MÉTODO PARA APLICAR UN IMPRIMADOR-RELLE?ADOR AUTOMOTRIZ UTILIZANDO UN RASERO
REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional de patente de EE . UU . Núm. de serie 60/640,202, presentada el 29 de diciembre de 2004, que por su sola mención, queda incorporada en su totalidad como referencia en la presente.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Como se utiliza en la presente, la expresión "repintado automotriz" se refiere a las composiciones y los procesos utilizados en la reparación de un acabado automotriz dañado, por lo general, aunque no en todos los casos, a un acabado suministrado por un fabricante de equipo original u OEM, por "original equipment manufacturer" . Las operaciones de repintado pueden incluir la reparación de una o más capas del recubrimiento externo, la reparación o sustitución de todos los componentes de la carrocería automotriz o una combinación de estas dos. En la presente, las expresiones "capa de repintado" o "recubrimiento de reparación" podrán usarse en forma indistinta. El proceso de repintado incluye, por lo general, lijar las superficies que serán repintadas,
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aplicar varias capas de una composición imprimadora, aplicar una capa base pigmentada para obtener la apariencia deseada (color, brillo y claridad de imagen o DOI (."distinctiveness of image")) y, de manera opcional, aplicar una composición de recubrimiento transparente o capa de barniz. Como se utiliza en la presente, la expresión "recubrimiento o capa superior" se refiere a cualquier recubrimiento decorativo o protector aplicado encima de una capa de recubrimiento imprimador durante una operación de repintado, el cual incluye, aunque no se limita a, capas base pigmentadas, recubrimientos transparentes y otros imprimadores. Durante el proceso de repintado automotriz, es frecuente que los sustratos desnudos de metal y plástico queden expuestos como resultado de la eliminación de las capas de recubrimiento aplicadas con anterioridad y que contienen o rodean al área con el defecto. Sin embargo, a menudo es difícil lograr la adecuada adhesión de los recubrimientos de repintado aplicados directamente a los sustratos desnudos expuestos. Entre los muchos factores que influyen en el grado de adhesión entre el sustrato-recubrimiento de repintado están: el tipo de sustrato expuesto, la presencia o ausencia de imprimadores y/o de algún pretratamiento promotor de la adhesión, el tamaño del área expuesta que será reparada y si alrededor del área de
reparación expuesta se aplicaron previamente capas de un recubrimiento "de anclaje". La adhesión de los sustratos al metal desnudo mejora cuando el área con el defecto que se desea reparar es relativamente pequeña y está rodeada por capas de recubrimiento aplicadas con anterioridad. Estas capas de recubrimiento aplicadas con anterioridad se comportan como el "anclaje para la adhesión" de la capa de repintado . Las composiciones imprimadoras y de imprimador-rellenador son composiciones conocidas, en particular, en la industria automotriz, mismas que se aplican encima de sustratos de metal y/o plástico con la finalidad de proporcionar la adhesión entre capas, entre la superficie del sustrato y el recubrimiento superior decorativo/de protección. Los imprimadores-rellenadores también desempeñan la función adicional de rellenar defectos menores en la superficie del sustrato, el cual, después de lijar el imprimador-rellenador, produce una superficie tersa para la aplicación de un recubrimiento superior. Por lo general, para que el recubrimiento tenga el grosor deseado, de tal manera que cubra las pequeñas imperfecciones superficiales y permita el lijado, el cual también aumenta la adhesión del recubrimiento superior, se necesita aplicar varias capas de estos imprimadores-rellenadores. Como se utiliza en la presente, el término
"imprimador" incluye a imprimadores e imprimadores-rellenadores . Los típicos procesos de repintado automotriz necesitan que los imprimadores se apliquen por medio de rociado o extendiéndolos con un rodillo sobre la región que necesita reparación. La aplicación de los imprimadores por rociado tiene varias desventajas. Por ejemplo, aplicar los imprimadores por rociado puede ser tardado, además de requerir mucha mano de obra. Hay que cubrir las partes del vehículo que no necesitan reparación para protegerlas contra el exceso de rocío. Del mismo modo, la aplicación de imprimadores por rociado debe realizarse en una cabina especial para el pintado mediante rociado. De este modo, a todo el proceso de repintado hay que añadirle el tiempo de mano de obra, debido a que las diversas capas de imprimador deben aplicarse por rociado dentro de la cabina de rociado y hay que dejarlas curar, lijarlas y limpiarlas antes de que empiece, realmente, el proceso de pintado. Esto aumenta el valioso tiempo de uso de la cabina de rociado, mismo que podría utilizarse para realizar el acabado de otros vehículos. Además, la aplicación de imprimadores por rociado implica, por lo general, un importante desperdicio de la composición imprimadora. Para utilizar el equipo de rociado más convencional, un pintor debe, por lo general, preparar más imprimador que el realmente necesario para
