ES2938326T3 - Composición de revestimiento libre de estireno - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un sistema de revestimiento de tres componentes para el equipamiento interior de barcos. Un primer componente contiene poliésteres insaturados como aglutinante y un retardante de llama seleccionado entre éster alquílico ftálico de halógeno, éster alquílico benzoico de halógeno y sus mezclas. El segundo componente se utiliza como endurecedor y comprende peróxido orgánico y un disolvente orgánico. El tercer componente es una solución de compuestos orgánicos de cobalto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composición de revestimiento libre de estireno
La invención se refiere a una composición de revestimiento libre de estireno para el acabado de interiores de barcos, a un revestimiento, así como a la producción de un revestimiento.
En el acabado de interiores de barcos se usan, por motivos estéticos y de peso, materiales de fibra natural y/o de fibra de madera. Sin embargo, estos no pueden incorporarse y usarse sin más, dado que a los materiales usados se les exige altos requerimientos de protección frente a incendios. A este respecto deben cumplirse normas actuales tal como IMO Res. MSC. 307(88) código FTP 2010, anexo 1, parte 5.
Además existe un alto deseo de revestimientos estéticos con alto brillo, que no presenten cavidades, picaduras o defectos similares en el lacado.
Actualmente se usan en el acabado de interiores de barcos en la mayoría de los casos lacas de poliéster que contienen estireno. Sin embargo, el estireno tiene el inconveniente de ser fácilmente inflamable y perjudicial para la salud. Mediante esto no se cumplen en suficiente medida las normas con respecto a la prueba de protección frente a incendios.
También se usan revestimientos de polvo, que si bien presentan altas propiedades de protección frente a incendios, sin embargo muestran bajo brillo, baja brillantez y alto enturbiamiento. Además tienden al amarilleado para poder volverse gris.
Los agentes de protección contra llamas se conocen en el estado de la técnica. Sin embargo, son inadecuadas las aminas, cuando se requieren requerimientos tales como alta transparencia sin decoloración, dado que estas amarillean.
Por tanto, el objetivo de la presente invención era facilitar una composición de revestimiento que presentara una alta transparencia, sin decolorar o amarillear y a este respecto cumpliera al mismo tiempo los requerimientos de protección frente a incendios actuales. La composición no debía requerir partes constituyentes de estireno. El revestimiento de la composición debía ser transparente y no enturbiado y debía permitir lacados de alto brillo. Los elementos de materiales de fibra natural y/o de fibra de madera debían ser difícilmente inflamables mediante el revestimiento.
Sorprendentemente pudo encontrarse una composición de revestimiento de la técnica mencionada anteriormente, que no presenta los inconvenientes del estado de la técnica. Según esto se encontró una composición de revestimiento libre de estireno de tres componentes (3K) para el acabado de interiores de barcos, que comprende al menos un componente de aglutinante, al menos un componente de agente endurecedor y al menos un componente de catalizador. El componente de aglutinante comprende del 70 al 95 % en peso al menos de un poliéster insaturado como aglutinante y del 5 al 30 % en peso al menos de un agente de protección contra llamas, que se selecciona de ésteres alquílicos de ácido haloftálico, ésteres alquílicos de ácido halobenzoico y sus mezclas, con respecto al peso total del componente de aglutinante. El componente de agente endurecedor comprende un peróxido orgánico. El componente de catalizador comprende del 5 al 20 % en peso al menos de un compuesto de cobalto orgánico y del 80 al 95 % en peso de disolventes orgánicos, con respecto al peso total del componente de catalizador. Las proporciones de las partes constituyentes de los respectivos componentes se añaden hasta obtener el 100 % en peso.
La composición de revestimiento según la invención es de tres componentes. Sin embargo no se ha descartado que la composición pueda comprender otros componentes adicionales.
Las composiciones según la invención son altamente transparentes y cumplen la norma de protección frente a incendios IMO mencionada anteriormente. Estas no contienen estireno. Los revestimientos resultantes de las composiciones son transparentes y no enturbiados y permiten lacados de alto brillo. Los elementos de materiales de fibra natural y/o de fibra de madera son difícilmente inflamables mediante el revestimiento.
El poliéster del componente de aglutinante es insaturado. Preferiblemente, este está contenido en proporciones del 75 al 85 % en peso en el componente. En una forma de realización preferida, el poliéster está modificado mediante éter alílico, tal como trimetilolpropano-dialiléter (TMPDE).
