ITMI930950A1

ITMI930950A1 - Composizione poliuretanica di rivestimento, in particolare quale protezione di sottoscocche di autoveicoli

Info

Publication number: ITMI930950A1
Application number: IT000950A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Bianchini; Giancarlo Cirani; Ettore Sibille; Massimo Tomalino
Original assignee: Italiane Vernici Ind
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1994-11-11
Also published as: ITMI930950A0; IT1264413B1

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce, nel suo aspetto pi? ampio, alla protezione di superfici in genere nei confronti dell'azione abrasiva e contunde di agenti esterni.

In particolare questa invenzione concerne una composizione di rivestimento protettivo di superfici metalliche nei confronti di graffiature, scheggiature e simili abrasioni dovute all'impatto con agenti esterni duri, come ad esempio polvere, pietrisco, ghiaietta e simili.

Ancor pi? in particolare la presente invenzione ? relativa ad una composizione di rivestimento protettivo di sottoscocche di autoveicoli.

E' noto che, per proteggere il sottoscocca di un autoveicolo dall'azione di polvere e pietrisco, viene ad esso applicato, ad esempio mediante tecnica a spruzzo, uno strato di un materiale elastico-gommoso avente spessore consistente in genere tra 500 e 800 ?. E ci? non tanto e non esclusivamente per una reale protezione anticorrosione, quanto per salvaguardare lo strato di fondo cationico nei confronti di grassi, scheggiature e simili.

A causa del consistente spessore, un tale strato protettivo ? anche in grado di sigillare le eventuali giunzioni tra differenti parti metalliche.

In genere l'applicazione di un tale materiale elastico-gommoso, che costituisce poi lo strato protettivo del sottoscocca, viene effettuata dopo il forno di cottura del primer ' " cationico, dopo l?applicazione di sigillante e dopo la cabina di applicazione della mano di fondo, cosicch? la trasformazione di detto materiale avviene contemporaneamente a quella del primer e dei sigillanti .

Il materiale fino ad ora pi? largamente impiegato al suddetto scopo comprende principalmente polivinilcloruro (PVC) oppure un copolimero polivinilcloruro-polivinilacetato (PVC/PVAc) e, in misura ridotta, cariche minerali riempitive, deossidanti acidi, promotori di adesione; questo materiale viene disperso in una miscela plastificante, formando una pasta di viscosit? relativamente elevata (50000-100000 cps) .

