ES2959682T3 - Composición para marcas de carreteras o suelos - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a composiciones de resina de poliol para pinturas de poliuretano para marcas viales o marcas de pisos, que comprenden al menos un poliol y al menos una carga que tiene un tamaño de partícula inferior a 500 μm, en donde la relación en masa de poliol a carga es de 1:3 a 1:8, así como a los métodos para su preparación, las pinturas de poliuretano para señalización vial o de suelo que las comprenden, métodos de preparación y aplicación de estas pinturas de poliuretano y señalización vial y de suelo obtenidas con las mismas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Composición para marcas de carreteras o suelos
La presente invención se refiere a composiciones de resina para pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos, a métodos para su preparación y a sus usos, así como a pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos y a marcas de carreteras o marcas de suelos obtenidas a partir de estas.
Se conocen diversas composiciones de resina para pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos, tales como las pinturas de poliuretano a base de agua o a base de disolvente orgánico. También se conocen diversas composiciones de resina para pinturas termoplásticas que se aplican a alta temperatura.
En la Patente US 4,752,502 se explica un proceso para formar una marca de pintura sobre la superficie de una calzada usando una composición de pintura que comprende un vehículo de pintura con nitrocelulosa, un modificador polimérico de acrilato de hidroxialquilo, una resina de isocianato como aglutinante, un disolvente y un pigmento en una cantidad suficiente para colorear la composición de pintura. La relación entre resina y material de relleno de esta composición es de aproximadamente 1: 2, que, junto con el uso de nitrocelulosa y disolvente, permite aplicar la composición en una película muy fina, pero no incorporar de forma estable perlas de vidrio con diámetros superiores a 800 pm para una buena retrorreflexión. Asimismo, la nitrocelulosa se disuelve en el disolvente volátil metil etil cetona (butanona), que es un compuesto volátil tóxico que es un peligroso contaminante del aire.
En la BASE DE DATOS WPI, semana 201606, Thomson Scientific, Londres, UK; AN 2016-019338 XP002772325 y KR 2015 0144875 A (SAMhWa PAINTS IND Co LTD) 2015-12-29 se explica una pintura de poliurea para revestir botes que comprende, entre otros ingredientes, isocianato y material de relleno. Sin embargo, una pintura de este tipo no es adecuada para las marcas de carreteras o suelos, ya que no se adhiere adecuadamente a los sustratos asfálticos y, así, es una pintura pulida y, por lo tanto, inadecuada para el tráfico.
En la Solicitud de Patente CA2242132A1 se explica una composición de revestimiento de poliurea de un componente curable a temperatura normal, que comprende un isocianato cuasiprepolimérico y una resina de poliamida. En algunas realizaciones de este documento se explica el uso de un pigmento, en donde la relación resina:pigmento es de aproximadamente 5:1.
En el documento US 2003/0130368 A1 se proporciona un método para el tratamiento de materiales de relleno con agentes de tratamiento con fosfato orgánico y la suspensión de dichos materiales de relleno tratados en polioles para fabricar espumas de poliuretano. Sin embargo, tales espumas de poliuretano no son adecuadas para preparar pinturas. El documento US2011/0151113A1 se refiere a composiciones de revestimiento preparadas a partir de formulaciones que incluyen múltiples componentes que incluyen al menos un poliisocianato y al menos una poliamina y al menos un poliol. Dicho poliol se introduce en un intento de controlar la reactividad y la velocidad de curado.
Las pinturas para marcas de carreteras usadas en la actualidad tienen las siguientes desventajas:
• secado lento: las pinturas para marcas de carreteras o marcas de suelos ya conocidas tienen un tiempo de secado elevado (desde aproximadamente 30 minutos hasta incluso 24 horas), lo que hace necesario establecer restricciones de tráfico para su aplicación (cerrar o desviar temporalmente el tráfico) mediante el uso de algunos elementos de señalización específicos (conos reflectantes, balizas, indicadores, semáforos, agentes de dirección del tráfico) que deben retirarse posteriormente. Todo el proceso de aplicación de estas pinturas se lleva a cabo exponiendo al riesgo de lesiones a las personas que aplican estas marcas de carreteras desde el momento en que se instituyen las restricciones de tráfico hasta el momento en que se levantan las restricciones de tráfico;
• contaminación: varias pinturas para marcas de carreteras, como aquellas a base de disolventes orgánicos, contienen componentes volátiles que son tóxicos para los seres humanos y contaminantes para el medio ambiente; las pinturas termoplásticas que no contienen componentes orgánicos volátiles se aplican mediante un método contaminante de combustión de combustible para llevar y mantener los materiales a temperaturas de aplicación de 160 °C a 200 °C;
• baja durabilidad: las marcas de carreteras se desgastan, particularmente en condiciones de tráfico intenso. Para aumentar la durabilidad de las marcas, en la actualidad se usan pinturas que se aplican en una capa gruesa (capa aplicada de hasta 9000 pm), siendo un ejemplo las pinturas termoplásticas aplicadas en caliente; sin embargo, el alto consumo de material y la tecnología de aplicación generan altos costes y también existe el riesgo de accidentes, por ejemplo, de los motociclistas al cruzar dichas marcas de capas gruesas;
• pérdida de retrorreflexión y visibilidad cuando llueve: la visibilidad de las marcas de carreteras durante la noche se obtiene incorporando perlas de vidrio que reflejen la luz de los faros de los vehículos en la carretera. Para ello, se recomienda el uso de algunas perlas de vidrio de gran tamaño (con un diámetro mayor que 800 pm), cuya capacidad de reflexión de la luz es mayor en comparación con la de las perlas de vidrio de dimensiones más pequeñas. Debido a la baja durabilidad (baja resistencia al desgaste) de las pinturas conocidas en este momento, la capa de perlas incorporadas en la superficie de las marcas se elimina en un tiempo relativamente corto de uso de la marca, lo que hace que se pierda su capacidad de retrorreflexión. Este problema se resolvió mediante el uso de pinturas termoplásticas aplicadas en una capa gruesa (2000 pm hasta 9000 pm), que son más caras, pero que son las únicas hasta ahora que pueden incorporar perlas de vidrio de gran tamaño en la composición de la pintura. Sin embargo, las perlas de vidrio se hunden en la composición de estas pinturas y salen a la superficie solo después de que la capa de marcado se haya desgastado, de modo que la capa de marcado no muestra una retrorreflexión inmediata (inmediatamente después de la aplicación). Asimismo, dado que las pinturas de poliuretano conocidas tienen una baja resistencia al desgaste, las perlas de vidrio deben incorporarse a estas en una proporción de al menos el 60% para que permanezcan atrapadas en la pintura. Durante la noche y cuando llueve, la visibilidad de las marcas también está condicionada por un buen drenaje del agua, cuya presencia en la superficie de la marca rebaja el grado de retrorreflexión de las perlas de vidrio. Sin embargo, las marcas continuas aplicadas en una capa gruesa impiden el drenaje del agua y, por eso, deben interrumpirse a intervalos de cierta longitud mediante zanjas de drenaje; otra solución para este problema de drenaje es la aplicación de múltiples puntos de la pintura marcadora (manchas de pintura de 2 cm a 7 cm de largo, espaciadas entre sí y colocadas al azar). Sin embargo, la legislación adoptada en varios países con respecto a la seguridad del tráfico rodado no permite la aplicación de marcas de carreteras con varios puntos para todos los tipos de marcas, lo que constituye una solución particularmente para llevar a cabo las marcaciones marginales;
• baja elasticidad: las vibraciones del sustrato, particularmente en las zonas de mucho tráfico, provocan grietas transversales en las películas de marcas de carreteras, particularmente en climas fríos, cuando se vuelven extremadamente rígidas;
• baja adherencia a los soportes de hormigón brillante, asfalto rocoso desgastado o piedra cúbica (granito, basalto):
esto lleva a la necesidad de usar una imprimación para garantizar la adherencia, lo que genera costes adicionales cuando se aplica sobre dichos soportes y puede tener efectos en el medio ambiente debido a la composición química;
• costes: las pinturas para marcas de carreteras con la resistencia adecuada, aplicadas en una capa gruesa, tienen un coste elevado tanto en términos de materiales como de aplicación, mientras que el uso de pinturas de marcación económicas, aplicadas en capa fina, genera la necesidad de reconstruir con frecuencia La marca de carretera, lo que también implica costes adicionales; otro aspecto es el relacionado con los costes asociados a la necesidad de restringir con frecuencia el tráfico rodado;
• baja resistencia a los agentes químicos externos (derrame accidental de sustancias, disoluciones salinas, etc.):
estos afectan a las marcas de carreteras y generan la necesidad de reconstruirlas con frecuencia, lo que también genera costes adicionales;