El agente de protección contra llamas del componente de aglutinante está contenido preferiblemente en una proporción del 15 al 25 % en peso en el componente. Los ésteres alquílicos de ácido haloftálico son agentes de protección contra llamas preferidos. El término halógeno en estos compuestos se refiere en particular a que el anillo de benceno de estos compuestos está sustituido al menos con un átomo de halógeno. Los ésteres alquílicos de ácido haloftálico o bien ésteres alquílicos de ácido halobenzoico pueden presentar de uno a cuatro halógenos en el anillo de benceno, preferiblemente cuatro. Preferiblemente, el éster del ácido ftálico está esterificado doblemente. Los grupos alquilo de los ésteres de ácido ftálico pueden ser iguales o distintos, preferiblemente iguales. Los grupos alquilo adecuados presentan en cada caso de 1 a 20 átomos de C, preferiblemente de tres a 10 átomos de C. El ácido ftálico es preferiblemente un ácido o-ftálico. El tetrahaloftalato de di(2-etilhexilo) representa un agente de protección contra llamas preferido. Los agentes de protección contra llamas contienen en particular bromo o cloro.
El componente de aglutinante puede contener del 0,01 al 2 % en peso, preferiblemente del 0,1 al 1 % en peso de aditivos, con respecto al peso total del componente de aglutinante. Entre ellos se cuentan los agentes antiespumantes y los agentes de nivelación comercializados habitualmente. Los agentes antiespumantes adecuados contienen, por ejemplo, acetato de metoxi-1-metiletilo o 2,6-di-terc-butil-p-cresol. Un agente de nivelación adecuado contiene, por ejemplo, siloxanos tales como, por ejemplo, ciclotetrasiloxanos alquilados. Los aditivos se ofrecen en el comercio con frecuencia en disolventes orgánicos tales como disolvente nafta, acetato de metilo, tolueno o sus mezclas. El disolvente nafta, también denominado nafta disolvente, benceno pesado o benceno para solventes, es un benceno técnico que se obtiene en el fraccionamiento de la fracción de baja ebullición de la destilación de alquitrán. Según la norma DIN 51633, el disolvente nafta presenta un intervalo de ebullición de 150 a 195 °C. El componente de aglutinante puede contener, por consiguiente, del 0,5 al 10 % en peso, preferiblemente del 1 al 4 % en peso de disolvente, con respecto al peso total del componente de aglutinante.
En una forma de realización de la invención puede estar contenido en el componente de aglutinante del 70 al 89,49 % en peso al menos de un poliéster insaturado, del 10 al 29,49 % en peso, al menos de un agente de protección contra llamas, del 0,01 al 2 % en peso de aditivos y del 0,5 al 10 % en peso de disolventes orgánicos. En una forma de realización preferida de la invención, el componente de aglutinante contiene del 70 al 88,9 % en peso al menos de un poliéster insaturado, del 10 al 28,9 % en peso al menos de un agente de protección contra llamas, del 0,1 al 1 % en peso de aditivos y del 1 al 4 % en peso de disolventes orgánicos.
El poliéster no contiene preferiblemente partes constituyentes monoméricas de fórmula (1)
Figure imgf000003_0001
es decir, contiene menos del 1 % en peso, preferiblemente el 0 % en peso, con respecto al peso total de la composición, en donde significan n = 0-3; R1 y R2 independientemente entre sí significan H, alquilo C1-C20, cicloalquilo C3-C20, arilo C6-C20, alquilarilo C7-C20 o arilalquilo C7-C20; X = O, S o NR3 con R3 = H, alquilo C1-C20, cicloalquilo C3-C20, arilo C6-C20, alquilarilo C7-C20, arilalquilo C7-C20.
El componente de aglutinante tiene una alta proporción de sólidos. Mediante esto se consiguen revestimientos que satisfacen las condiciones de la directriz Decopaint 2004/42/EG del Parlamento y del Consejo Europeo del 21 de abril de 2004 sobre la limitación de las emisiones de compuestos orgánicos volátiles debido al uso de disolventes orgánicos en diversas pinturas y lacas. La alta proporción de sólidos conduce a minimizar las cantidades de aplicación de la composición de revestimiento. En este sentido es ventajoso cuando el componente de aglutinante presenta una proporción de sólidos del 90 al 100 % en peso, con respecto al peso total de la composición de aglutinante. Son especialmente ventajosas las proporciones del 95 al 100 % en peso. La determinación de la proporción de sólidos se realiza según la norma DIN e N 53216.