Durante il processo di trasformazione (gelifreazione a caldo -circa 140*C-) il suddetto materiale d? origine ad una pellicola continua di PVC incorporante il plastificante e gli altri componenti. ;L'uso di PVC oppure PVC/PVAc coinvolge numerosi riconosciuti inconvenienti di carattere tecnico, tra i quali quelli costituiti dal fatto che: ;durante la gelif icazione a caldo, il plastificante che libera dalla pellicola in via di formazione, condensa sulle pareti laterali e superiore d"Sl forno, da dove pu? gocciolare sulla carrozzeria del veicolo, ;- la pellicola di PVC (oppure PVC/PVAc) degrada molto rapidamente dando luogo a sottoprodotti decisamente inquinanti, ;- la pellicola di PVC invecchia rapidamente, - l'elevata temperatura (circa 200'C) presente nella zona della eventuale marmitta catalitica, determina rapidamente un infragilimento della pellicola di PVC, ;- la pellicola di PVC (oppure PVC/PVAc) ? molto difficilmente verniciabile. ;Il problema tecnico che sta alla base della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione una composizione di rivestimento di superfici in genere e, in particolare, di sottoscocche di autoveicoli che, oltre a superare contemporaneamente tutti gli inconvenienti pi? sopra citati con riferimento alla tecnica nota, consenta una maggiorata efficacia, vale a dire il conseguimento di prestazioni confrontabili con quelle dei rivestimenti di tecnica nota, ma con spessori (e quindi peso) ridotti rispetto ad essi, temperature di trasformazione (reticolazione) decisamente ridotte e una buona sovraverniciabilit? , in particolare nel caso di eliminazione del primer. ;Questo problema ? risolto secondo l'invenzione,da una composizione per rivestimento protettivo di sottoscocche di autoveicoli caratterizzata dal fatto di comprendere un poliuretano ed un addotto but ilcarbitoloformaldeide avente formula ;;; ;; quale plastificante-diluente per detto poliuretano, la quantit? di tale addotto essendo compresa tra 10 e 40% in peso sul peso della composizione. ;I poliuretani utili per la presente invenzione sono i prodotti della reazione tra reticolanti isocianici, bloccati o liberi, ed appropriate resine di reticolazione, scelte tra resine poliestere, polietere, polioli, poliamminiche e loro miscele. ;I reticolanti isocianici preferiti comprendono addotti o prepolimeri a base di toluendiisocianato e difenilmetanisocianato e come eventuali agenti bloccanti , metiletilchetossima , e-caprolattame , dietilmalonato . ;I reticolanti isocianici sono utilizzati xn quantit? comprese tra 21 e 25% in peso sul peso della composizione, mentre le resine di reticolazione sono utilizzate in quantit? comprese tra 16 e 31% in peso sul peso della composizione. ;Vantaggiosamente viene utilizzata una miscela di resine poliestere' flessibili e di resine poliestere rigide; le prime sono ottenute preferibilmente da trimet ilolpropano ,neopentilglicole , dietilenglicole ed acido adipico in appropriati rapporti, ad esempio 1/2/4/6, mentre le seconde sono ottenute da trimetilolpropano , neopentilglicole, acido isoftalico ed acido adipico ad esempio in rapporto 3/4/3/5. ;La reazione di formazione del poliuretano ? catalizzata in modo convenzionale da composti organometallici, mentre la reologia del poliuretano prodotto ? controllata ai valori desiderati tramite appropriati agenti quali, ad esempio e preferibilmente, argille organiche come le bentoniti, e silici idrofobiche o idrofiliche. ;Il catalizzatore ? normalmente utilizzato in quantit? fino a 0,5% in peso mentre la quantit? degli agenti reologici ? compresa tra 1 e 3% in peso. ;I poliuretani utili per la presente invenzione possono vantaggiosamente comprendere cariche inerti, preferibilmente in quantit? comprese nell?intervallo tra 23 e 31% in peso sul peso totale della composizione . ;Particolarmente vantaggiosa ? risultata la grafite, che aumenta in modo apprezzabile la resistenza all'abrasione ed all?umidit? del rivestimento ottenuto con la composizione di questa invenzione. ;L'impiego dell'addotto butilcarbitolof ormaldeide ? molto importante e critico per la composizione di questa invenzione ed ha consentito il raggiungimento di risultati sorprendenti. ;Esso infatti ha dimostrato di assolvere ad una duplice funzione e, pi? precisamente: ;- rendere pi? flessibile la matrice di poliuretano cosicch? essa pu? resistere efficacemente a fenomeni di abrasione senza influenzare negativamente la tenacit? e la coesione del rivestimento, ;- diluire un prodotto (poliuretano) generalmente denso cos? da renderlo atto ad una applicazione a spruzzo. ;Oltre a queste ?funzioni fondamentali per l'ottenimento di un rivestimento protettivo di largo impiego industriale, l'addotto di questa invenzione ha dimostrato di soddisfare completamente le seguenti esigenze subordinate, ma non meno importanti: ;- ottenimento di un materiale "sicuro" ed inerte dal punto di vista tossicologico, ;- scarsa emanazione di odori o addirittura assenza di essi, ;- fenomeno di essudazione praticamente azzerato durante la trasformazione cos? da ridurre nel maggior modo possibile il rischio di "condensazione di plastificante" sulle pareti e sul soffitto del forno ed il conseguente gocciolamento, ;- bassa volatilit? (bassa tensione di vapore) entro una ampia gamma di condizioni di trasformazione, evitando, o riducendo al massimo, l'ottenimento di pellicole difettate, ;- aspetto liscio e levigato sulla superficie del prodotto trasformato, ;- perfetta adesione sul primer cationico, ;- nessuna influenza sulla resistenza del prodotto finale all'invecchiamento, ;- nessuna influenza sulla compatibilit? e sulla capacit? della pellicola protettiva di essere verniciata . ;L'addotto butilcarbitoloformaldeide utilizzato nella composizione di questa invenzione, pu? essere impiegato da solo o congiuntamente ad altri plastificanti e/o diluenti, in funzione strettamente correlata alle applicazioni ed alle propriet? desiderate del rivestimento protettivo finale. ;A tale scopo sono risultati particolarmente utili e vantaggiosi plastificanti come ottilbenzilf talato , dibutilf talato , diot tiladipato , diisodecilf tala to, diisononilf talato , alchilsulf onato , butilcarbitolo adrpato, triottiltrimellitato , diallilf talato ; come diluenti: metossipropilacetato , una miscela di esteri terpenici posta in commercio dalla EXXON con il nome ACTREL 400 ed una miscela di esteri posta in commercio dalla RHONE POULENC con la sigla RPDE o dalla DUPONT con al sigla DBE . ;Utilizzando tali miscele, i risultati migliori sono stati raggiunti quando il rapporto addotto/plastificanti e/o diluenti non era inferiore a 1:3. ;In accordo con la presente invenzione , una composizione poliuretanica per rivestimenti protettivi di sottoscocche di autoveicoli comprende, in percentuali in peso sul peso totale della composizione: . reticolanti isocianici (bloccati) 21-25% . partner di reticolazione (poliesteripolieteri-polioli-poliammine ) 16-31% . riempitivi (cariche minerali) 23-31% . catalizzatore 0-0,5% . agenti reologici 1,0-3,0% . plastificante 10-40% Relativamente alle composizioni di rivestimento protettivo ottenibili da rispettive combinazioni dei componenti pi? sopra elencati, sono state osservate le seguenti propriet? e caratteristiche: ;. tempo di trasformazione 15-30 min. . temperatura di trasformazione 120-160?C . contenuto di solidi (2 h a 120-160?C) 75-95% . viscosit? BR00KFIELD 10000-200000cps . flussometro 10-60 sec . . resistenza all'abrasione (sabbia ;metallica sotto pressione) efficacia medio/alta . adesione su primer elettrof oretico buona . plasticit? buona . reistenza alla prova d'invecchiamento ;(corrosione ) media-buona . resistenza allo "sagging" (scorrimento) buona . compatibilit? e sovraverniciabilit? buona . stabilit? al magazzinaggio a temperatura ;ambiente buona . stabilit? all'immagazzinaggio a 40?C , sufficiente . densit? 1,15*1,25 g/cc colore nero/grigio scuro spessore ottimale del film secco

