ITMI971312A1

ITMI971312A1 - Composizioni in polvere a base di polimeri insaturi per la produzione di vernici opacanti e procedimento di fabbricazione e di applicazione

Info

Publication number: ITMI971312A1
Application number: IT97MI001312A
Authority: IT
Inventors: Sergio Gazzea; Silvestro Farronato; Roberto Chinellato
Original assignee: Vianova Resins S P A
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 1998-12-04
Also published as: AU8214698A; IT1292076B1; WO1998055554A1; ITMI971312A0

Description

"COMPOSIZIONI IN POLVERE A BASE DI POLIMERI INSATURI PER LA PRODUZIONE DI VERNICI OPACANTI, E PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE E DI APPLICAZIONE DELLE STESSE"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La globalizzazione dei mercati che obbliga chi produce ad essere sempre più competitivo e la sempre maggiore coscienza di rispettare e preservare l'ambiente in cui si vive obbligano l'uomo a produrre tenendo sempre presenti le "tre E" cioè Ecologia, Energia 'ed Economia e perciò non deve inquinare, deve fare prodotti di qualità sempre superiore, riducendo il più possibile il consumo di energia, i tempi di produzione e i costi globali deve quindi essere sempre al TOP (Total Operational Performance) e in continua evoluzione.

Anche le vernici sono in continua evoluzione e dalle vecchie vernici a solvente che sono sempre più in calo si è passati dapprima a quelle ad alto secco cioè con meno solvente e poi alle idrosolubili e a quelle in polvere che sono in continuo aumento ed evoluzione .

Queste ultime hanno il pregio di poter essere utilizzate al 100% e senza sprechi perchè anche l'eccesso dell'applicazione può essere recuperato e riutilizzato.

Dalle prime vernici in polvere termoplastiche si è passati a termoindurenti con vari tipi di polimeri e diversi tipi di sistemi reticolanti o indurenti e con tempi e temperature di reticolazione sempre più bassi.

In generale le vernici in polvere nei vari sistemi di reticolazione danno dei -rivestimenti molto brillanti con buone caratteristiche chimico fisiche come flessibilità, durezza e resistenza agli agenti atmosferici e chimici con brillantezze misurate sotto un angolo di 20° o 60° secondo le norme ASTM D 523 uguali e a volte superiori del 90%.

Ottenere perciò con le vernici in polvere dei rivestimenti semilucidi od opachi è sempre stato un problema e proprio per questo sono stati proposti diversi metodi che introducono nelle diverse vernici in polvere oltre al legante, i pigmenti e additivi convenzionali, uno o più agenti opacanti come silice, sali metallici, cere, talco e simili, però spesso la diminuzione della brillantezza non è sufficiente e le caratteristiche chimico fisiche peggiorano, quindi per ovviare a questo, esistono vari brevetti tra i quali ne citiamo ad esempio alcuni:

per esempio il documento FR 7804685 rivendica films opachi ottenuti da una vernice in polvere costituita dalla miscela intima in estrusore in due resine ossidrilate a differente numero di ossidrile assieme a un indurente polianidridico.

Il documento DE 2324696 rivendica films opachi ottenuti da una vernice in polvere costituita dalla omogeneizzazione intima in estrusore di una resina glicidilica o epossidica assieme a sali anidridici di acidi policarbossi^ici.

Il documento DE 3232463 rivendica films opachi ottenuti da una vernice in polvere costituita dalla omogeneizzazione intima di una resina poliestere ossidrilata assieme a un indurente isocianico bloccato contenente gruppi carbossìlici e un coreticolante contenente gruppi glicidilici.

Il documento JP 101963 del 25/08/1997 (Showa 52) rivendica films opachi ottenuti dalla miscela eutettica di due vernici in polvere epossidiche a differente reattività ottenute dalla stessa resina epossidica ma catalizzata con differenti quantità dello stesso catalizzatore.

Nella domanda di brevetto europeo EP 0551064 A2 della UCB si rivendicano composizioni di vernici in polvere per opachi ottenuti dalla coestrusione di un poliestere lineare carbossilato con il numero di acidità tra 20-50 mg KOH e un polimero acrilico contenente dal 5 al 30% di glicidilmetacrilato.