El sistema de endurecimiento para la composición que contiene poliéster es un sistema de endurecimiento en frío acelerado con cobalto. Este comprende al menos un componente de agente endurecedor y al menos un componente de catalizador. Para el endurecimiento en frío es necesario forzosamente el componente que contiene cobalto; un endurecimiento en frío de peróxidos orgánicos sin adición de cobalto no sirve.
El componente de agente endurecedor puede contener disolventes orgánicos. Es preferible que esté contenido del 75 al 90 % en peso de disolvente orgánico en el componente de agente endurecedor. De manera especialmente preferible, el componente comprende del 5 al 30 % en peso de un peróxido orgánico y del 70 al 95 % en peso de disolventes orgánicos, con respecto al peso total del componente de agente endurecedor. Los disolventes adecuados se seleccionan de disolvente nafta, acetato de metilo, tolueno y sus mezclas.
Además, el componente de agente endurecedor contiene al menos un peróxido orgánico. Se prefieren peróxidos de cetona tales como peróxido de metiletilcetona o peróxido de benzoílo. Este está contenido preferiblemente en proporciones del 10 al 25 % en peso en el componente de agente endurecedor.
El componente de catalizador preferiblemente del 7 al 18 % en peso al menos de un compuesto de cobalto orgánico, con respecto al peso total del componente de catalizador. Es adecuado, por ejemplo, [bis(2-etilhexanoato)] de cobalto, que se comercializa como Cobalt 6, prefiriéndose naftenato de cobalto u octoato de cobalto, [bis(2-etilhexanoato)] de cobalto y octoato de cobalto. Además, el componente contiene disolventes orgánicos que están contenidos preferiblemente en cantidades del 82 al 93 % en peso, con respecto al peso total del componente de catalizador. Son disolventes adecuados nafta disolvente, acetato de metilo, tolueno y sus mezclas.
La composición de revestimiento según la invención está libre de estireno. Ha de entenderse libre de estireno en el sentido de que está contenido preferiblemente menos del 2 % en peso de estireno, preferiblemente menos del 1 % en peso de estireno, de manera especialmente preferible menos del 0,5 % en peso de estireno y de manera muy especialmente preferible menos del 0,1 % en peso de estireno en la composición de revestimiento. En una forma de realización muy especialmente preferible de la invención no está contenido en absoluto estireno. Estireno en este sentido es tanto estireno en sí, por ejemplo como disolvente, como también un monómero de un compuesto (co)polimérico.
La composición de revestimiento no contiene preferiblemente ni derivados de (met)acriloílo ni derivados de (met)aliloxi. Esto significa que está contenido menos del 1 % en peso de estos derivados en la composición y preferiblemente no están contenidos en absoluto.
Para el uso de la composición de revestimiento de tres componentes se añaden el componente de aglutinante y el componente de agente endurecedor separados uno de otro y se mezclan entre sí. La relación en masa de componente de aglutinante con respecto a componente de agente endurecedor es preferiblemente de 30:1 a 1:1, preferiblemente de 15:1 a 5:1. La relación en masa de componente de agente endurecedor con respecto a componente de catalizador es preferiblemente de 20:1 a 1:1, preferiblemente de 15:1 a 5:1.
Otro objeto de la invención es el uso de la composición de revestimiento de tres componentes para el revestimiento retardante de llama de elementos en el acabado de interiores de barcos. Los elementos son de materiales de fibra natural y/o de fibra de madera. A esto pertenecen revestimiento de paredes, suelos, puertas, guarniciones, muebles.
Otro objeto de la invención es un procedimiento para la producción de la composición de revestimiento según la invención. En este sentido se añaden las partes constituyentes individuales de los componentes respectivos, idealmente con agitación. A continuación, por ejemplo para su aplicación en el transformador, se realiza la reunión de los componentes, preferiblemente con agitación.
Según la aplicación puede ser ventajoso que la capa retardante de llama, según la invención se complemente mediante otros revestimientos habituales en el comercio. A esto pertenecen composiciones de revestimiento libres de disolvente, que contienen agua y que contienen disolvente.
