ES2985348T3

ES2985348T3 - Composición de recubrimiento en polvo de un componente y sustrato recubierto con dicha composición de recubrimiento en polvo

Info

Publication number: ES2985348T3
Application number: ES21729872T
Authority: ES
Inventors: Kevin Jeffrey Kittle; Alvarez Maria Jose Gonzalez
Original assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Current assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2024-11-05
Anticipated expiration: 2041-06-01
Also published as: KR20230016000A; KR102858628B1; KR20230016001A; CN115667420A; BR112022021873A2; PL4162001T3; MX2022014846A; EP4162001A1; EP4162001B1; WO2021245045A1; EP4161999A1; TW202212496A; MX2022014845A; TW202208559A; CN115698193A; EP3919573A1; US20230257592A1; CN115667420B; KR102858627B1; US20230287223A1

Abstract

La invención se refiere a una composición de recubrimiento en polvo de un componente que comprende una resina curable y uno o más aditivos de curado para curar la resina curable, en donde la composición de recubrimiento en polvo comprende: - un componente de recubrimiento en polvo que comprende la resina curable y uno o más aditivos de curado; y - en el intervalo de 1,0 a 20 % en peso de un aditivo inorgánico particulado mezclado en seco que consiste en los componentes inorgánicos i), ii) y iii), en donde el componente i) es óxido de aluminio no recubierto o sílice no recubierta, el componente ii) es hidróxido de aluminio y/o oxihidróxido de aluminio, y el componente iii) es sílice, y en donde, si el componente i) es sílice no recubierta, el componente iii) no comprende sílice no recubierta, en donde el aditivo inorgánico particulado mezclado en seco comprende en el intervalo de 50 a 99 % en peso del componente inorgánico iii), en donde el % en peso del aditivo inorgánico mezclado en seco se basa en el peso del componente de recubrimiento en polvo, y en donde el componente de recubrimiento en polvo tiene una distribución de tamaño de partícula con un Dv90 de como máximo 50 μm y un Dv50 de como máximo 30 μm, en donde Dv90 y Dv50 se determinan por difracción láser La invención se refiere además a un sustrato recubierto con dicha composición de recubrimiento en polvo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composición de recubrimiento en polvo de un componente y sustrato recubierto con dicha composición de recubrimiento en polvo

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición de recubrimiento en polvo de un componente que comprende un sistema de curado que comprende una resina curable y uno o más aditivos de curado para curar la resina curable, y a un sustrato recubierto con dicha composición de recubrimiento en polvo.

Antecedentes de la invención

Las composiciones de recubrimiento en polvo son composiciones sólidas que en general comprenden un polímero formador de película sólida o aglutinante o mezclas de diferentes polímeros formadores de película sólida, habitualmente con uno o más pigmentos y, opcionalmente, diluyentes y uno o más aditivos de rendimiento tales como plastificantes, estabilizantes, agentes desgasificantes y auxiliares de flujo. Los polímeros formadores de película habitualmente son polímeros termoendurecibles que curan tras calentamiento, típicamente en presencia de un agente reticulante, que en sí mismo puede ser un polímero. En general, los polímeros pueden tener una temperatura de transición vítrea (Tg), un punto de reblandecimiento o punto de fusión por encima de 30 °C.

Convencionalmente, la fabricación de una composición de recubrimiento en polvo comprende mezcla en estado fundido de los componentes de la composición. La mezcla en estado fundido implica mezcla de alta velocidad, de alta intensidad de ingredientes secos, seguida de calentamiento de la mezcla hasta una temperatura por encima de la temperatura de reblandecimiento del polímero sin curar, pero por debajo de la temperatura de curado, en una mezcladora de composición continua tal como una extrusora de un solo tornillo o de doble tornillo para formar una mezcla fundida. La mezcla fundida extruida se enrolla en forma de una lámina, se enfría hasta que solidifica la mezcla, y posteriormente se tritura en copos y después se pulveriza en un polvo fino. En general, el polvo entonces se somete a una secuencia de operaciones de dimensionado y separación de partículas, tales como molienda, clasificación, decantación, cribado, separación en ciclón, tamizado y filtración.

La composición de recubrimiento en polvo obtenida de ese modo entonces se aplica a un sustrato y se calienta para derretir y fundir las partículas y para curar el recubrimiento. Las composiciones de recubrimiento en polvo pueden aplicarse mediante procesos de lecho fluido, en donde el sustrato se precalienta y se sumerge en un lecho fluido del polvo provocando la fusión del polvo en contacto con la superficie caliente y la adhesión al sustrato, mediante procesos de lecho fluido electrostático, o mediante procesos de pulverización electrostática en donde las partículas de recubrimiento en polvo se cargan electrostáticamente por los electrodos dentro de un lecho fluido o mediante una pistola de pulverización electrostática y se dirigen para depositarse sobre un sustrato conectado a tierra.

Las composiciones de recubrimiento en polvo en general se formulan como las denominadas composiciones de un componente preparadas por mezcla en estado fundido de todos los ingredientes juntos. Se cree que la mezcla en estado fundido de todos los ingredientes es necesaria para mezclar los compuestos formadores de película (una o más resinas curables y aditivos de curado), pigmentos y aditivos de rendimiento en cercana proximidad entre sí, de modo que puedan coalescer y curar para formar un recubrimiento coherente con integridad y las propiedades deseadas. Ocasionalmente, se mezcla en seco pequeñas cantidades de aditivo sólido, típicamente hasta un 1 % en peso, con las partículas de recubrimiento en polvo formadas por mezcla en estado fundido, en particular para mejorar la capacidad de flujo (los denominados agentes de flujo secos).