• baja resistencia a las acciones relacionadas con el mantenimiento en invierno (remoción de nieve, remoción de la escarcha del acristalamiento): produce la necesidad de reconstruir las marcas de carreteras cuando las palas del quitanieves raspan la marca o cuando las disoluciones salinas corroen el material de esta;
• restricciones relacionadas con el uso en interiores: debido a los problemas relacionados con el alto contenido de compuestos químicos volátiles de algunas de las pinturas de marcado, pero también a las restricciones relacionadas con la dimensión del espacio requerido para manipular los equipamientos de marcación en caso de aplicar pinturas termoplásticas, en espacios cerrados (aparcamientos, tiendas, pasillos, etc.), en la actualidad, se pueden usar casi exclusivamente pinturas a base de agua para marcar carreteras y suelos;
• dificultades relacionadas con la tecnología de aplicación: cada una de las pinturas para marcas de carreteras presenta un cierto grado de dificultad con respecto a la aplicación: las pinturas a base de agua se secan durante un periodo de tiempo más largo; en el caso de las pinturas monocomponentes a base de disolventes orgánicos e incluso de algunas pinturas bicomponentes que contienen un cierto porcentaje de disolvente, su evaporación durante las operaciones de aplicación implica el ajuste frecuente de la viscosidad mediante la adición de diluyentes; también existen restricciones relacionadas con el transporte del material in situ (requieren transporte de conformidad con las normas relativas al transporte de sustancias peligrosas), y dado que se trata de productos inflamables, existe el riesgo de que se produzcan algunos eventos que puedan tener graves consecuencias tanto para el personal que realiza dichas actividades como para el medio ambiente; las pinturas termoplásticas se aplican a altas temperaturas e implican el uso de algunos equipamientos especiales que puedan llevar la pintura a temperaturas tan altas (de hasta 200 °C), un gran esfuerzo de manipulación, riesgo de lesiones al transferir el material caliente del precalentador al tanque de la máquina de marcado, un alto consumo de combustible, quemándose dicho combustible para calentar el material (y que genera emisiones nocivas a la atmósfera); las pinturas a base de poliurea que se pueden aplicar por pulverización y se secan rápidamente tienen altos costes de materiales y no se pueden aplicar en una solera etapa, sino que requieren la aplicación previa de una imprimación, lo que implica altos tiempos de aplicación y altos costes de mano de obra.
La presente invención se dirige a obtener una composición de resina para una pintura para marcas de carreteras o marcas de suelos que debería conferir a la pintura una mayor durabilidad, una buena adherencia al soporte, la posibilidad de un secado rápido, la posibilidad de aplicarse tanto en capa fina como en capa gruesa, una buena incorporación de las perlas de vidrio, incluidas las que tienen un diámetro mayor que 800 pm, un buen drenaje del agua, una mayor elasticidad y que no sea contaminante, manteniendo bajos costes de producción.
Con las composiciones de resina para pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos según la invención se eliminan las desventajas mencionadas anteriormente, ya que comprenden al menos un poliol y al menos un material de relleno que tiene un tamaño de partícula menor que 500 pm, en donde la relación en masa entre el poliol y/o polieterdiamina y el material de relleno es de 1:3 a 1:8, preferiblemente 1:4. Las composiciones de resina obtenidas, por tanto, se pueden combinar con uno o más isocianatos alifáticos y/o aromáticos para la preparación de pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos y que tienen las ventajas mencionadas anteriormente.
Por «al menos un poliol y/o polieterdiamina» se entiende uno o más poliéter-polioles y/o polieterdiaminas, uno o más poliéster-polioles o combinaciones de estos. De la clase de poliéter-polioles se prefieren los derivados de etileno o propileno (polietilenglicol, polipropilenglicol, poli(tetrametil éter) glicol) o polieterdiaminas, y de los poliéster-polioles se usan preferiblemente compuestos de la clase de los sacáridos (por ejemplo, sacarosa, sorbitol).
Dicho «al menos un material de relleno que tiene un tamaño de partícula menor que 500 pm» es un material de relleno en donde el diámetro de partícula no excede de los 500 pm. Preferiblemente, menos del 1% de las partículas de relleno tienen un diámetro de 500 pm o cerca de este tamaño, y la mayoría de las partículas tienen tamaños menores que 300 pm. Dicho relleno puede comprender cualquier material de relleno usado para fabricar las pinturas para marcación y puede comprender, a modo de ejemplo, uno o más componentes seleccionados entre dolomita, cuarzo, carbonato de calcio, talco, dióxido de titanio, arena o mármol molido.
El uso de un material de relleno con un tamaño de partícula menor que 500 pm permite que la pintura de poliuretano preparada con este material de relleno se seque más rápidamente y se aplique directa y rápidamente, en una solera capa, sin requerir una imprimación, incluso en una capa delgada, mediante pulverización a presión, manteniendo al mismo tiempo bajos costes.
A partir de los materiales de rellenos mencionados, se ha descubierto que el uso de dolomita como material de relleno en una composición mencionada, en la que la relación en masa entre el poliol y/o la polieterdiamina y el material de relleno es de 1:3 a 1:8, preferiblemente 1:4, es particularmente ventajoso, ya que la dolomita ha demostrado tener los valores de densidad, viscosidad y dureza más adecuados, de modo que, mediante su uso, se obtienen películas de pintura con mayor resistencia a los factores climáticos, con un aumento de la estabilidad mecánica, ya que se rebajan la tensión interna y la tendencia de la película a contraerse, eliminándose, por tanto, la posibilidad de desarrollar grietas y absorber agua, y la alta dureza y mejor resistencia a los medios ácidos de la dolomita aumentan la durabilidad de la pintura de poliuretano que la contiene. Debido a que la dolomita tiene una alta pureza, una intensidad de blanco natural, una estructura cristalina homogénea y una distribución estrecha del tamaño de las partículas, hace que la pintura obtenida con ella tenga una mayor retrorreflexión, ya que rodeará estrechamente las perlas de vidrio y hará que funcionen como espejos, reflejando la luz en una proporción muy alta.
En una realización preferida, se emplea una mezcla de dos surtidos de dolomita: dolomita pequeña, con tamaños de partículas en el intervalo de 100 pm a 200 pm y dolomita grande, con tamaños de partículas en el intervalo de 106 pm a 500 pm, en una dolomita pequeña: gran relación en masa de dolomita de 6:1. Preferiblemente, aproximadamente la mitad de la cantidad de dolomita pequeña tiene tamaños de partículas menores que 100 pm. Esta mezcla de dolomita demostró aportar sorprendentemente mejores propiedades a la composición: mejor flujo, una relación calidad/precio óptima y un efecto máximo de las prestaciones de durabilidad, retrorreflexión y resistencia al deslizamiento. Al mismo tiempo, el uso de los dos surtidos de dolomita en la relación mencionada asegura la posibilidad de pulverizar el producto debido a las dimensiones específicas de las partículas, preparándose la mezcla de pulverización en una cámara de mezcla de alta presión.
En otra realización preferida, dicho «al menos un material de relleno» comprende dolomita, preferiblemente la mezcla de dolomita pequeña y grande mencionada anteriormente, y al menos un 7,5% en peso de dióxido de titanio. La dolomita y el dióxido de titanio conferirán la opacidad de la marca, lo que aumenta la intensidad de retrorreflexión independientemente de la incorporación de las perlas de vidrio. Para obtener marcas blancas, se usa preferiblemente un material de relleno que comprende dolomita y dióxido de titanio (TiÜ<2>), en una relación en masa de 10:1 a 15:1. El dióxido de titanio de este material de relleno también funciona como pigmento; la marca de carreteras obtenida cumple con las normas vigentes en cuanto a la intensidad de blancura. Se prefiere una relación dolomita:dióxido de titanio de 12:1, lo que garantiza una relación precio/calidad óptima. Se comprobó que el uso en la pintura para marcas de carreteras o marcas de suelos de una mezcla de material de relleno:poliol y/o polieterdiamina, en donde el material de relleno consiste en una mezcla de dolomita:dióxido de titanio en una relación 12:1, asegura la formación de una capa de pintura compacta con mayor opacidad, así como con una densidad óptima, asegurando una distribución uniforme de las perlas de vidrio pulverizadas de forma concomitante con la aplicación de pintura, evitándose así su hundimiento en la película recién aplicada, lo que contribuye a un aumento considerable del grado de retrorreflexión y de la resistencia al deslizamiento. La resistencia al deslizamiento puede mejorarse adicionalmente introduciendo un porcentaje limitado de cuarzo en el material de relleno, lo que confiere una cierta rugosidad a la pintura. Un material de relleno preferido, que combina de manera óptima las propiedades y ventajas mencionadas de la dolomita, el dióxido de titanio y el cuarzo, tiene una relación dolomita:dióxido de titanio:cuarzo de 6:1:1.