algún trabajo particular. En el caso de los imprimadores reactivos de dos componentes, una vez que los dos componentes se han mezclado y empezado a reaccionar, habrá que desechar todo el material que no se use dentro del "tiempo de vida útil" del imprimador. Además, para repintar rayones y mellas pequeñas, por lo general, es necesario recubrir con imprimador, aplicado por rociado, un área mayor. Este innecesario recubrimiento de áreas no dañadas del vehículo genera un consumo adicional de tiempo y de materiales. De manera adicional, los recubrimientos por rociado están sujetos a estrictos requisitos relacionados con el contenido de compuestos orgánicos volátiles presente en los recubrimientos. La aplicación con rodillo de los imprimadores también presenta varios problemas. El grosor de las capas de imprimador aplicado con rodillo tiende ser heterogéneo y puede ser que el imprimador no elimine las marcas del lijado, debido a que el rodillo no logra introducir al imprimador dentro de las áreas con imperfecciones . Adicionalmente, en el caso de la aplicación con rodillo, puede ser difícil delimitar los bordes del área imprimada, debido a la dificultad para achaflanar los bordes de la aplicación con rodillo del imprimador y, en ocasiones, el área imprimada se transluce a través del acabado final.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los dibujos anexos, así como en la descripción siguiente, las partes semejantes se indican en todos los dibujos y en la descripción utilizando, respectivamente, los mismos números de referencia. Los dibujos no están hechos a escala y las proporciones de ciertas partes se han aumentado para que sean más ilustrativas. La Figura 1 ilustra un cartucho de dos componentes, un mezclador estático y una pistola aplicadora relacionados con la presente invención. La Figura 2A ilustra una modalidad de un cartucho de dos componentes . La Figura 2B ilustra una segunda modalidad de un cartucho de dos componentes. La Figura 2C ilustra una tercera modalidad de un cartucho de dos componentes.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención describe un método para reparar el acabado existente en un sustrato. En una modalidad útil, el método, según se describe en la presente, se utiliza para reparar el acabado de un vehículo; sin embargo, el método aquí descrito puede aplicarse a muchos sustratos alternativos. El método se vale de un rasero aplicador para la aplicación de la
composición imprimadora. Como será evidente a partir de la siguiente descripción, el uso de un rasero permite efectuar reparaciones pequeñas de manera más rápida y económica. En una modalidad útil, la composición imprimadora utilizada tiene un bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles y un contenido de sólidos relativamente elevado. En general, el método puede incluir: preparar el área dañada para el repintado; aplicar una composición de recubrimiento multicomponente, donde los componentes reaccionan después de mezclarse, el recubrimiento contiene (i) un primer componente que contiene un polímero formador de película que tiene al menos un grupo funcional y (ii) un segundo componente que contiene un agente de reticulación, en el cual, el agente de reticulación contiene al menos un grupo funcional que, en una reacción de reticulación, reacciona con el o los grupos funcionales del polímero formador de película; mezclar el primer componente de la composición de recubrimiento multicomponente con el segundo componente de la composición de recubrimiento multicomponente, y extender (aplicar) la composición de recubrimiento multicomponente sobre el área dañada preparada, utilizando un rasero aplicador para formar, sobre el sustrato, una capa de recubrimiento. El método también puede incluir: procesar posteriormente (posprocesamiento) la capa de recubrimiento, lo cual
incluye, aunque no se limita a, el curado, el lijado posterior y/o la limpieza, y la aplicación de capas de recubrimiento adicionales. El método de repintado de la presente invención también puede incluir preparar la superficie dañada del sustrato para la imprimación y el recubrimiento; preparar la primera composición; extender la composición imprimadora en el sustrato, utilizando un rasero aplicador; dejar que el imprimador se cure; preparar el sustrato imprimado para los recubrimientos subsecuentes y, posteriormente, aplicar sobre la superficie imprimada las capas siguientes de recubrimiento . Los sustratos que se van a reparar normalmente incluyen sustratos de metal y de plástico. Sin embargo, el sustrato también puede incluir madera, vidrio, fibras sintéticas, etc. Cuando se le utiliza en una aplicación de repintado automotriz, el sustrato que se va a imprimar incluye, por lo general, un acabado con pintura previo en y alrededor del área dañada. El paso inicial de preparar la superficie del sustrato para la imprimación incluye preparar primero todo el sustrato, o sea, por ejemplo, eliminar las abolladuras. La reparación del sustrato depende de la gravedad del daño. En el caso de ciertos daños, las reparaciones pueden realizarse utilizando un rellenador o pasta de hojalatero.
