relleno obtenida(s) en la etapa iii) y, si está presente, en la etapa iv) cure(n) para obtener un recubrimiento de relleno curado,

en el que el componente aglutinante (A) comprende una resina epoxi y el componente de curado (B) comprende un agente de curado para curar la resina epoxi y en el que la composición de recubrimiento de relleno comprende: a) en el intervalo de desde el 15 hasta el 35% en peso de microesferas de vidrio huecas, teniendo las microesferas de vidrio huecas una densidad promedio en el intervalo de desde 0,23 hasta 0,70 g/cm3 y un tamaño medio de partícula de como máximo 52 pm;

b) en el intervalo de desde el 0 hasta el 15% en peso, preferiblemente de desde el 1 hasta el 10% en peso, de material sólido inorgánico distinto de microesferas de vidrio huecas; y

c) en el intervalo de desde el 0 hasta el 20% en peso de disolvente orgánico.

2. - Un proceso según la reivindicación 1, en el que tanto el componente aglutinante (A) como el componente de curado (B) tienen una viscosidad, medida por medio de un viscosímetro rotacional a una tasa de cizallamiento de 1 s-1 y una temperatura de 23°C, en el intervalo de desde 150 hasta 500 Pa.s, preferiblemente de desde 200 hasta 450 Pa.s.

3. - Un proceso según la reivindicación 1 o 2, en el que el proceso comprende la etapa iv) y en el que en la etapa iv) la composición de recubrimiento de relleno caliente adicional obtenida en la etapa ii) se pulveriza sobre una capa de recubrimiento de relleno no curada o parcialmente curada obtenida en la etapa iii) o sobre una capa de recubrimiento de relleno adicional no curada o parcialmente curada obtenida en la etapa iv).

4. - Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende, además:

vi) lijar el recubrimiento de relleno curado obtenido en la etapa v); y

vii) aplicar una o más capas de recubrimiento adicionales sobre el recubrimiento de relleno curado lijado.

5. - Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sustrato es un casco o una superestructura de una embarcación, o una pala de rotor de una turbina eólica, preferiblemente un casco o una superestructura de una embarcación.

6. - Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el componente aglutinante (A) está libre de cualquier polímero aglutinante curable distinto de la resina epoxi.

7. - Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición de recubrimiento de relleno comprende menos del 3% en peso de cualquier disolvente orgánico distinto de alcohol bencílico, preferiblemente menos del 0,5% en peso.

8. - Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición de recubrimiento de relleno comprende un diluyente reactivo con epoxi.

9. - Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el recubrimiento de relleno curado obtenido en la etapa v) tiene una densidad en el intervalo de desde 0,6 hasta 1,0 g/cm3, preferiblemente de desde 0,7 hasta 0,9 g/cm3.

10. - Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las microesferas de vidrio huecas tienen una densidad promedio en el intervalo de desde 0,27 hasta 0,65 g/cm3.

11. - Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las microesferas de vidrio huecas tienen un tamaño medio de partícula de como máximo 50 gm.

12. - Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición de recubrimiento de relleno comprende en el intervalo de desde el 20 hasta el 35% en peso de microesferas de vidrio huecas, preferiblemente de desde el 22 hasta el 33% en peso.

13. - Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición de recubrimiento de relleno comprende en el intervalo de desde el 3 hasta el 8% en peso de materiales sólidos inorgánicos distintos de microesferas de vidrio huecas.

14. - Un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición de relleno comprende:

a) en el intervalo de desde el 20 hasta el 35% en peso de microesferas de vidrio huecas,

teniendo las microesferas de vidrio huecas una densidad promedio en el intervalo de desde 0,27 hasta 0,65 g/cm3 y un tamaño medio de partícula en el intervalo de desde 10 hasta 50 gm;

b) en el intervalo de desde el 3 hasta el 8% en peso de material sólido inorgánico distinto de microesferas de vidrio huecas; y

c) en el intervalo de desde el 1 hasta el 12% en peso de disolvente orgánico y menos del 3% en peso de disolventes orgánicos distintos de alcohol bencílico.