En otra realización preferida, para obtener una pintura de poliuretano para marcas de carreteras que pueda aplicarse mediante pulverización, dicho «al menos un material de relleno» tendrá un tamaño de partícula en el intervalo de 20 pm a 200 pm de diámetro, preferiblemente de 100 pm a 150 pm.
La composición de resina según la invención comprende una cantidad de material de relleno significativamente mayor que las composiciones similares conocidas para pinturas para marcas de carreteras y marcas de suelos, en donde la relación en masa entre el componente de poliol y/o polieterdiamina y el material de relleno es generalmente de alrededor de 1:1. Para ser usadas en condiciones de tráfico intenso, estas composiciones conocidas implican altos costes, generados por la gran cantidad de polioles empleados para obtener una pintura de marcas de carreteras que se aplique en una capa que tenga el espesor necesario para presentar las prestaciones de las marcas de carreteras solicitadas por las normas vigentes en diversas jurisdicciones de todo el mundo. En la presente invención, se comprobó sorprendentemente que el aumento del porcentaje de material de relleno incorporado a la composición, cuando se usan materiales de relleno con un tamaño de partícula menor que 500 pm, particularmente los materiales de relleno a base de dolomita, como se describió anteriormente, confiere a la pintura de poliuretano obtenida con la composición de resina: mayor durabilidad, textura antideslizante y alta opacidad que amplifica el grado de retrorreflexión y contribuye a aumentar la visibilidad, con un bajo coste unitario y una alta productividad; y las composiciones preferidas que se indican a continuación pueden usarse en pinturas para marcas de carreteras y marcas de suelos aplicadas ventajosamente (de manera eficiente con respecto a los costes) en una capa fina (de 400 pm a 800 pm), lo que muestra, sin embargo, las prestaciones de las marcas de carreteras en una capa gruesa (de un mínimo de 2000 pm). Al mismo tiempo, el alto porcentaje de material de relleno según la invención conduce a un aumento de la densidad de la composición, lo que hace que las perlas de vidrio permanezcan en la superficie tras su incorporación (ya no se hunden en la composición), de modo que la marca de carretera mostrará una retrorreflexión inmediata (inmediatamente después de la aplicación de la marca). Asimismo, el uso de un material de relleno que tiene un tamaño de partícula menor que 500 pm confiere una capacidad de flujo inesperada y una facilidad de aplicación para una pintura que comprende una gran cantidad de materiales de relleno.
Sin embargo, la alta cantidad de material de relleno en la composición de resina según la invención conduce a un aumento de la viscosidad de la composición, lo que puede entorpecer su aplicación con los equipamientos existentes, de forma no manual. Para obtener una composición de resina con las propiedades y ventajas mencionadas, a partir de la cual preparar una pintura para marcas de carreteras o marcas de suelos que sea fácil de aplicar, incluso mediante el método de solera/zapata o mediante pulverización en una capa fina, es deseable mejorar aún más el flujo de la composición. Esto se consiguió añadiendo a la composición de resina agentes humectantes de relleno y/o agentes modificadores de la viscosidad. Obviamente, al humedecer el relleno, la viscosidad de la composición también se modificará: por lo tanto, los agentes humectantes de relleno y los agentes modificadores de la viscosidad pueden consistir en las mismas sustancias.
Los agentes humectantes de relleno según la invención se añaden al material de relleno preferiblemente en una etapa inicial, antes de añadir dicho o dichos polioles y/o polieterdiaminas, y los agentes modificadores de la viscosidad según la invención se añaden a la composición de resina preferiblemente después de mezclar el poliol y/o la polieterdiamina con el material de relleno.
La selección de agentes modificadores de la viscosidad y/o agentes humectantes de relleno para mejorar el flujo de la pintura según la invención, así como de la proporción en la que estos pueden añadirse, no es fácil, debido al hecho de que muchos de ellos pueden interactuar con los componentes de la pintura, lo que puede conducir a cambios no deseados de las propiedades de la pintura. Se comprobó que los agentes modificadores de la viscosidad y/o los agentes humectantes de relleno mencionados a continuación, usados en las concentraciones indicadas, no cambian indeseablemente las propiedades de la composición de poliuretano y de la pintura de poliuretano obtenida en esta, y aportan mejoras considerables a la composición, como se especificará adicionalmente, incluyendo mejor flujo, que permite la aplicación de la pintura de poliuretano en una sola aplicación, con equipamientos habituales, incluso mediante pulverización, y obteniendo tiempos de secado bajos.
Por tanto, la composición de resina puede comprender del 1,0% al 10,0%, de forma preferible aproximadamente el 5,0%, en peso, en función de la cantidad de material de relleno de al menos un agente humectante de relleno, seleccionado de la clase de surfactantes de silicona (particularmente polidimetilsiloxanos modificados con poliéteres). Una composición de resina que incluya uno o más de dichos agentes humectantes es ventajosa en términos de costes, ya que puede incorporar un porcentaje menor de poliol y/o polieterdiamina en función de la cantidad final de la composición de resina, manteniendo al mismo tiempo el rendimiento de la composición, ya que el agente humectante de relleno evita que el material de relleno absorba un exceso de polioles, al tiempo que aumenta la compatibilidad del material de relleno con el componente de poliol y/o polieterdiamina. Es más, el uso de dicho agente humectante de relleno conducirá a una mejora del flujo y, en consecuencia, a una facilidad de aplicación de la pintura de poliuretano obtenida a partir de esta composición, a rebajar el tiempo de dispersión del material de relleno cuando se mezcla con la composición de poliol y/o polieterdiamina, a mejorar la estabilidad de almacenamiento de la composición de resina y a mejorar la adherencia al soporte y la durabilidad de la pintura de poliuretano obtenida a partir de la composición de resina. Al mismo tiempo, el uso de un agente humectante de relleno mencionado evita ventajosamente que el material de relleno absorba otros componentes, tales como los catalizadores de polimerización, que, por tanto, estarán libres de interactuar con los polioles.
La composición de resina comprende, en porcentaje en masa basado en la cantidad de composición de resina, del 0,5% al 10% de al menos un agente que modifique la viscosidad de la composición de resina, seleccionado entre estearato de 2-etil-hexilo, que tiene doble actividad, tanto en el material de relleno (mejora el flujo) como en el componente de isocianato de la pintura de poliuretano (lo que la hace compatible con el resto de los componentes). Para una composición de resina que se usa para la preparación de una pintura de poliuretano aplicada por extrusión o con solera/zapata/manual, al menos dicho agente modificador de la viscosidad se añade en una cantidad del 0,5% al 5,0%, preferiblemente un 3% en porcentaje en masa basado en la cantidad total de componentes de resina. Para una composición de resina usada para preparar una pintura de poliuretano aplicable mediante pulverización, se añade al menos dicho agente modificador de la viscosidad en una cantidad del 2% al 10%, preferiblemente el 5,0%, en masa, en función de la cantidad total de la composición de resina.
Dichos agentes modificadores de la viscosidad, además de mejorar las propiedades de flujo de la composición, también confieren otras ventajas a la pintura para marcas de carreteras o para marcas de suelos obtenida a partir de la composición de resina que los contiene, a saber, el aumento de la elasticidad (resistencia al alargamiento) y el aumento de la flexibilidad (resistencia a las vibraciones verticales). Todas estas ventajas se obtienen sin los efectos adversos (toxicidad, secado lento) que confiere el uso de algunos disolventes orgánicos o agua como agentes modificadores de la viscosidad y sin cambiar indeseablemente las propiedades de la composición de poliuretano y de la pintura de poliuretano obtenida a partir de esta.