Los rellenadores de hojalatería están constituidos, normalmente, por una mezcla de tipo pasta de una resina poliéster. Los rellenadores incluyen, por lo general, un iniciador de peróxido, el cual permite que cure. En el caso de daños tales como por ejemplo, picaduras, rayones hechos con llaves, mellas, despostilladuras por piedras, etc., podría necesitarse realizar únicamente reparaciones de repintado o pondría utilizarse una combinación de aplicación de rellenador y repintado. Después de que se hayan hecho las reparaciones adecuadas, si se realiza alguna, el sustrato, opcionalmente, se limpia. La limpieza puede realizarse por medio de lavado, utilizando detergentes conocidos y agua o limpiando la superficie con disolventes. En el sustrato puede realizarse tanto el lavado con detergente como la limpieza con disolventes, dependiendo del grado de limpieza que se necesite. La limpieza puede realizarse utilizando algún equipo, como por ejemplo, un aparato motorizado de lavado o un paño, esponja o implemento de limpieza semejante. Una vez limpia, la superficie puede entonces secarse con un trapo seco, al aire o mediante secado forzado con una corriente de aire. Después de que el sustrato ha sido limpiado, puede lijarse el área dañada. En una modalidad, el área que se va a repara se lija y sus bordes se achaflanan, con lo
cual, se reduce el grosor del borde del acabado existente, de tal manera que admita al nuevo acabado; estas operaciones se realizan utilizando, por ejemplo, una lijadora orbital y papel de lija, por ejemplo, papel de lija de grano 80, 180, 280 y/o 320. Pueden utilizarse otros tipos de papel de lija, siempre y cuando, se obtenga el nivel de lijado y de achaflanado de bordes adecuados. Después del lijado inicial, el área lijada puede extenderse un poco dentro de la zona del acabado existente, utilizando un papel de lija de grano más fino, como por ejemplo, uno de grano 400, para que la aplicación del nuevo imprimador sea mejor aceptada. Después del lijado, el área que será repintada puede, de manera opcional, limpiarse de nuevo para eliminar tornillo exceso de polvo generado durante la operación de lijado o cualquier otra suciedad o contaminantes con los que la superficie pudiera haberse puesto en contacto durante el proceso hasta este momento. En una modalidad útil y después del lijado, el área que se va a reparar se limpia con un disolvente limpiador y se seca con un trapo limpio. Después de la limpieza, el área que será reparada está lista para aplicarle el imprimador. Los métodos de la presente invención utilizan, como imprimadores aplicados con rasero, composiciones imprimadoras de recubrimiento multicomponente. Como se
utiliza en la presente, el término "multicomponente" se refiere al número de componentes reactivos (por ejemplo, en solución o en dispersión) , que se mezclan y reaccionan entre sí en una reacción de reticulación para producir una composición de recubrimiento curable. Hasta el momento del mezclado, ninguno de los componentes produce, por sí solo, una composición de recubrimiento curable. En una modalidad útil, en el método de la presente invención se utiliza una composición imprimadora de dos componentes . Una vez que los componentes se han mezclado, la composición imprimadora de recubrimiento curable se aplica al sustrato lo más rápido que sea posible. Por lo general, la expresión "lo más rápido que sea posible" quiere decir inmediatamente después de mezclar los componentes separados o antes de que transcurran ocho (8) horas a partir del momento en que los componentes separados se mezclaron y, en una modalidad útil, en menos de una (1) hora posterior al mezclado . A diferencia de la mayoría de las composiciones o de un solo componente, las composiciones de recubrimiento multicomponente se curan, por lo general, en ausencia de temperaturas elevadas. Los componentes individuales reaccionarán entre sí después del mezclado para producir un producto reticulado, lo más frecuente es que sea a temperaturas ambiente.