Otros aditivos en partículas, por ejemplo, agentes matificantes tales como sílice, diluyentes, pigmentos de color, pigmentos biocidas y pigmentos inhibidores de la corrosión, se incorporan típicamente en las partículas de recubrimiento en polvo durante la mezcla en estado fundido. El aditivo en partículas, por lo tanto, se incluye en la resina, lo que puede afectar negativamente a su funcionalidad. La cantidad de aditivo en partículas que puede añadirse en una etapa de mezcla en estado fundido está limitada en vista de la capacidad de procesamiento. Además, una alta cantidad de aditivo en partículas daría lugar a un flujo superficial inaceptablemente reducido durante el curado del recubrimiento en polvo.

Como la cantidad de agente matificante en partículas, tal como, por ejemplo, sílice, que puede usarse en las composiciones de recubrimiento en polvo está limitada, la reducción en el brillo en los recubrimientos en polvo se consigue típicamente usando dos resinas incompatibles, por ejemplo, una resina acrílica y una resina de poliéster, o dos resinas que generan incompatibilidad. La incompatibilidad puede generarse usando resinas que sean inicialmente miscibles, pero que se vuelvan incompatibles durante el curado, por ejemplo, porque difieren en la reactividad y, por tanto, en el tiempo de curado. Los materiales que se vuelven incompatibles durante la formación de película pueden separarse en diferentes dominios de fase y con ello dar lugar a un efecto matificante. El uso de dos resinas, sin embargo, es relativamente caro y es sensible a variaciones en el proceso de extrusión. Además, en composiciones de recubrimiento en polvo que tienen que curar a baja temperatura, no pueden usarse dos resinas que difieren en la reactividad ya que impediría la capacidad de curar a baja temperatura.

En el documento WO 00/01774 se divulga una composición de recubrimiento en polvo que comprende partículas de recubrimiento en polvo poliméricas formadoras de película con una distribución convencional de tamaños de partícula y, mezclados en seco con las mismas, al menos un aditivo modificador del aspecto y un aditivo adicional que comprenden sílice recubierta de cera o que consiste en alúmina junto con hidróxido de aluminio. El uno o más aditivos modificadores del aspecto del documento WO 00/01774 pueden ser material polimérico coloreado, un polvo fino de material polimérico para la reducción en el brillo, uno o más aditivos poliméricos de textura o pigmentos de mica u otros pigmentos de resplandor.

Hay una necesidad de composiciones de recubrimiento en polvo que puedan proporcionar recubrimientos con un aspecto mate, preferiblemente un denominado aspecto mate apagado, es decir, un nivel de brillo de 15 unidades de brillo (GU) o menor, mientras se eviten los problemas de capacidad de procesamiento y otros problemas mencionados anteriormente.

Sumario de la invención

Ahora se ha descubierto que el aditivo en partículas que normalmente no pasaría a través de una etapa de mezcla en estado fundido sin influir en la funcionalidad o la cantidad que puede añadirse, puede ser una mezcla en seco con un componente de recubrimiento en polvo, incluso en cantidades relativamente altas, sin afectar negativamente a la capacidad de procesamiento, mientras aún se consigue una película coherente con propiedades de película deseadas. Al usar un componente de recubrimiento en polvo con partículas relativamente pequeñas y mezcla en seco de un aditivo inorgánico en partículas con tres diferentes componentes inorgánicos incluyendo sílice, con una cantidad relativamente alta de sílice, se obtiene un recubrimiento con un aspecto mate.

Por consiguiente, la invención proporciona, en un primer aspecto, una composición de recubrimiento en polvo de un componente que comprende un sistema de curado que comprende una resina curable y uno o más aditivos de curado para curar la resina curable, en donde la composición de recubrimiento en polvo comprende:

■ un componente de recubrimiento en polvo que comprende la resina curable y el uno o más aditivos de curado;

y

■ en el intervalo de un 1,0 a un 20 % en peso de un aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco que consiste en componentes inorgánicos i), ii) y iii), en donde el componente i) es óxido de aluminio no recubierto o sílice no recubierta, el componente ii) es hidróxido de aluminio y/u oxihidróxido de aluminio, y

el componente iii) es sílice, y en donde, si el componente i) es sílice no recubierta, el componente iii) no comprende sílice no recubierta,

en donde el aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco comprende el intervalo de un 50 a un 99 % en peso de componente inorgánico iii),

en donde el % en peso del aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco se basa en el peso del uno componente de recubrimiento en polvo, y

en donde el componente de recubrimiento en polvo tiene una distribución de tamaños de partícula con un Dv90 de como mucho 50 gm y un Dv50 de como mucho 30 gm, en donde Dv90 y Dv50 se determinan por difracción láser de acuerdo con ISO 13320 usando el modelo de Mie, en donde, si el componente de recubrimiento en polvo tiene una distribución de tamaños de partícula de modo que Dv90 sea como mucho 25 gm y Dv50 sea como mucho 12 gm, la composición de recubrimiento en polvo comprende el intervalo de un 8,0 a un 20 % en peso del aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco, basado en el peso del un componente de recubrimiento en polvo, y

en donde, si el componente de recubrimiento en polvo tiene una distribución de tamaños de partícula de modo que Dv90 está en el intervalo de por encima de 25 a 50 gm y Dv50 está en el intervalo de por encima de 12 a 30 gm, la composición de recubrimiento en polvo comprende el intervalo de un 1,0 a un 8,0 % en peso del aditivo en partículas mezclado en seco, basado en el peso del un componente de recubrimiento en polvo.