Como se ha mostrado anteriormente, para mejorar el flujo de la composición pueden usarse tanto dichos agentes humectantes de relleno como dichos agentes modificadores de la viscosidad, agentes que pueden consistir inclusivamente en las mismas sustancias. Preferiblemente, cuando se añaden tanto los agentes humectantes de relleno como los agentes modificadores de la viscosidad, la cantidad total de ambos agentes añadidos no excede del 10% del peso de la composición de resina.
La composición de resina puede comprender adicionalmente uno o más de los siguientes componentes, conocidos en el estado de la técnica: al menos un catalizador de polimerización, al menos un pigmento, perlas de vidrio.
La composición de resina puede comprender, además, en porcentaje en masa basado en la masa de la composición de poliol y/o polieterdiamina, del 0,2% al 1,2%, preferiblemente el 0,8%, de al menos un catalizador de polimerización seleccionado de la clase de compuestos organometálicos tales como, por ejemplo, bis(dodecil-tio-dioctil)estannano, que se usa frecuentemente en las composiciones de poliuretano. La cantidad de dicho catalizador de polimerización añadido se selecciona en función del tiempo de secado deseado para la pintura de poliuretano para marcas de carreteras preparada con la composición de resina según la invención. Por tanto, dependiendo de los otros componentes de la pintura y de la temperatura de aplicación, una pintura preparada con una composición de resina según la invención sin la adición de un catalizador de polimerización se seca en un intervalo de tiempo de 2 a 5 horas. T ras añadir una cantidad del 0,2% al 1,2%, en peso, del catalizador de polimerización en función de la composición de resina, la pintura se secará en un intervalo de tiempo de 0,5 a 3 minutos. Dentro de este intervalo, se pueden obtener varios tiempos de secado deseados ajustando adecuadamente el porcentaje de catalizador de polimerización. Un tiempo de secado bajo permitirá una rápida reanudación del tráfico, sin necesidad de imponer restricciones de tráfico.
La composición de resina de poliol puede comprender adicionalmente al menos un pigmento seleccionado entre los pigmentos normales para pinturas, tales como: dióxido de titanio, pigmentos de ftalocianina (azul y verde), negro de carbón, óxido de hierro negro, etc., siendo, por tanto, posible producir cualquier color de marca deseado. Preferiblemente, la cantidad de pigmento es del 5% al 10%, preferiblemente del 6%, de la masa de la composición de resina.
Las composiciones de resina preferidas según la invención comprenden, en porcentaje basado en la masa total de la composición:
• del 10% al 20% de al menos dicho poliol y/o polieterdiamina,
• del 40% al 80% de al menos dicho material de relleno, previamente tratado con al menos dicho agente humectante de relleno en una cantidad del 1,0% al 10,0%, preferiblemente el 5,0%, basado en la masa del material de relleno;
• del 0,2% al 1,2%, preferiblemente el 0,8%, de al menos dicho catalizador de polimerización,
• del 0,5% al 10,0% de al menos dicho agente modificador de la viscosidad,
• opcionalmente, al menos un pigmento y/o perlas de vidrio.
Una composición (I) de resina preferida adecuada para preparar una pintura de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos aplicables mediante los métodos de extrusión o de solera/zapata/manual, comprende, en porcentaje basado en la masa total de la composición:
• del 10% al 20% de al menos dicho poliol y/o polieterdiamina,
• del 40% al 80% de al menos dicho material de relleno, previamente tratado con al menos dicho agente humectante de relleno en una cantidad del 1,0% al 10,0%, preferiblemente el 5,0%, basado en la masa del material de relleno;
• del 0,2% al 1,2%, preferiblemente el 0,8%, de al menos dicho catalizador de polimerización,
• del 0,5% al 5,0%, preferiblemente el 3,0% de al menos dicho agente modificador de la viscosidad. Esta composición (I) de resina preferida puede usarse para producir una pintura de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos aplicables por extrusión o por métodos de solera/zapata/manual, con mejores calidades y bajos costes, con buena adherencia al soporte, una excelente incorporación de las perlas de vidrio, características antiabrasión y opacidad óptimas, así como un secado rápido (en 1 a 2 minutos) debido al catalizador de polimerización.
Una composición (II) de resina preferida adecuada para preparar una pintura de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos, aplicable en capa fina, por ejemplo, mediante pulverización, comprende, en porcentaje en masa basado en la masa total de la composición:
• del 10% al 20% de al menos dicho poliol y/o polieterdiamina,
• del 40% al 80% de al menos dicho material de relleno, en donde al menos dicho material de relleno tiene un diámetro de partícula de 20 pm a 200 pm, preferiblemente de 100 pm a 150 pm, previamente tratado con al menos dicho agente humectante de relleno en una cantidad del 1,0% al 10,0%, preferiblemente el 5%, de la masa de material de relleno,
• del 0,2% al 1,2%, de forma preferible aproximadamente el 0,8%, de dicho catalizador de polimerización,
• del 2,0% al 10,0%, preferiblemente el 5,0% de al menos dicho agente modificador de la viscosidad. Esta composición (II) de resina preferida puede usarse para producir una pintura de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos, aplicable mediante pulverización en una capa fina, por ejemplo, de 400 pm hasta 800 pm, con altas calidades y bajos costes, con buena adherencia al soporte, una excelente incorporación de las perlas de vidrio, características antiabrasivas óptimas, flexibilidad y elasticidad, secado rápido y facilidad de aplicación y limpieza de los equipamientos usados.
En otro aspecto de la invención, se proporciona un método para preparar una composición de resina según la invención. La composición de resina según la invención se puede preparar según los métodos normales empleados en el campo, mezclando mecánicamente, en un recipiente adecuado, al menos dicho poliol y/o polieterdiamina con al menos dicho material de relleno hasta su homogeneización. Para las composiciones que comprenden un agente humectante de relleno, el método comprende una etapa previa de mezcla mecánica de al menos dicho material de relleno con al menos dicho agente humectante de relleno durante 4 horas a 2 días. Para el caso en el que se desee conservar la composición de resina para su uso posterior, el método comprende una etapa adicional de sellado hermético de la composición preparada en la etapa anterior, ya sea en el recipiente en donde se preparó o en otro recipiente adecuado. Para las composiciones que comprenden uno o varios de los componentes opcionales adicionales mencionados, el método comprende una etapa de añadir, mientras se mezcla, uno o más de al menos dicho catalizador de polimerización, al menos un agente modificador de la viscosidad, al menos un pigmento, agregados, perlas de vidrio, etc. Esta etapa puede tener lugar antes de la etapa de sellado hermético de la composición en el recipiente adecuado o posteriormente, después de abrir el recipiente sellado herméticamente, por ejemplo, en el lugar de la aplicación de marcado.
En otro aspecto de la invención, se proporciona una pintura de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos, que comprende una composición de resina descrita anteriormente y un componente de isocianato que consiste en uno o más isocianatos alifáticos y/o aromáticos, en una composición de resina de relación en masa: isocianato de 1:0,5 a 10:1.
Dichos «uno o más isocianatos» pueden ser isocianatos alifáticos y/o aromáticos, preferiblemente seleccionados entre diisocianato de difenilmetano (MDI), diisocianato de hexametileno (HDI) o mezclas de estos. El diisocianato de difenilmetano (MDI) confiere a la pintura de poliuretano una alta resistencia al desgaste, una mayor capacidad de incorporar las perlas de vidrio y un secado más rápido, mientras que el diisocianato de hexametileno (HDI) confiere a la pintura de poliuretano elasticidad y flexibilidad, así como resistencia a la radiación UV. En un aspecto preferido de la invención, dichos «uno o más isocianatos» consisten en una mezcla del 0% al 20% de diisocianato de difenilmetano (MDI) y del 80% al 100% de diisocianato de hexametileno (HDI) en porcentaje en masa, de manera preferible aproximadamente el 20% de MDI y el 80% de HDI.
El uso de una gran cantidad de material de relleno (particularmente dolomita) en el componente de resina conducirá a la formación en el componente de isocianato de enlaces de tipo aromático y particularmente de tipo alifático, que confieren a la pintura obtenida, por tanto, una estructura compacta y rugosa (altas propiedades antideslizantes en comparación con una baja cantidad de material de relleno).
Opcionalmente, con el fin de mejorar la resistencia a los rayos UV de la pintura, se puede añadir un aditivo a los rayos UV (que comprende una mezcla de antioxidante, absorbente de UV y amina con impedimento estérico (HALS)) al componente de isocianato, y que permitirá obtener una pintura resistente a los rayos UV incluso cuando se use una cantidad baja o cuando no se use HDI.