come strato protettivo nei confronti di

pietrisco 100-200 ? spessore ottimale del film secco come

sottoscocca 300-600 ? Il poliuretano utilizzato nella composizione di questa invenzione pu? essere del tipo monocomponente o del tipo bi-componente, a seconda del fatto che i componenti siano miscelati durante il processo di fabbricazione o durante la fase di applicazione.

Nel primo caso la resina poliestere prescelta cos? come i prescelti reticolanti isocianici, vengono caricati in un recipiente munito di circuito di raffreddamento in grado di mantenere la temperatura al di sotto di 30?C, dove vengono agitati per circa 5 minuti fino ad ottenimento di una miscela omogenea. Sempre mantenendo l'agitazione, a tale miscela vengono aggiunti lentamente gli agenti controllori di reologia ed il catalizzatore. Sempre sotto agitazione (a media velocit?), vengono poi lentamente aggiunte a piccole porzioni le cariche minerali ed gli eventuali pigmenti. Dopo una agitazione ulteriormente prolungata per 10-15 minuti viene infine aggiunta la prefissata quantit? di addotto, da solo o in eventuale miscela con altri plastificanti e diluenti.

Dopo oraogenizzazione e vibrovagliatura del materiale ottenuto, esso pu? essere utilizzato per l'applicazione a spruzzo.