Las composiciones de recubrimiento de dos componentes contienen, por lo regular: (i) un componente formador de película que, a su vez, contiene un polímero formador de película o aglutinante y (ii) un agente de reticulación. El polímero formador de película es, normalmente, un componente polimérico o aglutinante, en tanto que el agente de reticulación es, normalmente, un componente endurecedor. Las composiciones de recubrimiento de la invención pueden contener cualquiera de los componentes termofijos formadores de película utilizados en la industria de los recubrimientos de repintado. Estos recubrimientos pueden depender: de la formación de una película formada por reticulación química, de una combinación de películas termofijas producidas por reticulación química o, en algunos casos, puede depender, parcialmente, de un secado al aire de tipo laca. En una modalidad útil, las composiciones imprimadoras utilizadas de conformidad con la presente invención no utilizan mecanismos de curado iniciados con radicales libres o con peróxido. Por lo general, también se desea que las composiciones de recubrimiento curen a temperaturas ambiente . Por lo general, los recubrimientos utilizados en relación con la presente invención contienen al menos dos
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componentes (1) al menos un polímero formador de película y (2) al menos un agente de reticulación. El polímero formador de película contendrá uno o más grupos funcionales que reaccionarán con uno o más grupos funcionales del agente de reticulación. Ejemplos de combinaciones de grupos funcionales útiles para producir los recubrimientos reticulados incluyen, aunque no se limitan a: hidrógeno activo e isocianato; epóxido y ácido carboxílico; hidroxilo y ácido carboxílico; epóxido y amina; imina e isocianato; epóxido e imina; polímeros con el grupo funcional acetoacetoxi y amina o imina; hidroxilo o epóxido y anhídrido, y lo similar. En forma adicional, para formar los recubrimientos de uso en la presente invención también puede utilizarse la polimerización por adición de Michael entre acrilatos y aminas, o polímeros con grupo funcional acetoacetoxi y acrilatos o policetiminas o polialdiminas . A continuación se incluye una breve descripción de los diversos grupos funcionales con ejemplos de los mismos.
1. Compuestos de hidrógeno activo. La función o grupo funcional hidrógeno activo se refiere a aquellos grupos reactivos que se determinan con el método de Zere itinoff e incluyen: -OH, -COOH, -SH y - NH. Los ejemplos de compuestos que contienen la función hidrógeno activo incluyen materiales con el grupo funcional
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hidroxi (hidroxilo) , por ejemplo, polioles; materiales que contienen la función amina, por ejemplo, poliaminas, y materiales que contienen la función ácido, por ejemplo, ácido carboxílico. Algunos de estos ejemplos se analizarán con mayor detalle en la presente.
2. Compuestos que contienen el grupo funcional hidroxi . Los compuestos con el grupo funcional hidroxilo o hidroxi que son útiles para poner en práctica a la presente invención tienen, en promedio, por lo menos dos grupos hidroxilo por molécula. Los compuestos poliméricos que tienen el grupo funcional hidroxilo, como por ejemplo, los poliéteres, los poliésteres, los acrílicos, los poliuretanos, las policaprolactonas, etc., son útiles como polímeros formadores de película. En los imprimadores relacionados con la presente invención pueden utilizarse los dioles y polioles de bajo peso molecular, como por ejemplo, el propilenglicol, la 1, 6-hexanodiol trietanolamina y el pentaeritritol, normalmente, como diluyentes reactivos . En una modalidad útil, para preparar el imprimador de uso en la presente invención, se puede usar un polímero que tenga el grupo funcional hidroxilo. Este polímero puede tener un peso molecular promedio en número
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de al menos aproximadamente 400. Los pesos moleculares promedio en número de los polímeros adecuados que tienen el grupo funcional hidroxilo varían aproximadamente entre 400 y 30,000, por ejemplo, aproximadamente entre 500 y 7,000. Por lo general, durante el curado se obtienen mayores velocidades de reacción cuando se utilizan compuestos que contienen el grupo funcional hidroxi, que tienen, preponderantemente, la función hidroxi primaria. En una modalidad, puede utilizarse un compuesto con el grupo funcional hidroxi que tenga la función hidroxilo primaria. Polímeros representativos que contienen la función hidroxi incluyen a los que se describen en las siguientes Secciones 2.1 a 2.5: 2.1. En la técnica son bien conocidos los polioles de poliéter, los cuales se preparan de manera conveniente mediante la reacción de un diol o poliol con el correspondiente óxido de alquileno. Estos materiales se encuentran en el comercio y pueden prepararse utilizando procesos conocidos, tales como por ejemplo, los procesos que se describen en la Encyclopedia of Chemical Technology, Volumen 7, páginas 257 a 262, publicada por Interscience Publishers, Inc., 1951. Algunos ejemplos representativos incluyen los éterglicoles de polipropileno y los éterglicoles de polietileno, como los que comercializa Dow Chemical como polioles Niax®.