Las pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o para marcas de suelos según la invención tienen la ventaja de una alta durabilidad (son de 3 a 8 veces más duraderas que las pinturas del mismo espesor de capa usadas en la actualidad, en condiciones de tráfico idénticas), son resistentes a las condiciones de tráfico intenso, a los golpes, incluidos los golpes con las palas del quitanieves, las patas, etc. Al mismo tiempo, no son contaminantes, por lo que pueden usarse en interiores, tienen una alta elasticidad y flexibilidad, permiten el drenaje del agua sin necesidad de interrumpirlas. También tienen una buena resistencia a las actividades invernales (remoción de nieve, disoluciones salinas, etc.) y una buena adherencia al sustrato, incluso a sustratos difíciles (hormigón de helicóptero, granito, basalto, mármol, etc.), al tiempo que mantienen bajos costes mediante el uso de una alta proporción de material de relleno en la composición de la pintura, así como por la posibilidad de aplicarse en una sola aplicación y/o en una capa fina de pintura, al tiempo que mantienen altas prestaciones de La marca de carretera o de suelos.
Al mismo tiempo, las pinturas para marcas de carreteras o para marcas de suelos, según la invención, tanto las aplicadas por pulverización como las aplicadas por extrusión o por métodos de solera, zapata o manual, permiten la incorporación, simultáneamente con la aplicación, o después de la aplicación, de la pintura al soporte, mientras la superficie de la pintura aún está húmeda, de perlas de vidrio, incluidas perlas de vidrio de gran diámetro. Es conocido en este campo la obtención de la característica de retrorreflexión de marcas de carreteras incorporando en ellas algunas perlas de vidrio que reflejen la luz de los faros de los vehículos de motor. Una ventaja de la pintura para marcas de carreteras según la invención es el hecho de que, debido a la alta densidad conferida por el material de relleno según la invención, incorpora de forma estable perlas de vidrio con un tamaño de diámetro en el intervalo de 150 pm a 1200 pm, incluso para películas de pintura aplicadas con espesores de 400 pm a 800 pm. Es conocido el hecho de que las perlas de vidrio de alta dimensión (con un diámetro mayor que 800 pm) tienen una capacidad de retrorreflexión mayor que la de las perlas de dimensiones inferiores y confieren una buena visibilidad a la marca sobre la que se aplican. Las únicas pinturas conocidas para marcas de carreteras que pueden incorporar dichas perlas de vidrio de grandes dimensiones son, en este momento, las pinturas con espesores elevados de la capa aplicada (de 2000 pm a 9000 pm), que tienen que incorporar en su espesor las perlas de vidrio en una proporción de al menos el 60% del volumen de las perlas, ya que, de lo contrario, las perlas se eliminarán muy rápida y fácilmente como consecuencia del desgaste provocado por el tráfico. Sin embargo, en las marcas conocidas aplicadas en una capa gruesa, las perlas de vidrio se hunden el espesor de la pintura, de modo que la marca carece de retrorreflexión inicial (inmediatamente después de la aplicación) y, solo después de un tiempo, necesaria para que las perlas de vidrio incorporadas en estas alcancen la superficie por el desgaste de la pintura. Asimismo, como se ha mostrado anteriormente, el alto consumo de material y la tecnología de aplicación a alta temperatura usada para las conocidas marcas de carreteras aplicadas en una capa gruesa generan altos costes y, por otro lado, su alto grosor puede suponer un riesgo de lesión, por ejemplo, para los motociclistas al cruzar estas marcas. Al mismo tiempo, estas marcas aplicadas en una capa gruesa no permiten un buen drenaje del agua.
Con las pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos según la invención se resuelven todos estos problemas porque tienen una composición que permite soportar las perlas de vidrio que tienen un diámetro mayor que 800 pm, incluso si las perlas se hunden solo en una proporción del 40% o menos en la capa de pintura aplicada, debido a la alta densidad proporcionada por el material de relleno, lo que permite la incorporación de estas perlas de vidrio que tienen un diámetro mayor que 800 pm también para pinturas de marcas de carreteras aplicadas en una capa fina (menor que 800 pm). En particular, el uso como material de relleno de dolomita y de las mezclas de estas antes mencionadas también conducirá a una mayor retrorreflexión, ya que la dolomita rodeará estrechamente las perlas de vidrio y hará que funcionen como espejos, reflejando la luz en una proporción muy alta. Al mismo tiempo, las pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o para marcas de suelos según la presente invención tienen muy buena resistencia al desgaste y a la abrasión, lo que hace que las perlas de vidrio permanezcan incorporadas a la pintura durante mucho tiempo, incluso en condiciones de tráfico intenso.
Una pintura de poliuretano preferida para marcas de carreteras o marcas de suelos, aplicable mediante métodos de extrusión o de solera/zapata/manual, comprende la composición (I) de resina preferida descrita anteriormente y uno o más isocianatos seleccionados entre diisocianato de hexametileno (HDI), diisocianato de difenilmetano (MDI) y combinaciones de estos (preferiblemente una combinación de HDI: MDI en una relación en masa de 4:1), en una relación en masa de composición (I) de resina: componente de isocianato de 5:1 a 10:1, preferiblemente en una relación de 6,5:1. La pintura de poliuretano obtenida, por tanto, para marcas de carreteras o marcas de suelos se puede aplicar por extrusión o solera/zapata/manual sobre soportes asfálticos y sobre soportes difíciles: soleras de hormigón, brillantes, tratadas, autonivelantes, etc., en varios espesores de la capa de pintura, como, por ejemplo, 1000 pm, 2000 pm, 3000 pm, y muestra una buena adherencia al soporte, se aplica en una sola capa, se seca rápidamente (en aproximadamente 1-2 minutos), tiene una buena resistencia a los rayos UV, alta elasticidad, resistencia a la abrasión y una buena incorporación de las perlas de vidrio, incluidas las perlas de vidrio grandes con un diámetro mayor que 800 pm, obteniéndose una marca de carretera con retrorreflexión inmediata y de excelente calidad, incluso en condiciones nocturnas/húmedas. Se comprobó experimentalmente que, aunque las cualidades de esta pintura de poliuretano para marcas de carreteras o para marcas de suelos siguen siendo superiores a las de otras pinturas conocidas, independientemente del tipo de isocianato seleccionado, el uso de isocianato MDI en la composición de esta pintura de poliuretano para marcas de carreteras o para marcas de suelos conduce a mejor adherencia de las perlas de vidrio sobre la superficie de marcado y a mejor resistencia a la abrasión de estas que en el caso del uso de isocianato HDI, que, sin embargo, confiere mejor elasticidad, flexibilidad y resistencia a los rayos UV. Por lo tanto, y considerando también los costes relacionados, es ventajoso el uso de un componente de isocianato que consista en una mezcla hecha de un 20% de MDI y un 80% de HDI.
Una pintura de poliuretano preferida para marcas de carreteras o marcas de suelos aplicable en capa fina, por ejemplo, mediante pulverización, comprende la composición (II) de resina preferida descrita anteriormente y un isocianato seleccionado entre diisocianato de hexametileno (HDI), diisocianato de difenilmetano (MDI) y combinaciones de estos, en una relación en masa de composición (II) de resina: isocianato de 1:0,5 a 6:1, preferiblemente de 5,1. Para un buen secado de la pintura, así como para una marca de carretera resistente a los rayos UV y con una alta durabilidad, dicho isocianato es preferiblemente una combinación de HDI y MDI en una relación en masa HDI:MDI de 4:1. La pintura de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos obtenida, por tanto, se puede aplicar, por ejemplo, pulverizando sobre soportes de asfalto y sobre soportes difíciles: hormigón, hormigón brillante, hormigón tratado, soleras autonivelantes, etc., en varios espesores de la capa de pintura, tales como 400 gm, 600 gm, 800 gm. Esta pintura muestra una buena adherencia al soporte, se aplica en una sola capa, con un secado muy rápido (por ejemplo, menos de 25 segundos para una pintura previamente acondicionada a una temperatura de 40 °C a 80 °C, preferiblemente 50 °C) y, en consecuencia, su aplicación no requiere señalización con elementos tipo cono u otros elementos de señalización, posiblemente gestión o desvío del tráfico, siendo suficiente la señalización del equipamiento de aplicación. Por tanto, el tiempo de exposición de las personas que usan La marca de carretera en la zona de la calzada se rebaja considerablemente y, en consecuencia, su riesgo de lesiones disminuye. Esta pintura de poliuretano también tiene una buena resistencia a los rayos UV, una alta elasticidad y una resistencia óptima a la abrasión, muestra una buena incorporación de las perlas de vidrio en la superficie de marcado, incluidas las perlas de vidrio grandes, con un diámetro mayor que 800 gm, lo que muestra una retrorreflexión inmediata extremadamente alta, incluso en condiciones nocturnas/húmedas. Al mismo tiempo, esta pintura de poliuretano preferida para las marcas de carreteras o de suelos, aplicable mediante pulverización, tiene la ventaja de una gran facilidad de aplicación y limpieza de los equipamientos empleados, una alta productividad, al tiempo que reduce los costes y la posibilidad de usar plantillas para los elementos de marcas de carreteras (flechas, marcas de pasos de cebra, trampillas, pastillas, etc.). El secado extremadamente rápido permite una disminución considerable de las paradas/desvíos del tráfico, particularmente en las ciudades o en las carreteras con mucho tráfico.