La estructura de un sistema de revestimiento típico puede comprender, por ejemplo, al menos una imprimación fotoprotectora o base fotoprotectora. Sobre esta pueden estar aplicados decapantes para la configuración de color. Se recomienda la imprimación fotoprotectora o la base fotoprotectora, en particular en caso de materiales claros. A continuación sigue al menos una base aislante, independientemente del tono de color del material. Sigue la composición de revestimiento según la invención. Una laca final (“acabado” ) puede estar aplicada opcionalmente para elevar adicionalmente, por ejemplo, el brillo o para ajustar el color.
Como base aislante y como laca final, en particular para materiales claros, son adecuadas, por ejemplo, las mezclas de poliuretano de 2K con aglutinantes de resina de acrilato e isocianato alifático como agente endurecedor. Para materiales oscuros se puede hacer uso de mezclas de poliuretano de 2K de aglutinantes de poliesterpoliol e isocianatos alifáticos y/o aromáticos como base aislante o bien laca final. Los componentes de aglutinante de estos sistemas de laca pueden contener agentes de protección contra llamas que contienen fosfato habituales así como acetatobutirato de celulosa.
A los materiales claros pertenecen por ejemplo arce, roble, abedul. Los materiales oscuros son por ejemplo teca, caoba, nogal.
La composición según la invención así como las composiciones de las otras capas pueden aplicarse con métodos de procesamiento industriales habituales, conocidos por el experto. A esto pertenecen inyección, colada y laminación. El espesor de capa en húmedo de la composición se encuentra preferiblemente en el intervalo de 125 pm a 150 pm. Esto da como resultado habitualmente una masa seca de aproximadamente 125 g a 150 g por m2.
Una capa aplicada se seca en primer lugar, antes de que se aplique otra capa. El secado puede realizarse a temperaturas de al menos 15 0C a 50 0C, en donde es suficiente a temperatura ambiente. En este sentido se trata de un procedimiento para la producción de un revestimiento otro objeto de la invención.
Tras el secado de las respectivas capas puede pulirse el revestimiento.
Ejemplos
Ejemplo A
Se encargaron algunas lacas que contienen poliéster y se sometió a estudio su propiedad de protección contra llamas, que contenía partes constituyentes de catalizador y de agente endurecedor. Para ello se realizaron análisis térmicos (TA) según la norma DIN 51005. Las lacas se calentaron en forma de películas de laca en una atmósfera de N2 (1 bar) a partir de 50 0C hasta 600 0C con un aumento de 20 K/min. Tras el enfriamiento se determinó el residuo de manera gravimétrica. En este caso se parte de que un residuo más alto consigue una mejor acción de protección contra llamas. En este caso se usaron los siguientes agentes de protección contra llamas:
FSM1: éster de ácido fosfórico halogenado, fósforo: 15 % en peso, cloro: 25 % en peso
FSM2: tris(halo)propilfosfato 1; fósforo: 7 % en peso, cloro: 65 % en peso
FSM3: tris(halo)propilfosfato 2; fósforo: 7 % en peso, cloro: 65 % en peso
FSM4: comonómero con funcionalidad OH, que contiene 9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantren-10-óxido FSM5: ésteres alquílicos de ácido halobenzoico
FSM6: ésteres alquílicos de ácido haloftálico
Tabla 1. Prueba de distintos agentes de protección contra llamas
Figure imgf000005_0001
La determinación mediante análisis térmico muestra que, en particular, los agentes de protección contra llamas 5 y 6 presentan una alta propiedad de protección contra llamas. Además están libres de estireno.
Ejemplo B
Se produjeron las siguientes lacas. Los respectivos componentes se prepararon mediante mezclado de las partes constituyentes individuales. Después de esto se añadió en primer lugar el componente de agente endurecedor y a continuación el componente de catalizador al componente de aglutinante.
El componente de agente endurecedor contiene el 20 % en peso de peróxido orgánico y el 80 % en peso de disolvente orgánico. El componente de catalizador contiene el 13 % en peso de un compuesto de cobalto orgánico y el 87 % en peso de disolvente orgánico.
Los ensayos V son ensayos de comparación no según la invención.
Tabla 2. Composiciones de agente de revestimiento.
Figure imgf000005_0002
Figure imgf000006_0001
DOPO: comonómero con funcionalidad OH, que contiene 9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantren-10-óxido
Las lacas según la invención son altamente transparentes y no muestran decoloraciones ni enturbiamientos. Además no presentan olor desagradable, penetrante.