En un segundo aspecto, la invención proporciona un sustrato recubierto con una composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con el primer aspecto de la invención.

Descripción detallada de la invención

La composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con la invención comprende un sistema de curado que comprende una resina curable y uno o más aditivos de curado para curar la resina curable.

Una referencia en este documento a un aditivo de curado es a un compuesto que se necesita para curar la resina curable, tal como un agente de curado que reticula con la resina curable, o que influye en la velocidad de la reacción de curado, tal como un catalizador de curado, un iniciador de radicales libres tal como un iniciador térmico de radicales 0 un fotoiniciador, un acelerador o un inhibidor. Una referencia en este documento a un catalizador de curado es a un compuesto que cataliza la reacción de reticulación entre la resina curable y un agente de curado reticulante o, en el caso de una resina curable autorreticulante, cataliza la reacción de autorreticulación.

El uno o más aditivos de curado para curar la resina curable preferiblemente comprenden un agente de curado que reticula con la resina curable y/o un catalizador de curado. Un agente de curado reticulante puede ser una resina en sí mismo, tal como, por ejemplo, una resina epoxídica que reticula con una resina de poliéster con funcionalidad carboxilo o una resina de poliamina que reticula con una resina epoxídica. Se apreciará que, en el caso de un sistema de curado con una resina curable y un agente de curado que es una resina en sí mismo, cualquiera de las dos resinas puede considerarse la resina curable o el aditivo de curado.

La composición de recubrimiento en polvo es una composición de recubrimiento en polvo de un componente que comprende un componente de recubrimiento en polvo que comprende la resina curable y el uno o más aditivos de curado. La composición de recubrimiento en polvo, por tanto, está libre de cualquier componente de recubrimiento en polvo adicional.

Una referencia en este documento a un componente de recubrimiento en polvo es a partículas de recubrimiento en polvo que se obtienen por mezcla en estado fundido de al menos dos ingredientes de recubrimiento en polvo en una mezcladora de composición tal como una extrusora. Como un componente de recubrimiento en polvo se obtiene por mezcla en estado fundido, comprende un polímero que puede reblandecerse, es decir, fundirse, en la mezcladora de composición. Este polímero puede ser la resina curable y/o un agente de curado para la resina curable que es una resina en sí mismo. Un componente de recubrimiento en polvo opcionalmente comprende ingredientes de recubrimiento en polvo adicionales, tales como, por ejemplo, pigmentos, diluyentes o aditivos de rendimiento, por ejemplo, agentes de flujo en estado fundido, agentes desgasificantes o agentes dispersantes.

Como la composición de recubrimiento en polvo de la invención es una composición de recubrimiento en polvo de un componente, el un componente de recubrimiento en polvo comprende la totalidad de la resina curable y del uno o más aditivos de curado.

El componente de recubrimiento en polvo tiene partículas pequeñas, es decir, más pequeñas que las partículas de recubrimiento en polvo de tamaño de partícula convencional. El componente de recubrimiento en polvo tiene una distribución de tamaños de partícula con un Dv90 de como mucho 50 pm y un Dv50 de como mucho 30 pm, preferiblemente con un Dv90 de como mucho 45 pm y un Dv50 de como mucho 25 pm, preferiblemente como mucho 20 pm. Por motivos prácticos, el Dv90 es preferiblemente no menor de 3 pm y el Dv50 es preferiblemente no menor de 1 pm.

El Dv90 es el valor de tamaño de partícula al que un 90 % del volumen total de partículas tiene un tamaño de partícula por debajo de ese valor. Por consiguiente, el Dv50 es el valor de tamaño de partícula al que un 50 % del volumen total de partículas tiene un tamaño de partícula por debajo de ese valor. Una referencia en este documento a Dv90 o Dv50 es al Dv90 o Dv50 determinado por difracción láser de acuerdo con ISO 13320 usando el modelo de Mie.

Preferiblemente, el componente de recubrimiento en polvo tiene una distribución de tamaños de partícula de modo que la relación entre Dv90 y Dv50 esté en el intervalo de 1,5 a 4,0.

En una realización, la distribución de tamaños de partícula del componente de recubrimiento en polvo es tal que Dv90 sea como mucho 25 pm, preferiblemente como mucho 20 pm, y Dv50 sea como mucho 12 pm. Dichas partículas pequeñas en general se obtienen por molienda a chorro. Se ha descubierto que una composición de recubrimiento en polvo con dichas partículas de recubrimiento en polvo pequeñas proporciona mejor estética del recubrimiento curado a través de un mejor flujo y nivelación. Además, pueden pulverizarse películas más delgadas.

El sistema de curado puede ser cualquier sistema de curado que comprenda una resina curable y uno o más aditivos de curado conocidos por ser adecuados para composiciones de recubrimiento en polvo. Dichos sistemas de curado son bien conocidos en la técnica.