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2.2. Otra útil clase de polímeros que contienen la función hidroxi son los que se preparan utilizando las técnicas de reacción de polimerización por condensación, que son bien conocidas en la técnica. Las reacciones representativas de polimerización por condensación incluyen la de los poliésteres preparados por la condensación de alcoholes polihídricos y ácidos o anhídridos policarboxílicos, con o sin la inclusión de ácidos grasos de aceite secante, semisecante o no secante. Al ajustar la estequiometría de los alcoholes y de los ácidos, al tiempo que se mantiene un exceso de grupos hidroxilo, pueden producirse con facilidad los poliésteres que contienen el grupo funcional hidroxi y ofrecer una amplia variedad de pesos moleculares y características de desempeño deseados. Los polioles de poliéster se derivan de uno o más ácidos policarboxílicos aromáticos y/o alifáticos, sus anhídridos y uno o más polioles alifáticos y/o aromáticos. Los ácidos carboxílicos incluyen a los ácidos policarboxílicos saturados e insaturados y a sus derivados, como por ejemplo, ácido maleico, ácido fumárico, ácido succínico, ácido adípico, ácido azeláico y ácido diciclopentadien-dicarboxílico . Los ácidos carboxílicos también incluyen a los ácidos polícarboxílicos aromáticos, como por ejemplo, el ácido ftálico, el ácido isoftálico, el ácido tereftálico, etc. También pueden utilizarse
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anhídridos como por ejemplo, anhídrido maleico, anhídrido ftálico, anhídrido trimelítico o anhídrido de metilo Nadie (nombre comercial del isómero del anhídrido metilbiciclo-[2.2] -hepteno-2, 3-dicarboxílico) . Los polioles representativos, tanto saturados como insaturados, que pueden hacerse reaccionar, en una cantidad que excede a la estequiométrica, con los ácidos carboxílicos para producir poliésteres que contengan el grupo funcional hidroxi incluyen: dioles, tales como etilenglicol, dipropilenglicol, 2, 2, -trimetil-l, 3-pentanodiol, neopentilglicol, 1, 2-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1, 3-butanodiol, 2 , 3-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1 , 6-hexanodiol, 2 , 2-dimetil-l, 3-propanodiol , 1 , 4-ciclohexanodimetanol, 1 , 2-ciclohexanodimetanol, 1,3-ciclohexanodimetanol, 1, 4-bis (2-hidroxietoxi) -ciciohexano, trimetilenglicol, tetrametilenglicol, pentametilenglicol, hexametilenglicol, 1, 4-bencendimetano, 1 , -bencendietanol, 2, 4-dimetil-2-etilenhexano-l, 3-diol, 2-buteno-l, 4-diol y polioles, tales como trimetiloletano, trimetilolpropano, trimetilolhexano, trietilolpropano, 1, 2, -butanotriol, glicerol, pentaeritritol, dipentaeritritol, etc. Por lo general, la reacción entre los polioles y los ácidos carboxílicos se realiza aproximadamente entre 120°C y 200°C, en presencia de un catalizador de esterificación, como por ejemplo, óxido de dibutilestaño.
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2.3. De manera adicional, los polímeros que contienen el grupo funcional hidroxi pueden prepararse mediante la reacción de abertura del anillo de epóxidos y/o poliepóxidos con aminas o poliaminas primarias o, de preferencia, secundarias para producir polímeros que tienen el grupo funcional hidroxi. Entre las aminas y poliaminas representativas se incluyen a la etanolamina, N-metiletanolamina, dimetilamina, etilendiamina, isoforonadiamina, etc. Los epóxidos representativos incluyen a los que se preparan mediante la condensación de un alcohol polihídrico o un fenol polihídrico con una epihalohidrina, tal como por ejemplo, la epiclorohidrina, por lo general, en condiciones alcalinas. Algunos de estos productos de condensación pueden conseguirse en forma comercial con las denominaciones EPON de Hexion Specialty Chemicals o DRH de Shell Chemical Company y los métodos de preparación se describen, de manera representativa, en las patentes de EE . UU . Núm. 2,592,560, 2,582,985 y 2,694,694. 2.4. Otros polímeros útiles que contienen el grupo funcional hidroxi pueden prepararse al hacer reaccionar al menos un poliol, tal como los que se describen en forma representativa en la anterior Sección 2.2, con poliisocianatos para producir uretanos que tienen el grupo funcional hidroxi. Los poliisocianatos representativos que tienen dos o más grupos isocianato por