A continuación se sometieron a estudio los requerimientos de IMO Res. MSC. 307(88) código FTP 2010, anexo 1, parte 5. En este caso se sometieron a prueba los siguientes criterios:
Calor para la combustión constante Qsb (MJ/m2); valor teórico >1,5
Flujo térmico crítico durante la extinción CFE (kW/m2); valor teórico >20,0
Tasa de desprendimiento de calor máx. Qp (kW); valor teórico <4,0
Cantidad de calor total desprendida Qt (MJ); valor teórico <0,7
Tabla 3. Valores según IMO Res. MSC. 307(88) código FTP 2010, anexo 1, parte 5.
Figure imgf000006_0002
Únicamente las composiciones que contienen ftalato, según la invención B1 a B4 consiguen los valores teóricos de los cuatro criterios. Los ensayos de comparación fallan al menos en el flujo térmico crítico durante la extinción y por consiguiente no deben usarse en el acabado de interiores de barcos.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Composición de revestimiento libre de estireno de tres componentes para el acabado de interiores de barcos, que comprende al menos un componente de aglutinante, al menos un componente de agente endurecedor y al menos un componente de catalizador, en donde
    el componente de aglutinante comprende
    a1) del 70 al 95 % en peso al menos de un poliéster insaturado como aglutinante y a2) del 5 al 30 % en peso al menos de un agente de protección contra llamas, seleccionado de ésteres alquílicos de ácido haloftálico, ésteres alquílicos de ácido halobenzoico y sus mezclas, con respecto al peso total del componente de aglutinante, y
    el componente de agente endurecedor comprende
    al menos un peróxido orgánico
    el componente de catalizador comprende
    c1) del 5 al 20 % en peso al menos de un compuesto de cobalto orgánico,
    c2) del 80 al 95 % en peso de disolventes orgánicos,
    con respecto al peso total del componente de catalizador,
    en donde las proporciones de las partes constituyentes de los respectivos componentes se añaden hasta obtener el 100 % en peso.
  2. 2. Composición de revestimiento según la reivindicación 1, caracterizada por que la relación en masa del componente de aglutinante con respecto al componente de agente endurecedor es de 30:1 a 1:1.
  3. 3. Composición de revestimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la relación en masa del componente de agente endurecedor con respecto al componente de catalizador es de 20:1 a 1:1.
  4. 4. Composición de revestimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el poliéster está modificado con éter alílico.
  5. 5. Composición de revestimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el agente de protección contra llamas contiene ésteres alquílicos de ácido haloftálico.
  6. 6. Composición de revestimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el componente de aglutinante contiene además del 0,01 al 2 % en peso de aditivos tales como antiespumantes o agentes de nivelación.
  7. 7. Composición de revestimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la proporción de sólidos del componente de aglutinante, determinada según la norma DIN EN 53216, es del 90 % al 100 % en peso, con respecto al peso total del componente de aglutinante.
  8. 8. Composición de revestimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el peróxido orgánico se selecciona de peróxido de metiletilcetona y peróxido de benzoílo.
  9. 9. Composición de revestimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el componente de agente endurecedor comprende
    b1) del 5 al 30 % en peso al menos de un peróxido orgánico y
    b2) del 70 al 95 % en peso de disolventes orgánicos,
    con respecto al peso total del componente de agente endurecedor,
  10. 10. Composición de revestimiento según la reivindicación 9, caracterizada por que los disolventes orgánicos se seleccionan de acetato de metilo, tolueno y mezclas de los mismos.
  11. 11. Uso de una composición de revestimiento según una de las reivindicaciones anteriores para el revestimiento retardante de llama de elementos en el acabado de interiores de barcos.
  12. 12. Revestimiento para el acabado de interiores de barcos, que comprende sobre un elemento
    c1) dado el caso al menos una imprimación fotoprotectora,
    c2) al menos una base aislante,
    c3) al menos una composición de revestimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10 y c4) dado el caso al menos una laca final.
    Revestimiento según la reivindicación 12, en donde antes de la base aislante se ha aplicado una imprimación fotoprotectora.
    Procedimiento para la producción de un revestimiento para el acabado de interiores de barcos según una de las reivindicaciones 12 o 13 mediante aplicación de una capa, secado de la capa, aplicación de otra capa, secado de la otra capa, dado el caso repetición de la aplicación y el secado.
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