Resinas curables adecuadas son, por ejemplo, resinas con funcionalidad carboxilo tales como poliéster con funcionalidad carboxilo, resinas a base de poliéster-amida o (met)acrilato; resinas con funcionalidad amina tales como resinas de poliamida o poliéster-amida; resinas con funcionalidad hidroxilo; resinas epoxídicas o con funcionalidad glicidilo; resinas con funcionalidad anhídrido; y resinas con enlaces insaturados tales como poliéster insaturado.

Aditivos de curado tales como agentes de curado reticulantes o catalizadores de curado para curar dichas resinas curables son bien conocidos en la técnica. Aditivos de curado adecuados para curar resinas con funcionalidad carboxilo son, por ejemplo, p-hidroxialquilamidas o poliisocianato, tal como isocianurato de triglicidilo.

En una realización, la resina curable es poliéster con funcionalidad carboxilo o poliacrilato con funcionalidad carboxilo, preferiblemente poliéster con funcionalidad carboxilo, y el uno o más aditivos de curado comprenden un agente reticulante, preferiblemente una p-hidroxialquilamida o un poliisocianato, preferiblemente isocianurato de triglicidilo. Preferiblemente, la resina curable es poliéster con funcionalidad carboxilo y el uno o más aditivos de curado comprenden una p-hidroxialquilamida como agente reticulante.

En otras realizaciones, el sistema de curado puede ser adecuadamente un sistema de epoxi-poliéster o un sistema de epoxi-amina. En un sistema de curado de epoxi-poliéster, el uno o más aditivos de curado es una resina epoxídica y la resina curable es una resina de poliéster con grupos funcionales reticulables. La resina epoxídica reticula con los grupos funcionales en la resina de poliéster. En un sistema de curado de epoxi-amina, el uno o más aditivos de curado son una resina de poliamina y la resina curable es una resina epoxídica. La resina de poliamina actúa como agente de curado que reticula la resina epoxídica.

Es una ventaja de la composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con la invención que puede obtenerse un recubrimiento de brillo bajo, incluso con una composición de recubrimiento en polvo que cura a baja temperatura. La reducción en el brillo en los recubrimientos en polvo se consigue típicamente usando dos resinas incompatibles o dos resinas que se vuelven incompatibles durante el curado, por ejemplo, porque difieren en la reactividad y, por tanto, en el tiempo de curado. En un sistema de curado que cura a baja temperatura, la resina tiene alta reactividad. Combinar dicha resina con una resina con menor reactividad impediría la capacidad de curar a una baja temperatura. Con la composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con la invención, puede obtenerse un recubrimiento mate sin la necesidad de usar resinas curables que difieran en la reactividad.

En una realización, por lo tanto, el sistema de curado puede curar a una temperatura por debajo de 160 °C, preferiblemente por debajo de 140 °C. Dichos sistemas de curado son bien conocidos en la técnica.

La composición de recubrimiento en polvo comprende el intervalo de un 1,0 a un 20 % en peso de un aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco. El aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco consiste en componentes inorgánicos i), ii) y iii), en donde:

■ el componente i) es óxido de aluminio no recubierto o sílice no recubierta;

■ el componente ii) es hidróxido de aluminio y/u oxihidróxido de aluminio; y

■ el componente iii) es sílice.

Si el componente i) es sílice no recubierta, el componente iii) no comprende sílice no recubierta.

Se ha descubierto que, mediante mezcla en seco del aditivo inorgánico en partículas que es relativamente rico en sílice, puede obtenerse un recubrimiento con un aspecto mate. La cantidad del aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco necesaria para obtener un nivel de brillo específico depende mucho del área superficial específica y, por tanto, del tamaño de partícula de las partículas de recubrimiento en polvo. La cobertura de las partículas de recubrimiento en polvo por partículas inorgánicas provocará la matificación del recubrimiento. Cuanto más pequeñas sean las partículas, más grande será el área superficial y con ello más grande será la cantidad del aditivo mezclado en seco necesario para un aspecto mate. Para cualquier distribución de tamaños de partícula del componente de recubrimiento en polvo, la cantidad del aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco, más en particular la cantidad de sílice, determinará el nivel de brillo del recubrimiento obtenido.

En caso de que el componente de recubrimiento en polvo tenga un Dv90 de 25 pm o menor y un Dv50 de 12 pm o menor, la cantidad del aditivo mezclado en seco puede ser de hasta un 20 % en peso, mientras aún se obtiene un recubrimiento con buen aspecto superficial y buena intensidad de recubrimiento. Si el componente de recubrimiento en polvo tiene un Dv90 de 25 pm o menos y un Dv50 de 12 pm o menor, la cantidad del aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco está en el intervalo de un 8,0 a un 20 % en peso, para obtener un recubrimiento con un aspecto mate.

En caso de que el componente de recubrimiento en polvo tenga un Dv90 en el intervalo de por encima de 25 a 50 pm y un Dv50 en el intervalo de por encima de 12 a 30 pm, la cantidad de aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco está en el intervalo de un 1,0 a un 8,0 % en peso, preferiblemente de un 1,2 a un 5,0 % en peso, para obtener un recubrimiento con un aspecto mate.

Cualquier referencia en este documento al % en peso del aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco es el % en peso basado en el peso del un componente de recubrimiento en polvo.