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molécula incluyen a los compuestos alifáticos, tales como por ejemplo, etilen-, trimetilen-, tetrametilen-, pentametilen-, hexametilen-, 1, 2-propilen-, 1, 2-butilen-, 2, 3-butilen-, 1, 3-butilen-, etiliden- y butiliden-diisocianato; los compuestos de cicloalquileno, tales como por ejemplo, 3-isocianatometil-3, 5, 5-trimetilciclohexil-isocianato y los 1 , 3-ciclopentan-, 1, 3-ciclohexan- y 1,2-ciclohexan-diisocianatos; los compuestos aromáticos, tales como m-fenilen-, p-fenilen-4 , 4 ' -difenil-1, 5-naftalen- y 1, 4-naftalen-diisocianatos; los compuestos alifático-aromáticos, tales como 4 , 4 ' -difenilenmetan-, 2,4- o 2,6-toluen- o sus mezclas, 4 , 4 ' -toluidina- y 1,4-xililen-diisocianatos; los compuestos aromáticos nucleares sustituidos, tales como el diisocianato de dianisidina, el diisocianato de 4 , 4 ' -difeniléter y el diisocianato de clorodifenileno; los triisocianatos, tales como trifenilmetano-4, 4 ' , 4 "-triisocianato, bencen-1, 3,5-triisocianato y toluen-2, 4, 6-triisocianato; y los tetraisocianatos, como por ejemplo, , A ' -difenil-dimetilmetan-2, 2 ' , 5, 5 ' -tetraisocianato; los poliisocianatos polimerizados, tales como los dímeros y trímeros de tolilen-diisocianato y algunos otros poliisocianatos que contienen enlaces de biuret, uretano y/o alofanato. Los poliisocianatos y los polioles se hacen reaccionar, por lo general, a temperaturas de aproximadamente entre 25°C y
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150°C para formar los polímeros que tienen el grupo funcional hidroxi. 2.5. Los polímeros útiles que contienen el grupo funcional hidroxi también pueden prepararse de manera conveniente utilizando técnicas de polimerización por radicales libres, como las que se utilizan en la producción de resinas acrílicas. Por lo general, los polímeros se preparan mediante la polimerización por adición de uno o más monómeros. Al menos uno de los monómeros contendrá, o podrá hacerse reaccionar para producir, un grupo hidroxilo reactivo. Los monómeros representativos que contienen el grupo funcional hidroxi incluyen: acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 2-hidroxipropilo, metacrilato de 4-hidroxibutilo, metacrilato de 2-hidroxipropilo, acrilato de 3-hidroxibutilo, acrilato de 4-hidroxipentilo, metacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 3-hidroxibutilo, cloroacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de dietilenglicol, acrilato de tetraetilenglicol, alcohol para-vinilbencílico, etc. Por lo general, los monómeros que tienen el grupo funcional hidroxi se copolimerizarían con uno o más monómeros con insaturación etilénica, tales como: (i) esteres de los ácidos acrílico, metacrílico, crotónico, tíglico u otros ácidos insaturados, como por ejemplo: acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo, acrilato de isopropilo, acrilato de butilo,
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acrilato de isobutilo, acrilato de etilhexilo, acrilato de amilo, acrilato de 3, 5, 5-trimetilhexilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de propilo, metacrilato de isobornilo, metacrilato de dimetilaminoetilo, tiglato de etilo, crotonato de metilo, crotonato de etilo, etc.; (ii) compuestos de vinilo, tales como acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, isobutirato de vinilo, benzoato de vinilo, m-clorobenzoato de vinilo, p-metoxibenzoato de vinilo, alfa-cloroacetato de vinilo, toluenvinilo, cloruro de vinilo, etc.; (iii) materiales basados en estireno, tales como estireno, alfa-metilestireno, alfa-etilestireno, alfa-bromoestireno, 2 , 6-dicloroestireno, etc.; (iv) compuestos de alilo, tales como cloruro de alilo, acetato de alilo, benzoato de alilo, metacrilato de alilo, etc . ; (v) otros monómeros insaturados copolimerizables, tales como acrilonitrilo, metacrilonitrilo, maleato de dimetilo, acetato de isopropenilo, isobutirato de isopropenilo, acrilamida, metacrilamida, y dienos, tales como 1, 3-butadieno, etc. Los polímeros se preparan, de manera conveniente, mediante las técnicas de polimerización por adición de radicales libres. Con frecuencia, se usarán iniciadores
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convencionales, conocidos en la técnica, para iniciar la polimerización y generar un radical libre, como por ejemplo, azobis (isobutironitrilo) , hidroperóxido de eumeno, perbenzoato de t-butilo, etc. Para efectuar la polimerización, los monómeros acrílicos se calientan en presencia del iniciador, por lo general, a temperaturas que varían aproximadamente entre 35°C y 200°C, y en especial, aproximadamente entre 75°C y 150°C. Si se desea, es posible controlar el peso molecular del polímero, al seleccionar el monómero, la temperatura de reacción y el tiempo y/o el uso de agentes de transferencia de cadena, como es bien conocido en la técnica.