Per la preparazione del poliuretano bi-componente, si provvede alla preparazione del primo componente che comprende poliesteri, eventuali plastificanti e diluenti da utilizzare in miscela con l'addotto di questa invenzione, catalizzatori, cariche minerali e pigmenti. Il secondo componente comprende i reticolanti isocianici ed il plastificante/diluente costituito dall 'addotto butilcarbitoloformaldeide .

La funzionalit? e la importanza dell'addotto butilcarbitolof ormaldeide nella composizione di questa invenzione, sono evidenziate dai dati sperimentali riportati nella seguente tabella relativamente a tre composizioni A,B,C di rivestimento per sottoscocca, in cui :

^addotto 0% b.w. - la composizione A comprende

X.plastificante 40% b.w. convenzionale

addotto 20% b.w. - la composizione B comprende

^?plastificante 20% b.w.

convenzionale

addotto 40% b.w. - la composizione C comprende/

\ plastificante 0% b.w.

convenzionale

Claims

RIVENDICAZIONI 1 . Composizione per rivestimento protettivo di sottoscocche di autoveicoli, caratterizzata dal fatto di comprendere un poliuretano ed un addotto butilcarbitolof ormaldeide avente formula

quale plastificante-diluente per detto poliuretano, la quantit? dell'addotto essendo compresa tra 10 e 40% in peso sul peso della composizione.
2. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto poliuretano ? il prodotto di reazione di reticolanti isocianici, bloccati o liberi, con resine di reticolazione scelte tra resine poliestere, polietere, polioli, poliamminiche e loro miscele.
3. Composizione secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti reticolanti isocianici comprendono addotti o prepolimeri a base di toluendiisocianato e difenilmetanisocianato .
4. Composizione secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti reticolanti isocianici sono bloccati da metiletilchetossima , ecaprolattame , dietilmalonato.
5. Composizione secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti reticolanti isocianici sono utilizzati in quantit? comprese tra 21 e 25% in peso sul peso della composizione e dette resine di reticolazione sono utilizzate in quantit? comprese tra 16 e 31% in peso.
6. Composizione secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che viene utilizzata una miscela di resine poliestere flessibili e di resine poliestere rigide.
7 . Composizione secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che dette resine poliestere flessibili sono ottenute da trimetilolpropano , neopentilglicole , dietilenglicole ed acido adipico in rapporti 1/2/4/6, dette resine poliestere rigide essendo ottenute da trimetilolpropano , neopentilglicole, acido isoftalico ed acido adipico in rapporto 3/4/3/S.
8. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre una carica inerte in quantit? compresa da 20 a 35% in peso sul peso totale della composizione stessa.
9 . Composizione secondo la rivendicazione 8 , caratterizzata dal fatto che detta carica inerte comprende grafite.
10. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre agenti plastificanti in combinazione con butilcar bitolof ormaldeide , scelti nel gruppo comprendente ottilbenzilf talato , dibutilftelato , diottilf telato, diisodecilftalato , diisononilftalato , alchilsulf onato , butilcarbitoloadipato, triottiltrimellitato , diallilftalato e loro miscele.
11. Composizione secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che il rapporto in peso delle quantit? addotto/plastif ?cante utilizzate ? non inferiore a 1:3.
12. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre un diluente scelto tra metossipropilacetato e miscele di esteri terpeneci.
13. Composizione per rivestimenti protettivi di sottoscocche di autoveicoli, caratterizzata dal fatto di comprendere in percentuale in peso sul peso totale della composizione: . reticolanti isocianici (bloccati) 21-25% . partner di reticolazione (poliesteripolieteri-polioli-poliammine ) 16-31% . riempitivi (cariche minerali) 23-31% . catalizzatore 0-0,5% . agenti reologici 1,0-3,0% . addotto butilcarbitoloformaldeide 10-40%
14. Rivestimento protettivo di sottoscocca di autoveicoli caratterizzato dal fatto di essere ottenuto mediante applicazione a spruzzo della composizione poliuretanica delle precedenti rivendicazioni.