El aditivo inorgánico en partículas se mezcla en seco con el un componente de recubrimiento en polvo. El aditivo inorgánico en partículas puede mezclarse en seco con el componente de recubrimiento en polvo como una mezcla de los componentes inorgánicos i), ii) y iii), o como componentes inorgánicos separados. Preferiblemente, al menos los componentes i) y ii) se premezclan antes de la mezcla en seco del aditivo inorgánico en partículas con el componente de recubrimiento en polvo. El componente inorgánico iii) puede premezclarse al menos parcialmente con los componentes inorgánicos i) y ii) antes de la mezcla en seco con el componente de recubrimiento en polvo o puede mezclarse en seco por separado con el componente de recubrimiento en polvo.

El aditivo inorgánico en partículas, premezclado (parcialmente) o como los componentes inorgánicos separados i), ii) y iii), puede mezclarse en seco con el componente de recubrimiento en polvo de cualquier manera adecuada, por ejemplo:

■ inyectando el aditivo en partículas a los componentes en polvo en el molino donde el componente en polvo mezclado en estado fundido, extruido, se muele hasta el tamaño de partícula deseado;

■ añadiendo el aditivo en partículas al componente en polvo en la fase de tamizado después de la molienda;

■ añadiendo posteriormente el aditivo en partículas al componente de recubrimiento en polvo en un tambor de polvo, tal como, por ejemplo una mezcladora Turbula®, u otro dispositivo de mezcla adecuado.

Preferiblemente, el aditivo en partículas se añade posteriormente al componente de recubrimiento en polvo en un tambor de polvo u otro dispositivo de mezcla adecuado.

Sin el deseo de limitarse a teoría alguna, se cree que el aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco controla la carga del componente de recubrimiento en polvo y de la sílice en el aditivo, y con ello ayuda a proporcionar una disposición estable y distribuida uniformemente de sílice y partículas de componentes de recubrimiento en polvo, de modo que ambos tipos de partículas pueden pulverizarse uniformemente y producir un recubrimiento con un aspecto coherente e incluso mate.

El componente inorgánico (i) tiene una función de descarga y puede intercambiar electrones con las partículas de recubrimiento en polvo. Tiene sitios de ácido de Lewis y base de Lewis en su superficie, de modo que puede aceptar y donar electrones. Para tener dichas propiedades de descarga, el componente inorgánico (i) no está recubierto.

El componente inorgánico i) puede ser óxido de aluminio o sílice no recubierta. Se prefiere óxido de aluminio, pero en aplicaciones de recubrimiento en polvo, en donde no se desea óxido de aluminio, por ejemplo, para recubrimientos que están en contacto directo con agua potable, tal como recubrimientos para superficies internas de tubos de agua potable, en su lugar puede usarse sílice no recubierta. Si el componente inorgánico i) es óxido de aluminio, es preferiblemente óxido de aluminio cristalino. Puede usarse cualquier forma estructural (polimorfo) de óxido de aluminio. El óxido de gamma-aluminio, opcionalmente en combinación con óxido de delta-aluminio, es particularmente preferido.

Si el componente i) es sílice no recubierta, puede ser cualquier tipo de sílice no recubierta, por ejemplo, sílice de combustión (también denominada sílice pirógena), sílice amorfa micronizada (disponible en el mercado como Syloid® de Grace), sílice precipitada, óxidos mixtos de metal-silicio, y sílice de origen natural, tal como, por ejemplo, tierra diatomácea. Preferiblemente, la sílice es sílice amorfa. La sílice amorfa micronizada es particularmente preferida.

El componente inorgánico ii) es hidróxido de aluminio y/u oxihidróxido de aluminio, preferiblemente hidróxido de aluminio y/u oxihidróxido de aluminio cristalino. Puede usarse cualquier forma estructural (polimorfo) de hidróxido de aluminio u oxihidróxido de aluminio, tal como oxihidróxido de alfa-aluminio, hidróxido de alfa-aluminio, oxihidróxido de gamma-aluminio o hidróxido de gamma-aluminio, preferiblemente oxihidróxido de gamma-aluminio o hidróxido de gamma-aluminio. El componente inorgánico ii) puede tratarse superficialmente (recubrirse) para evitar endurecimiento del componente. El componente inorgánico ii) ayuda a dispersar los otros componentes inorgánicos en el aditivo mezclado en seco. También tiene una función tamponante en el sentido de que el componente ii) hace que el funcionamiento de los componentes inorgánicos i) y iii) sea menos sensible a la concentración.

El componente inorgánico iii) es sílice. Puede usarse cualquier tipo de sílice, incluyendo sílice de combustión (también denominada sílice pirógena), sílice precipitada, sílice amorfa micronizada, óxido mixtos de metal-silicio, y sílice de origen natural, tal como, por ejemplo, tierra diatomácea. Preferiblemente, la sílice es sílice amorfa. La sílice puede tratarse superficialmente (recubrirse) para darle una carga triboeléctrica positiva o negativa. Una carga triboeléctrica negativa puede aportarse, por ejemplo, tratando la superficie de la sílice con un organosilano tal como dimetildiclorosilano, hexametildisilazano, polidimetilsiloxano o mezclas de los mismos. Una carga triboeléctrica positiva puede aportarse, por ejemplo, tratando la superficie de la sílice con un organosilano con grupos finales amino o amonio. Las sílices de combustión tratadas superficialmente con una carga triboeléctrica negativa o positiva están disponibles en el mercado, por ejemplo, de la gama de sílices de combustión HDK® de Wacker Chemie AG. La carga triboeléctrica puede determinarse soplando partículas de sílice de las partículas de hierro transportadoras en un medidor de q/m (de Epping GmbH, Alemania).