3. Compuestos que contienen el grupo funcional acetoacetoxi. Los polímeros acrílicos que tienen el grupo funcional acetoacetoxi y que son útiles en los imprimadores del proceso de esta invención son los que, por molécula, tienen al menos un grupo acetoacetoxi suspendido o colgante. En una modalidad útil, los imprimadores acrílicos que tienen el grupo funcional acetoacetoxi incluyen al menos dos grupos acetoacetoxi colgantes por molécula. Este tipo de polímeros puede prepararse, de manera conveniente, mediante polimerización por adición de uno o más monómeros insaturados. Una técnica práctica para preparar estos
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polímeros incluye la polimerización de monómeros insaturados que tienen el grupo funcional acetoacetato, normalmente, junto con uno o más de otros monómeros insaturados copolimerizables. Un monómero que contiene el grupo funcional acetoacetato y que se prefiere utilizar, en especial, por su reactividad y porque se consigue con facilidad en el comercio, es el etilmetacrilato de acetoacetoxi. Otros monómeros insaturados que son útiles para introducir grupos funcionales acetoacetato incluyen: etilmetacrilato de acetoacetoxi, propilmetacrilato de acetoacetoxi, alilacetoacetato, butilmetacrilato de acetoacetoxi, propilmetacrilato de 2, 3-di (acetoacetoxi) , etc. En general, es práctico convertir en acetoacetatos a los monómeros polimerizables que contienen el grupo funcional hidroxi al hacerlos reaccionar directamente con diceteno o con otro agente convertidor de acetoacetilo adecuado. Ver, por ejemplo, "Comparison of Methods for the Preparation of the Acetoacetylated Coating Resins", en el Journal of Coa ting Technology, vol. 62, pág. 101 (1990). De manera alternativa, puede prepararse un polímero que contenga el grupo funcional hidroxi mediante la polimerización por radicales libres de monómeros insaturados que tienen grupos funcionales hidroxi y los grupos funcionales hidroxi del polímero resultante pueden convertirse en grupos funcionales acetoacetoxi mediante la
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reacción directa con diceteno, mediante la transesterificación con acetoacetatos de alquilo, como por ejemplo, el acetoacetato de t-butilo o con la reacción térmica de la 2, 2, 6-trimetil-4H-l, 3-dioxin-4-ona . El monómero que tiene el grupo funcional acetoacetoxi estará presente en un porcentaje de por lo menos uno por ciento en peso de toda la mezcla monomérica del polímero acrílico y, por lo regular, contendrá aproximadamente entre 10 y 75%, y de preferencia, aproximadamente entre 25 y 50% del total de la mezcla monomérica. Por lo general, los monómeros que tienen el grupo funcional acetoacetoxi se copolimerizarían con uno o más monómeros con insaturación etilénica, como los que se enumeraron en la Sección 2.5.
4. Compuestos que contienen el grupo funcional epoxi . Las composiciones imprimadoras utilizadas en la presente invención también pueden incorporar al menos un compuesto que contiene el grupo funcional epoxi. Si se dispone de la cantidad suficiente de los otros materiales reactivos para lograr la reticulación, los compuestos epoxi pueden ser monoepoxi o un poliepoxi que en promedio tenga al menos dos grupos epoxi por molécula. Los monoepóxidos representativos útiles incluyen a los éteres de monoglicidilo de alcoholes alifáticos o
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aromáticos, como por ejemplo, éter de butilglicidilo, éter de octilglicidilo, éter de nonilglicidilo, éter de decilglicidilo, éter de dodecilglicidilo, éter de p-terbutilfenililglicidilo y éter de o-cresilglicidilo . También son útiles los esteres de monoepoxi, tales como el glicidiléster del ácido versático (distribuido en el comercio con el nombre CARDURA® E de Hexion Specialty Chemicals) o los esteres de glicidilo de otros ácidos, tales como el ácido nonanoico terciario, el ácido decanoico terciario, el ácido undecanoico terciario, etc. De manera semejante, se podrían utilizar, si se desea, los esteres de monoepoxi insaturados, como por ejemplo, acrilato de glicidilo, metacrilato de glicidilo o laurato de glicidilo. También podrían utilizarse, adicionalmente, aceites monoepoxidados . Otros monoepoxis útiles incluyen: óxido de estireno, óxido de ciclohexeno, óxido de 1,2-buteno, óxido de 2,3-buteno, óxido de 1,2-penteno, óxido de 1,2-hepteno, óxido de 1,2-octeno, óxido de 1,2-noneno, óxido de 1,2-deceno y lo similar. Si se utiliza un monoepóxido, es deseable que el compuesto de monoepóxido tenga una volatilidad suficientemente baja como para permanecer en la composición de recubrimiento a las condiciones de curado aplicables . Los poliepóxidos también son útiles en los
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imprimadores de uso en esta invención. Una modalidad útil incluiría un compuesto epoxi multifuncional, tal como un epoxi cicloalifático con la función poliepoxi, debido a su reactividad y durabilidad. En una modalidad, estos epoxis cicloalifáticos tienen un peso molecular promedio en número menor de aproximadamente 2,000 para reducir la viscosidad al mínimo. Los epoxis cicloalifáticos se preparan, de manera conveniente, utilizando métodos bien conocidos en la técnica, como por ejemplo, la epoxidación de dienos y polienos o la epoxidación de esteres insaturados mediante la reacción con un perácido, tal como un ácido peracético y/o perfórmico. Otros poliepóxidos que pueden ser útiles en la puesta en práctica de esta invención incluyen: poliepoxi alifáticos y aromáticos, como los que se preparan por la reacción de un poliol alifático o fenol polihídrico y una epihalohidrina . Otros epoxis útiles incluyen aceites epoxidados y copolímeros que tienen el grupo funcional epoxi, tales como polímeros acrílicos derivados de monómeros que tienen el grupo funcional epoxi e insaturación etilénica, tales como acrilato de glicidilo o metacrilato de glicidilo combinado con otros monómeros copolimerizables, como por ejemplo, los que se enumeraron en la anterior Sección 2.5.