Nel documento WO 89/06674 della stessa richiedente si descrivono films opachi ottenuti dalla miscelazione "DRY BLEND" di vernici in polvere-composte da sistemi leganti diversi fra loro per reticolazione e per reattività.

Nel successivo documento WO 89/10949 della stessa richiedente si descrive la possibilità di produrre in continuo queste vernici estrudendole in parallelo e miscelandole a caldo dopo estrusione.

Tutti i suddetti sistemi come composizione di legante delle vernici utilizzano poliesteri saturi carbossilati o ossidrilati, indurenti isocianici, resine acriliche glicidiliche o carbossiliche o ossidriliche e altri indurenti vari, e tutte necessitano di temperature superiori ai 140°C e per tempi superiori ai 10 minuti e perciò queste vernici possono essere applicate solo su supporti resistenti al calore in quanto il calore erogato nel tempo necessario per fondere la vernice e farla reticolare viene in gran parte assorbito anche dal supporto che può così deformarsi o deteriorarsi.

Nell'ottica di creare nuovi sistemi leganti per vernici in polvere in grado di soddisfare le esigenze di mercato quali la riduzione dei tempi e temperature di cottura e la possibilità di verniciare anche supporti termosensibili abbiamo dedicato gran parte della nostra ricerca sia per trovare metodi di applicazione rispondenti a queste esigenze come rivendicato nella nostra domanda di brevetto italiano MI96A001728 riguardante il metodo per applicazione ad aria calda di polimeri in polvere termofusibili, sia per ottenere polimeri insaturi in polvere da usare per vernici induribili per radiazioni o catalizzatori subito dopo applicazione e fusione e come risulta dalla domanda di brevetto italiano MI96A001097 abbiamo ottenuto quanto ci eravamo prefissi, però era rimasto il problema di come ottenere delle vernici in polvere opache derivate da questi prodotti insaturi.

Forti dell'esperienza acquisita precedentemente e descritta nei suddetti documenti WO 89/06674 e WO 89/10949 si è cercato di ottenere delle vernici opache utilizzando questi metodi ma proprio perchè questi polimeri insaturi e il sistema di reticolazione sono simili e non diversi, all'inizio i risultati sono stati poco incoraggianti .

Poi però, proseguendo nella ricerca si è scoperto che usando come legante un poliestere insaturo del tipo cristallino da solo si ottiene una vernice semilucida, e che, usando la tecnica descritta nei suddetti documenti anteriori cioè miscelando tra loro due vernici composte, una da un polimero cristallino insaturo e una da un polimero amorfo insaturo, la vernice risultante è nettamente più opaca.

Inoltre si è scoperto che oltre alla natura di amorfo o cristallino anche la differenza della quantità di doppi legami contenuta nei due sistemi leganti aumenta l'aspetto opaco della vernice ottenuta, questo anche per coppie di sistemi solo amorfi e solo cristallini.

Perciò, secondo la presente invenzione, si possono ottenere vernici in polvere satinate od opache da sistemi leganti contenenti polimeri insaturi miscelando a secco (DRY BLEND) o coestrudendo con due o più estrusori affiancati con un unico ugello di uscita, due o più composizioni differenti fra loro sia per aspetto fisico (amorfo o cristallino) e sia per gruppi funzionali insaturi (l'una con pochi l'altra con tanti) e il massimo dell'opacità si ottiene nel rapporto 1:1 in peso tra le due miscele.

Il sistema applicato si presenta opaco già dopo semplice fusione e si è sorprendentemente notato che la reazione di reticolazione accentua l'opacità del film (diminuzione dei gloss). Per meglio illustrare questa invenzione si descrivono qui di seguito alcuni esempi non limitativi dell'invenzione.

Descrizione dei polimeri insaturi ed additivi usati negli esempi illustrativi dell'invenzione:

Poliestere insaturo amorfo 03490 della Vianova Resins con Tg ~ 46°C e un grado di insaturazione di peso equivalente ~ 650.

Poliestere insaturo amorfo Viaktin VAN 1743 della Vianova Resins con Tg ~ 46°C e un grado di insaturazione di peso equivalente ~ 770.