En otro aspecto de la invención, se suministra un kit para preparar las pinturas de poliuretano mencionadas anteriormente, que comprende:
(a) un primer componente que contiene:
• al menos un poliol y/o polieterdiamina y al menos un material de relleno que tiene un tamaño de partícula menor que 500 gm, en donde la relación en masa de poliol y/o polieterdiamina a material de relleno es de 1:3 a 1:8, preferiblemente 1:4; así como
• del 1,0% al 10,0%, de forma preferible aproximadamente el 5,0% de la masa de dicho material de relleno de al menos un agente humectante de relleno, seleccionándose dicho agente humectante de la clase de surfactantes de silicona (por ejemplo, polidimetilsiloxanos modificados con poliéteres) o de estearato de 2-etil-hexilo y/o
• del 0,5% al 10% de la masa total de la composición de resina de al menos un agente modificador de la viscosidad seleccionado entre estearato de 2-etil-hexilo y, opcionalmente,
• del 0,2% al 1,2%, preferiblemente del 0,8%, de la masa total de la composición de resina de al menos un catalizador de polimerización seleccionado de la clase de compuestos organometálicos, tal como, por ejemplo, bis(dodecil-tio-dioctil)estannano; y/o
• al menos un pigmento, agregados y/o perlas de vidrio, y
(b) un segundo componente que comprende uno o más isocianatos alifáticos y/o aromáticos que comprenden diisocianato de difenilmetileno (MDI), diisocianato de hexametileno (HDI) o una mezcla de estos, preferiblemente en una relación en masa HDI: MDI de 4:1,
en una relación en masa entre el componente (a) y el componente (b) de 1:0,5 a 6:1.
El kit según la invención tiene para todos los elementos opcionales mencionados anteriormente los porcentajes mencionados en la descripción de la composición de resina y del componente de isocianato. El kit permite preparar los componentes de forma independiente, almacenarlos en contenedores y transportarlos a los usuarios, quienes pueden mezclar estos componentes para obtener la pintura deseada para las marcas de carreteras o de suelos. La selección de los componentes y de los porcentajes de los elementos de cada kit puede calibrarse de manera que el usuario final pueda obtener a partir de ellos diversas variantes de pinturas que tengan varias propiedades predeterminadas (por ejemplo, para su aplicación en capa gruesa o fina). Opcionalmente, el catalizador de polimerización mencionado puede pertenecer al componente (b) del kit en lugar del componente (a).
En otro aspecto de la invención, se proporcionan métodos para la preparación y aplicación sobre el soporte de las marcas de carreteras o de suelos de la invención.
El método de preparación de las pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos de la invención comprende la etapa de mezclar hasta homogeneizar la composición de resina de la invención, preparada según su método de preparación descrito anteriormente, y dicho o dichos isocianatos.
También se proporciona un método preferido para preparar, en un sistema sin aire, las pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o para marcas de suelos según la invención, aplicable en una capa delgada, que comprende las siguientes etapas:
• transferencia de los componentes que consisten en la composición (II) de resina preferida preparada según el método de preparación descrito anteriormente, y de dicho o dichos isocianatos desde los recipientes respectivos, opcionalmente calentados a una temperatura de 30 °C a 40 °C, a una cámara de mezcla de un dispositivo de aplicación, por ejemplo, una pistola pulverizadora, opcionalmente de forma concomitante con llevar los componentes a una temperatura de 40 °C a 80 °C, de forma preferible aproximadamente 50 °C;
• mezclar los componentes en la cámara de mezcla, en ausencia de aire, a una presión de 6 MPa a 40 MPa (60 bar a 400 bar), de manera preferible aproximadamente 20 MPa (200 bar), para obtener la pintura de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos.
El método de aplicación sobre el soporte de las pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos comprende las siguientes etapas:
• aplicación de la pintura de poliuretano obtenida según el método descrito anteriormente sobre un soporte, y
• opcionalmente, dispersar, por ejemplo, mediante pulverización, perlas de vidrio sobre la pintura aplicada mientras aún está húmeda, preferiblemente de forma concomitante con la etapa anterior.
En una realización preferida, se proporciona un método para la aplicación en una capa gruesa de las pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos, que comprende:
• aplicación sobre un soporte, por ejemplo, mediante extrusión o solera/zapata/manual, en una capa que tiene un espesor de 1000 gm a 8000 gm, preferiblemente de 1000 gm, 2000 gm o 3000 gm, de una pintura obtenida según el método de preparación descrito anteriormente, y
• opcionalmente, dispersar perlas de vidrio, por ejemplo, mediante pulverización, sobre la pintura aplicada, mientras aún está húmeda.
En una realización preferida, se proporciona un método para la aplicación en una capa gruesa de las pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos, que comprende:
• la aplicación sobre el soporte, por ejemplo, mediante pulverización, en una capa de un espesor de 400 gm a 1000 gm, preferiblemente de 400 gm, 600 gm u 800 gm, de una pintura obtenida mediante el método preferido de preparación descrito anteriormente en un sistema sin aire, y
• opcionalmente, dispersar perlas de vidrio, por ejemplo, mediante pulverización, sobre la pintura aplicada mientras aún está húmeda, preferiblemente de forma concomitante con la etapa anterior.
En otro aspecto de la invención, se proporcionan marcas de carreteras o marcas de suelos obtenidas mediante la aplicación sobre el soporte, mediante los métodos descritos anteriormente, de las pinturas de poliuretano descritas anteriormente para marcas de carreteras o marcas de suelos. Dichas marcas de carreteras o marcas de suelos pueden ser, por ejemplo, por un lado, marcas de carreteras o marcas de suelos aplicadas en una capa gruesa o resonante (vibralina), obtenidas mediante la aplicación de la pintura de poliuretano de la invención por extrusión o solera/zapata/manual, y, por otro lado, marcas de carreteras aplicadas en una capa fina mediante el método de aplicación por pulverización, con la posibilidad de usar esténciles para los elementos de marcas de carreteras (flechas, marcas de pasos de cebra, trampillas, pastillas, etc.). Las marcas de carreteras o las marcas de suelos obtenidas mediante el uso de las pinturas de poliuretano de la invención tienen las ventajas descritas anteriormente (durabilidad, textura antideslizante, opacidad, retrorreflexión, elasticidad, flexibilidad, resistencia a los agentes mecánicos, químicos y radiación UV).
A continuación, se proporcionan algunas realizaciones de la invención:
Ejemplo 1. Composición de control
La composición de resina se preparó de la siguiente manera: en un recipiente metálico se mezcló mecánicamente una cantidad de 1000 g de una mezcla de polioles (que comprendía poliéter-polioles) con 2000 g de material de relleno (que consistía en 1200 g de mezcla de dolomita, 200 g de cuarzo, 200 g de carbonato de calcio de varios tamaños de grano, 400 g de TiO<2>) previamente humedecido con 100 g de agente humectante, hasta la homogeneización. Tras la homogeneización, se añadió una cantidad de 600 g de isocianato de MDI y se mezcló. La pintura de poliuretano obtenida, por tanto, se aplicó sobre diversas superficies (asfalto, hormigón, soleras autonivelantes, granito, mármol) en espesores de 1000 pm, 2000 pm y 3000 pm mediante extrusión o con solera/zapata/manual. Sobre la superficie aún húmeda de la pintura se pulverizó para retrorreflexión una mezcla de perlas de vidrio con diámetros de 125 pm a 850 pm, en una cantidad de aproximadamente 350 g/m2 de pintura aplicada.