Preferiblemente, el componente inorgánico iii) comprende o consiste en una sílice recubierta con una carga triboeléctrica negativa.

El aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco puede comprender sílice recubierta de cera. La sílice recubierta de cera no se considera una sílice con una carga triboeléctrica negativa o positiva. Preferiblemente, la composición de recubrimiento en polvo está libre de cualquier sílice recubierta de cera. Preferiblemente, la composición de recubrimiento en polvo está libre de cualquier sílice recubierta de cera.

El aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco puede comprender una primera y una segunda sílice que son diferentes. Si se usan dos sílices diferentes, preferiblemente la primera sílice es una sílice tratada superficialmente con una carga triboeléctrica negativa y la segunda sílice es una sílice con una carga triboeléctrica positiva seleccionada de sílice no recubierta o una sílice tratada superficialmente con una carga triboeléctrica positiva. Dicha combinación de una sílice tratada superficialmente con una carga triboeléctrica negativa y sílice no recubierta o una sílice tratada superficialmente con una carga triboeléctrica positiva es particularmente preferida, ya que se cree que dicha combinación de sílices equilibra la carga de las partículas de recubrimiento en polvo, envolviendo en sílice las partículas de recubrimiento en polvo o cargando triboeléctricamente las partículas de recubrimiento en polvo a través de contacto de partícula-partícula entre partículas de sílice y partículas de recubrimiento en polvo.

La relación en peso de las dos sílices diferentes está preferiblemente en el intervalo de 10:90 a 90:10, más preferiblemente de 20:80 a 80:20, incluso más preferiblemente de 30:70 a 70:30, aún más preferiblemente de 40:60 a 60:40.

Si el componente i) es sílice no recubierta, entonces el componente iii) no comprende sílice no recubierta. En ese caso, la sílice en el componente iii) está recubierta, preferiblemente recubierta para obtener una carga triboeléctrica negativa. Las expresiones recubierta y tratada superficialmente en conexión con las partículas inorgánicas, se usan en este documento indistintamente.

Si el componente i) es óxido de aluminio, el Dv50 de las partículas de óxido de aluminio es preferiblemente como mucho 0,2 gm. El Dv50 de las partículas de hidróxido de aluminio y/u oxihidróxido de aluminio en el componente inorgánico ii) está preferiblemente en el intervalo de 0,5 a 3,0 gm, más preferiblemente de 0,9 a 2,5 gm.

El Dv50 de la sílice en el componente inorgánico iii) y, si está presente, en el componente i), es preferiblemente como mucho 20 gm, más preferiblemente en el intervalo de 0,01 a 15 gm.

Para evitar los fenómenos electrostáticos indeseados, la composición de recubrimiento en polvo en general no comprende más de un 1,0 % en polvo de óxido de aluminio, basado en el peso total de la composición. Preferiblemente, la cantidad de óxido de aluminio está en el intervalo de un 0,01 a un 0,4 % en peso. La cantidad de componente ii) en la composición de recubrimiento en polvo en general no excede un 5,0 % en peso, basado en el peso total de la composición. Preferiblemente, la cantidad de componente ii) está en el intervalo de un 0,01 a un 3 % en peso, más preferiblemente de un 0,02 a un 1 % en peso. En caso de que el componente inorgánico i) sea óxido de aluminio, la relación en peso de los componentes inorgánicos i) y ii) en el aditivo mezclado en seco está preferiblemente en el intervalo de 1:99 a 80:20, más preferiblemente de 10:90 a 60:40, incluso más preferiblemente de 20:80 a 50:50.

El porcentaje de componente iii) en el aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco está en el intervalo de un 50 a un 99 % en peso, preferiblemente de un 60 a un 98 % en peso. Con un porcentaje menor de componente iii), es decir, sílice, no se consigue un aspecto mate apagado (un nivel de brillo de 15 unidades de brillo o menor medido a 60°).

La composición de recubrimiento en polvo puede comprender un aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco adicional que no comprende ninguno de óxido de aluminio, sílice, hidróxido de aluminio u oxihidróxido de aluminio. La cantidad total de aditivos inorgánicos en partículas mezclados en seco la composición de recubrimiento en polvo no debe exceder un 40 % en peso, preferiblemente, no excede un 35 % en peso, más preferiblemente no excede un 30 % en peso, basado en el peso del componente de recubrimiento en polvo sin uno o más aditivos mezclados en seco.

Dicho aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco adicional puede ser cualquier aditivo inorgánico que pueda proporcionar funcionalidad a la composición de recubrimiento en polvo, por ejemplo, pigmento de color inorgánico, pigmento inorgánico con efecto metálico, pigmento biocida, pigmento anticorrosivo, diluyentes, pigmento opacificante, pigmento conductor o antiestático, pigmento absorbente de infrarrojos, pigmento protector de radiación, copos de vidrio, agente de resistencia a la abrasión o cualquier combinación de dos o más de los mismos.