Poliuretano acrilato insaturo 03546 amorfo della Vianova Resins con Tg - 52 e un grado di insaturazione di peso equivalente ~ 380.

Poliestere insaturo cristallino 03453 della Vianova Resins con punto di fusione 85-100°C e con grado di insaturazione di peso equivalente ~ 90.

Poliestere insaturo cristallino 03489 della Vianova Resins con punto di fusione 130-140°C e con grado di insaturazione di peso equivalente ~ 550.

ESEMPI

In tutte le formulazioni si considerano parti in peso. Esempio 1

Esempio 2

Esempio 3

Esempio 4

Esempio 5

Esempio 6

Esempio 7

Esempio 8

Esempio 9

Esempio 10

Esempio 1 1

Esempio 12

Esempio 13

Esempio 14

Esempio 15

Esempio 16

\ Esempio 17

Additol VXL9824: master distendente, marchio registrato dalla Vianova .

Fotoiniziatore: p.e. Irgacure 651 e Irgacure 1800 che sono marchi registrati dalla Ciba.

Perossido: p.e. Dicumil-perossido.

Le formulazioni degli esempi sopra descritti vengono estruse utilizzando un estrusore bivite con le seguenti condizioni:

- T(°C):80-100-100

- A1(%):20

- RPM: 300

L'estruso viene raffreddato, micronizzato e setacciato (<125μ) . Le vernici in polvere così ottenute vengono applicate con pistola a corona e il film viene indurito su forno IR-UV dinamico con 10 lampade IR 230 V/800 W e 2 lampade UV da 80 W/cm.

Per le prove di collaudo si utilizzano lamierini in Al e pannelli in legno MDF.

Vengono fatti dei tagli 1 a 1 in peso tra le vernici formulate (dry blend) in tutte le miscele

Per le vernici che contengono l'iniziatore perossidico si eseguono delle cotture in forno tradizionale e delle cotture con i soli infrarossi.

DRY-BLEND opachiinsaturi

Sistemi trasparenti

Sistemi pigmentati

*: applicazione con aria calda.

Sistemi pigmentati con perossido (200°C x 20’)

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Composizioni di vernici in polvere satinate od opache induribili per radiazioni o catalizzatori radicalici comprendenti come leganti polimeri insaturi caratterizzate dal fatto che le suddette composizioni sono costituite da miscele fisiche, ma non omogeneizzate intimamente, ottenute miscelando, allo stato fuso o a caldo o a freddo due o più vernici in polvere comprendenti ognuna, come legante, un polimero insaturo differente per aspetto "amorfo o cristallino" e per contenuto di gruppi funzionali insaturi .
2. Composizioni secondo la rivendicazione 1 caratterizzate dal fatto che le vernici prima di essere miscelate devono una contenere un polimero insaturo cristallino con una quantità di gruppi funzionali differente dall'altra contenente un polimero insaturo amorfo.
3. Composizioni secondo la rivendicazione 1 caratterizzate dal fatto che le vernici possono essere indurite per radiazioni con EB o fotoiniziatori, microonde o catalizzatori radicatici.
4.Composizioni secondo la rivendicazione 1 caratterizzate dal fatto che oltre al legante insaturo possono contenere pigmenti, cariche e additivi vari usati nelle usuali vernici in polvere.
5. Procedimento per ottenere le composizioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che le vernici estruse separatamente possono essere miscelate allo stato fuso per mezzo di due estrusori contigui o paralleli con ugelli d'uscita contigui o con un unico ugello oppure con un solo estrusore con camere di estrusione separate; oppure possono essere miscelate a caldo unendo gli estrusi ancora caldi attraverso una calandra o un bagno raffreddante; oppure possono essere miscelate a freddo.
6. Substrati verniciati anche parzialmente con composizioni della rivendicazione 1.
7. Procedimento per applicare le composizieni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, caratterizzato dal fatto che le composizioni di vernici miscelate non intimamente (dry blend) vengono applicate con metodi convenzionali (corona o tribo) e/o con aria calda.
8. Composizioni secondo le rivendicazioni 1 e/o 2, caratterizzate dal fatto di essere miscelate in differenti rapporti relativi per ottenere le opacità e gli effetti desiderati .