La marca de carretera resultante mostró un tiempo de secado de alrededor de 2 horas, y las perlas de vidrio se hundieron casi por completo en el espesor de la capa de pintura, lo que provocó una falta de retrorreflexión inmediata (las perlas de vidrio solo cumplían su función con respecto a la retrorreflexión, solo después de que la marca se desgastara por el paso repetido de los vehículos). Al mismo tiempo, la marca de carretera resultante mostró una inestabilidad cromática a los rayos UV y modificó su color en poco tiempo, pasando del blanco al amarillo.
Ejemplo 2
La composición de resina se preparó de la siguiente manera: en un recipiente metálico se mezcló mecánicamente una cantidad de 1000 g de una mezcla de polioles (que consistía en poliéter-polioles) con 4000 g de material de relleno (que consistía en 2400 g de mezcla de dolomita, 400 g de cuarzo, 400 g de carbonato de calcio de varios tamaños de grano, 800 g de TiO<2>) previamente humedecido con 200 g de agente humectante, hasta la homogeneización. Tras la homogeneización, se añadió una cantidad de 600 g de isocianato de MDI y se mezcló. La pintura obtenida, por tanto, se aplicó sobre diversas superficies (asfalto, hormigón, soleras autonivelantes) en espesores de 1 mm, 2 mm y 3 mm mediante extrusión o mediante solera/zapata/manual. Sobre la superficie aún húmeda de la pintura se pulverizó para retrorreflexión una mezcla de perlas de vidrio con diámetros de 150 pm a 1200 pm, en una cantidad de aproximadamente 350 g/m2 de pintura aplicada.
La marca de carretera resultante presentó una buena adherencia al sustrato y una alta resistencia a la abrasión. Al mismo tiempo, la marca de carretera resultante mostró un tiempo de secado de aproximadamente 2 horas, pero se comprobó que, en comparación con la marca de carretera del ejemplo 1, las perlas se hundieron menos en el espesor de la capa de pintura aplicada. Las perlas de vidrio se incorporaron en una proporción del 40% al 50% de su volumen y, no obstante, presentaron una buena estabilidad en la capa de pintura, de modo que permanecieron atrapadas en el límite superior de esta, lo que confirió una retrorreflexión alta e inmediata.
El periodo de secado más prolongado, de aproximadamente 2 horas, permitió limpiar la zapata o el cabezal de aplicación después de llevar a cabo la marcación.
Ejemplo 3
La composición de resina se preparó de la siguiente manera: en un recipiente metálico se mezcló mecánicamente una cantidad de 1000 g de una mezcla de polioles (que comprendía poliéter-polioles) con 4000 g de material de relleno (que comprendía 3200 g de dolomita y 800 g de TiO<2>) que se humedeció previamente con 200 g de agente humectante hasta la homogeneización. Tras la homogeneización, se añadió una cantidad de 800 g de isocianato de MDI y se mezcló. La pintura de poliuretano obtenida, por tanto, se aplicó sobre diversas superficies (asfalto, hormigón, soleras autonivelantes) en espesores de 1000 pm, 2000 pm y 3000 pm mediante extrusión o con solera/zapata/manual. Sobre la superficie aún húmeda de la pintura se pulverizó para retrorreflexión una mezcla de perlas de vidrio con diámetros de 150 pm a 1200 pm, en una cantidad de aproximadamente 350 g/m2 de pintura aplicada.
La marca de carretera resultante mostró mejor resistencia a los rayos UV que la del ejemplo 2, pero un descenso de la resistencia a la abrasión y una unión más débil de las perlas de vidrio que la conferida por el uso del isocianato de MDI en el ejemplo 2.
Ejemplo 4
La composición de resina se preparó de la siguiente manera: se mezcló mecánicamente, en un recipiente metálico, una cantidad de 1000 g de una mezcla de polioles (que comprendía poliéter-polioles) con 4000 g de material de relleno (que comprendía 3200 g de dolomita y 800 g de TiO<2>) previamente humedecido con 200 g de agente humectante y 30 g de catalizador de polimerización (bis(dodecil-tio-dioctil)estannano) hasta la homogeneización. Tras la homogeneización, se añadió una cantidad de 800 g de isocianato de MDI y se mezcló. La pintura de poliuretano obtenida, por tanto, se aplicó sobre diversas superficies (asfalto, hormigón, soleras autonivelantes) en espesores de 1000 pm, 2000 pm y 3000 pm mediante extrusión o con solera/zapata/manual. Sobre la superficie aún húmeda de la pintura se pulverizó para retrorreflexión una mezcla de perlas de vidrio con diámetros de 150 pm a 1200 pm, en una cantidad de aproximadamente 350 g/m2 de pintura aplicada.
La marca de carretera resultante presentó una buena adherencia al sustrato, alta elasticidad, alta resistencia a la abrasión y una retrorreflexión inmediata. Al mismo tiempo, la marca de carretera resultante presentó un secado rápido, en aproximadamente 1-2 minutos.
Se comprobó que el uso de isocianato de MDI daba como resultado una marca de carretera con buena unión de las perlas de vidrio y mayor resistencia a la abrasión, mientras que el uso de isocianato de HDI confería mayor resistencia a los rayos UV.
Ejemplo 5
La composición de resina se preparó de la siguiente manera: se mezcló mecánicamente, en un recipiente metálico, una cantidad de 1000 g de una mezcla de poliol y polieterdiamina (que comprendía poliéter-polioles y polieterdiaminas) con 4000 g de material de relleno (que comprendía 3000 g de mezcla de dolomitas pequeñas y grandes, 500 g de cuarzo y 500 g de TiO<2>) previamente humedecidas con 200 g de agente humectante, con 25 g de catalizador de polimerización (bis(dodecil-tio-dioctil)estannano) y con 260 g de agente reductor de la viscosidad (del tipo estearato de 2-etil-hexilo) hasta la homogeneización.
Por separado, se prepararon 1000 g de una mezcla de isocianato que comprendía 800 g de HDI y 200 g de MDI.
La composición de resina y la composición de isocianato se aspiraron de dichos recipientes calentados a una temperatura de 30 °C a 40 °C, mediante bombas hidráulicas que llevaban a cabo la transferencia hacia la máquina de preparación y aplicación. La máquina estaba equipada con un dosificador, un sistema para calentar el material a temperaturas en el intervalo de 50 °C a 70 °C y con bombas hidráulicas que bombeaban por separado los dos componentes (la composición de resina y la composición de isocianato), a una presión de 20 MPa (200 bar), hasta una pistola pulverizadora, donde había una cámara de mezcla y boquillas de atomización. Para mantener y controlar la temperatura, los componentes se transfirieron de la máquina a la pistola a través de mangueras calentadas eléctricamente. La pintura de poliuretano obtenida, por tanto, se aplicó pulverizando con la pistola pulverizadora sobre diversas superficies (asfalto, hormigón, soleras autonivelantes, incluidas las superficies difíciles, como las brillantes, tratadas, etc.), en espesores de 400 pm, 600 pm y 800 pm. La pistola también estaba equipada con un sistema de limpieza para evitar su obstrucción por la reacción de los dos componentes en las boquillas de atomización.
De forma concomitante, se pulverizaron perlas de vidrio para retrorreflexión sobre la capa de pintura de poliuretano, a una presión de 0,1 MPa a 0,2 MPa (1 bar a 2 bar), en forma de una mezcla con diámetros entre 250 pm y 1200 pm, en una cantidad de aproximadamente 350 g/m2 de pintura aplicada.
La marca de carretera resultante presentó buena adherencia al sustrato, una resistencia a la abrasión óptima, alta elasticidad, buena resistencia a los rayos UV y excelente incorporación de las perlas de vidrio, con una retrorreflexión inmediata extremadamente alta. Las cualidades de esta marca de carretera en una capa de 400 pm a 600 pm se probaron internamente para las clases P6 y P7 de resistencia al desgaste en 2 millones y 4 millones de pases, con muy buenos resultados, comparables a los de una pintura en una capa de más de 2 mm.
Al mismo tiempo, la marca de carretera presentó un secado muy rápido de unos 5-10 segundos.
También, la pintura de poliuretano para marcas de carreteras obtenida, por tanto, mostró fácil aplicación y limpieza de los equipamientos empleados.