En una realización, la composición de recubrimiento en polvo está libre de cualquier pigmento con efecto metálico.

Preferiblemente, la composición de recubrimiento está libre de cualquier aditivo mezclado en seco adicional. Si está libre de cualquier aditivo mezclado en seco adicional, la composición de recubrimiento consiste en el un componente de recubrimiento en polvo y el aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco con los componentes inorgánicos i), ii) y iii).

El sustrato puede ser cualquier sustrato adecuado para recubrimiento en polvo, por ejemplo, un sustrato metálico. Si la composición de recubrimiento en polvo es una composición que cura a una temperatura relativamente baja, es decir, a o por debajo de 140 °C, el sustrato puede ser un sustrato que no puede exponerse a altas temperaturas de curado, tales como madera, madera contrachapada o plástico.

Antes de aplicar la composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con la invención, la superficie del sustrato puede tratarse mediante un tratamiento superficial para retirar cualquier contaminante y/o para mejorar la resistencia a la corrosión del sustrato. Dichos tratamientos superficiales son bien conocidos en la técnica y se aplican comúnmente a superficies a recubrir con recubrimientos en polvo.

La composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con la invención puede aplicarse como un acabado sobre una primera capa de composición de recubrimiento en polvo. La primera capa entonces puede ser una composición de recubrimiento en polvo no de acuerdo con la invención. Por tanto, en una realización, el sustrato se recubre con una primera capa de composición de recubrimiento en polvo y después se recubre con una capa superior de la composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con el primer aspecto de la invención.

Debido al tamaño de partícula relativamente pequeño de los componentes de recubrimiento en polvo, la composición de recubrimiento en polvo de la invención puede aplicarse en una capa relativamente delgada. Se ha descubierto que, incluso si se aplica en una capa delgada, se obtiene un recubrimiento con integridad y un aspecto coherente e incluso mate.

La composición de recubrimiento en polvo puede aplicarse con cualquier técnica de aplicación conocida en la técnica, tal como aplicación en lecho fluido o aplicación por pulverización, preferiblemente aplicación por pulverización con una pistola de corona.

La invención se ilustra además por medio de los siguientes ejemplos.

Ejemplos

En la tabla 1, se muestran las composiciones de los aditivos mezclados en seco usados en los ejemplos.

Tabla 1 - Aditivos mezclados en seco usados en los ejemplos (ingredientes en % en peso)

Se preparó un componente de recubrimiento en polvo mezclando en estado fundido todos los ingredientes indicados en la tabla 2 en una extrusora. Una parte del componente de recubrimiento en polvo extruido se molió y tamizó a una distribución convencional de tamaños de partícula (Dv90 de 110 gm y Dv50 de 35 gm), otra parte se molió y se tamizó a una distribución de tamaños de partícula con Dv90 de 40 pm y Dv50 de 15 pm, y una parte adicional se molió a chorro y se tamizó para obtener una distribución de tamaños de partícula con Dv90 de 20 pm y Dv50 de 8 pm.

Tabla 2 - Componente de recubrimiento en polvo

Ejemplos 1-13

Se prepararon composiciones de recubrimiento en polvo mezclando en seco uno de los aditivos 1 a 10 en la cantidad dada en la tabla 3 (% en peso basado en el peso total del componente de recubrimiento en polvo) con el componente de recubrimiento en polvo en una mezcladora de polvo Turbula durante 30 minutos. Las composiciones de comparación de recubrimiento en polvo 11 y 12 no tenían aditivo mezclado en seco. Se preparó una composición de comparación adicional de recubrimiento en polvo 13 mezclando en seco un 5% en peso de aditivo 3 al componente de recubrimiento en polvo con una distribución convencional de tamaños de partícula.

Las composiciones de recubrimiento en polvo 1 a 5, 10c, 12 y 13 se aplicaron por pulverización con una pistola de pulverización de corona sobre un panel metálico. Para ensayar la estabilidad de pulverización, las composiciones de recubrimiento en polvo 6, 7a, 7b, 8a, 8b, 9, 10a y 10b se aplicaron por pulverización usando una pistola de corona a dos electrodos: uno a 30 kV y el otro a -30 kV.

Los dos electrodos se curaron en un horno de convección a 200 °C durante 15 minutos. Los dos electrodos eran similares tanto en el color como en el aspecto mate.

Los recubrimientos pulverizados de composiciones de recubrimiento en polvo 1 a 3 y 10c tuvieron un grosor de película de 10 pm; los recubrimientos pulverizados de composiciones de recubrimiento en polvo 4 a 9, 10a, 10b y 12 tuvieron un grosor de película de 35 pm. La composición de recubrimiento en polvo 11 no pudo pulverizarse debido a la poca fluidez del polvo y, por lo tanto, una muestra de composición 11 se fundió en una placa caliente a 200 °C durante 15 minutos. Los paneles recubiertos por pulverización se curaron en un horno de convección a 200 °C durante 15 minutos.

El brillo de los recubrimientos curados sobre los paneles metálicos y sobre los electrodos se midió por reflejo de la luz a un ángulo de 60° usando un medidor de brillo de Rhopoint Instruments. El nivel de brillo (en unidades de brillo (GU)) se da en la tabla 3. La composición de recubrimiento en polvo 13 se sinterizó y no fluyó en una película cuando se calentó para el curado. El recubrimiento se cayó del panel metálico y, por lo tanto, no pudo determinarse el brillo.

Los recubrimientos curados de las composiciones de recubrimiento en polvo 2 a 6 habían fluido completamente y se obtuvo una película polimérica nivelada e integrada mate (como mucho 15 unidades de brillo) con aspecto mate coherente en toda la superficie. La sílice se unió completamente; no pudo retirarse por frotado con metil etil cetona.

Los resultados muestran que, para una composición de recubrimiento en polvo con un componente de recubrimiento en polvo con partículas muy pequeñas (Dv90 de 20 pm; Dv50 de 8 pm), no se obtiene un aspecto mate con una adición de un 6 % en peso del aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco, no siquiera si dicho aditivo tiene un alto contenido de sílice (composición de recubrimiento en polvo 1). A porcentajes mayores de dicho aditivo, se obtiene un recubrimiento mate (composiciones de recubrimiento en polvo 2 y 3). Con un aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco con un contenido de sílice de solamente un 40 % en peso, no se obtiene un recubrimiento mate, incluso cuando se añade un 10 % en peso del aditivo (composición 10c).

Tabla 3 - Composiciones de recubrimiento en polvo para recubrimientos mates

Para composiciones de recubrimiento en polvo con un componente de recubrimiento en polvo con partículas con Dv90 de 40 pm y Dv50 de 15 pm, se obtienen recubrimientos mate con solamente una baja cantidad de un aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco con un alto contenido de sílice (composiciones de recubrimiento en polvo 4 a 6). Cuando se usó un aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco con un menor porcentaje de sílice (aditivo 7 a 10), no pudo obtenerse un recubrimiento mate estable en pulverización.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición de recubrimiento en polvo de un componente que comprende un comprende una resina curable y uno o más aditivos de curado para curar la resina curable, en donde la composición de recubrimiento en polvo comprende:

- un componente de recubrimiento en polvo que comprende la resina curable y el uno o más aditivos de curado; y - en el intervalo de un 1,0 a un 20 % en peso de un aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco que consiste en componentes inorgánicos i), ii) y iii), en donde el componente i) es óxido de aluminio no recubierto o sílice no recubierta, el componente ii) es hidróxido de aluminio y/u oxihidróxido de aluminio, y

en donde el % en peso del aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco se basa en el peso del un componente de recubrimiento en polvo, y en donde el componente de recubrimiento en polvo tiene una distribución de tamaños de partícula con Dv90 de como mucho 50 pm y Dv50 de como mucho 30 pm, en donde Dv90 y Dv50 se determinan por difracción láser de acuerdo con ISO 13320 usando el modelo de Mie,

en donde, si el componente de recubrimiento en polvo tiene una distribución de tamaños de partícula de modo que Dv90 sea como mucho 25 pm y Dv50 sea como mucho 12 pm, la composición de recubrimiento en polvo comprende el intervalo de un 8,0 a un 20 % en peso del aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco, basado en el peso del un componente de recubrimiento en polvo, y

en donde, si el componente de recubrimiento en polvo tiene una distribución de tamaños de partícula de modo que Dv90 está en el intervalo de por encima de 25 a 50 pm y Dv50 está en el intervalo de por encima de 12 a 30 pm, la composición de recubrimiento en polvo comprende el intervalo de un 1,0 a un 8,0 % en peso del aditivo en partículas mezclado en seco, basado en el peso del un componente de recubrimiento en polvo.

2. Una composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco comprende el intervalo de un 60 a un 98 % en peso de componente inorgánico iii), basado en el peso del aditivo inorgánico en partículas mezclado en seco.

3. Una composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el componente inorgánico i) es óxido de aluminio, y la relación en peso de los componentes inorgánicos i) y ii) en el aditivo mezclado en seco está en el intervalo de 10:90 a 60:40.

4. Una composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el componente inorgánico iii) comprende una sílice recubierta con una carga triboeléctrica negativa.

5. Una composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición de recubrimiento en polvo está libre de sílice recubierta de cera.

6. Una composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el componente inorgánico iii) comprende una primera y una segunda sílice, en donde la primera sílice es una sílice tratada superficialmente con una carga triboeléctrica negativa, y la segunda sílice es sílice no recubierta o una sílice tratada superficialmente con una carga triboeléctrica positiva.

7. Una composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la relación en peso de la primera sílice y la segunda sílice está en el intervalo de 10:90 a 90:10, preferiblemente de 20:80 a 80:20.

8. Una composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la relación en peso de la primera sílice y la segunda sílice está en el intervalo de 30:70 a 70:30, preferiblemente de 40:60 a 60:40.

9. Una composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la resina curable es un poliéster con funcionalidad carboxilo o poliacrilato con funcionalidad carboxilo y el uno o más aditivos de curado comprenden un agente reticulante, preferiblemente una p-hidroxialquilamida o un poliisocianato, preferiblemente isocianurato de triglicidilo.

10. Una composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el sistema de curado puede curar a una temperatura por debajo de 160 °C, preferiblemente por debajo de 140 °C.

11. Un sustrato recubierto con una composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

12. Un sustrato de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el sustrato se recubre con una primera capa de composición de recubrimiento en polvo y después se recubre con una capa superior de la composición de recubrimiento en polvo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.