Claims (15)
1. Composición de resina para pinturas de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos, que comprende: al menos un poliol y/o polieterdiamina y al menos un material de relleno que tiene un tamaño de partícula menor que 500 pm, en donde la relación en masa de poliol y/o polieterdiamina a material de relleno es de 1:3 a 1:8, preferiblemente 1:4;
y:
- del 1,0% al 10,0%, de manera preferible aproximadamente el 5,0%, en base a la masa del material de relleno de al menos un agente humectante de relleno que se selecciona de la clase de surfactantes de silicona (por ejemplo, polidimetilsiloxanos modificados con poliéteres) o estearato de 2-etil-haxilo y
- del 0,5% al 10% basado en la masa de la composición de resina total de al menos un agente modificador de la viscosidad seleccionado entre estearato de 2-etil-hexilo.
2. Composición de resina según la reivindicación 1, en donde al menos dicho material de relleno comprende uno o más de lo siguiente: dolomita, cuarzo, carbonato de calcio, talco, dióxido de titanio, arena, mármol molido, preferiblemente dolomita en forma de una mezcla de dos surtidos de dolomita con tamaños de partícula de 100 pm a 250 pm y 106 pm a 500 pm, respectivamente, en una relación en masa de 6:1.
3. Composición de resina según la reivindicación 2, en donde al menos dicho material de relleno está hecho de una mezcla de dolomita y dióxido de titanio (TiÜ<2>) en una relación en masa de dolomita: (TiÜ<2>) desde 10:1 hasta 15:1, preferiblemente 12:1.
4. Composición de resina según la reivindicación 2, en donde al menos dicho material de relleno comprende una mezcla de dolomita, cuarzo y dióxido de titanio, en una relación en masa de dolomita: cuarzo:TiÜ<2>de 6:1:1.
5. Composición de resina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos dicho material de relleno tiene un tamaño de partícula en el intervalo de 20 pm a 400 pm de diámetro, preferiblemente de 100 pm a 250 pm.
6. Composición de resina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente, en porcentaje en masa:
- del 0,2% al 1,2%, preferiblemente el 0,8%, de la masa total de la composición de resina de al menos un catalizador de polimerización seleccionado de la clase de compuestos organometálicos, tal como, por ejemplo, bis(dodecil-tiodioctil)estannano; y/o
- al menos un pigmento, agregados y/o perlas de vidrio.
7. Composición de resina según la reivindicación 6, que comprende, en porcentaje en masa:
• del 10% al 20% basado en la masa total de la composición de resina de al menos dicho poliol y/o polieterdiamina;
• del 40% al 80% basado en la masa total de la composición de resina de al menos dicho material de relleno; • del 0,5% al 5,0%, preferiblemente el 3%, basado en la masa total de la composición de resina de al menos dicho agente modificador de la viscosidad;
• del 1,0% al 10,0%, de manera preferible aproximadamente el 5,0%, en base a la masa del material de relleno de al menos dicho agente humectante de relleno;
• del 0,2% al 1,2%, preferiblemente el 0,8%, en base a la masa total de la composición de resina de al menos dicho catalizador de polimerización;
• opcionalmente, al menos un pigmento, agregados y/o perlas de vidrio.
8. Composición de resina según la reivindicación 6, en donde al menos dicho material de relleno tiene un diámetro de partícula de 20 pm a 200 pm, preferiblemente de 100 pm a 150 pm y que comprende, en porcentaje en masa:
- del 10% al 20% basado en la masa total de la composición de resina de al menos dicho poliol y/o polieterdiamina; - del 40% al 80% basado en la masa total de la composición de resina de al menos dicho material de relleno; - del 2,0% al 10,0%, preferiblemente el 5,0%, basado en la masa total de la composición de resina de al menos dicho agente modificador de la viscosidad;
- del 1,0% al 10,0%, de manera preferible aproximadamente el 5,0%, basado en la masa total del material de relleno de al menos dicho agente humectante de relleno;
- del 0,2% al 1,2%, preferiblemente el 0,8%, en relación con la masa total de la composición de resina de al menos dicho catalizador de polimerización;
- opcionalmente, al menos un pigmento, agregados y/o perlas de vidrio.
9. Uso de una composición de resina que comprende al menos un poliol y/o polieterdiamina y al menos un material de relleno que tiene un tamaño de partícula menor que 500 gm, en donde la relación en masa de poliol y/o polieterdiamina: material de relleno es de 1:3 a 1:8, preferiblemente 1:4 en una pintura de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos.
10. Pintura de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos, que comprende una composición de resina según cualquiera de las reivindicaciones 1-9 y un componente de isocianato que consiste en uno o más isocianatos alifáticos y/o aromáticos, en una relación en masa de composición de resina: isocianato de 1:0,5 a 6:1.
11. Pintura de poliuretano según la reivindicación 10, en donde el componente de isocianato comprende diisocianato de difenilmetileno (MDI), diisocianato de hexametileno (HDI) o una mezcla de estos, preferiblemente en una relación en masa HDI: MDI de 4:1.
12. Kit para la preparación de una pintura de poliuretano según las reivindicaciones 10 u 11, que comprende:
(a) un primer componente que contiene:
- al menos un poliol y/o polieterdiamina y al menos un material de relleno que tiene un tamaño de partícula menor que 500 |um, en donde la relación en masa de poliol y/o polieterdiamina a material de relleno es de 1:3 a 1:8, preferiblemente 1:4;
así como
- del 1,0% al 10,0%, de manera preferible aproximadamente el 5,0% basado en la masa de dicho material de relleno de al menos un agente humectante de relleno, en donde dicho agente humectante puede seleccionarse de la clase de surfactantes de silicona (por ejemplo, polidimetilsiloxanos modificados con poliéteres) o de estearato de 2-etil-hexilo y/o
- del 0,5% al 10% basado en la masa de la composición de resina total de al menos un agente modificador de la viscosidad seleccionado entre estearato de 2-etil-hexilo
y, opcionalmente,
- del 0,2% al 1,2%, preferiblemente el 0,8%, basado en la masa total de la composición de resina de al menos un catalizador de polimerización seleccionado de la clase de compuestos organometálicos, tal como, por ejemplo, bis(dodecil-tio-dioctil)estannano; y/o
- al menos un pigmento, agregados y/o perlas de vidrio;
y
(b) un segundo componente que comprende uno o más isocianatos alifáticos y/o aromáticos que comprenden diisocianato de difenilmetileno (MDI), diisocianato de hexametileno (HDI) o una mezcla de estos, preferiblemente en una relación en masa HDI: MDI de 4:1,
en una relación en masa entre el componente (a) y el componente (b) de 1:0,5 a 6:1.
13. Método para la preparación de una pintura de poliuretano para marcas de carreteras o marcas de suelos según las reivindicaciones 10 u 11, que comprende mezclar hasta homogeneizar la composición de resina según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 con dicho o dichos isocianatos según las reivindicaciones 10 u 11.
14. Método según la reivindicación 13 para la preparación, en un sistema sin aire, de una pintura de poliuretano para marcas de carreteras o para marcas de suelos, aplicable en una capa fina, que comprende las etapas:
• transferir los componentes que consisten en la composición de resina preferida según la reivindicación 9 y al menos dicho isocianato según las reivindicaciones 14 o 15 en una cámara de mezcla de un dispositivo de aplicación, por ejemplo, una pistola pulverizadora, opcionalmente de forma concomitante con llevar los componentes a una temperatura de 40 °C a 80 °C, de manera preferible aproximadamente 50 °C,
• mezclar los componentes en la cámara de mezcla, a una presión de 6 MPa a 40 MPa (60 bar a 400 bar), de forma preferible aproximadamente a una presión de 20 MPa (200 bar).
15. Método para la aplicación sobre el soporte de la pintura para marcas de carreteras o marcas de suelos preparada según los métodos de las reivindicaciones 13 o 14, que comprende las etapas:
i) - aplicación de la pintura sobre el soporte mediante extrusión o solera/zapato/manual, en una capa de 1000 gm a 8000 gm, preferiblemente de 1000 gm, 2000 gm o 3000 gm, o
- aplicación de la pintura de poliuretano sobre el soporte mediante pulverización en una capa de un espesor de 400 gm a 1000 gm, preferiblemente de 400 gm, 600 gm u 800 gm;
ii) opcionalmente, dispersar, por ejemplo, mediante pulverización, perlas de vidrio sobre la pintura aplicada mientras aún está húmeda, preferiblemente de forma concomitante con la etapa anterior.
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