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5. Compuestos de imina. Los compuestos de imina que son útiles en la presente invención pueden representarse, en general, por medio de la fórmula:
En una modalidad, n puede ser desde 1 hasta aproximadamente 30; Rl y R2 son hidrógeno, un grupo alquilo, arilo, cicloalifático o un grupo alquilo, sustituido, arilo sustituido o cicloalifático sustituido, y Rl y R2 pueden ser iguales o diferentes, y R3 es un grupo alifático, aromático, arilalifático o cicloalifático que también puede contener heteroátomos, como O, N, S o Si . Estos compuestos de imina se preparan, normalmente, por la reacción de ciertos compuestos carbonilo, como aldehidos y cetonas, con iminas. Los compuestos de carbonilo representativos que pueden utilizarse para formar la imina incluyen: cetonas, como acetona, metiletilcetona, metilisopropilcetona, metilisobutilcetona, dietilcetona, bencilmetilcetona, diisopropilcetona, ciclopentanona y ciciohexanona; y aldehidos, como acetaldehído, formaldehído, propionaldehído, isobutiraldehído, n-butiraldehído,
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heptaldehído y ciclohexilaldehídos . Las aminas representativas que pueden utilizarse para formar la imina incluyen: etilendiamina, etilentriamina, propilendiamina, tetrametilendiamina, 1, 6-hexametilendiamina, bis (6-aminohexil) éter, triciclodecandiamina, N,N'-dimetildietiltriamina, 3, 4 , 5-triaminopiran, 3,4-diaminofuran y diaminas cicloalifáticas, como las que tienen las estructuras siguientes:
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Las iminas se preparan, de manera conveniente, al hacer reaccionar un exceso estequiométrico de la cetona o aldehido con la poliamina en un disolvente azeotrópico y retirando el agua conforme ésta se forma. Para reducir al mínimo las reacciones secundarias y para evitar los retrasos debidos a un procesamiento prolongado, es deseable, con frecuencia, evitar el calentamiento prolongado, necesario para eliminar el exceso de cetona o aldehido y los materias primas inicíales que no reaccionaron, siempre que su presencia no afecte de manera adversa el rendimiento del producto final. Un tipo de compuesto de imina que se prefiere para que reaccione con los materiales que tienen la función acetoacetoxi al poner en práctica la presente invención es un aducto obtenido al hacer reaccionar una imina que tiene un grupo reactivo adicional diferente al grupo imina, como por ejemplo, un grupo hidroxilo o, de preferencia, un grupo amina con un compuesto, como un isocianato, o un epóxido que tiene uno o más grupos químicos o sitios con capacidad para reaccionar con el grupo reactivo adicional. Por ejemplo, una imina obtenida por la reacción de dos moles de aldehido o cetona con una triamina que tiene dos grupos amina primaria y un grupo amina secundaria, como por ejemplo, dietilentriamina, tendrá un grupo amina secundaria sin reaccionar, el cual puede reaccionar posteriormente con
un mono y/o poliepóxido o con un mono o poliisocianato para producir el aducto con el grupo funcional imina. Una imina comercial que se prefiere de manera especial y que tiene un grupo reactivo adicional es la Shell Epicure 3501, que es el producto de la reacción de la dietilentriamina y la metilisobutilcetona. Ejemplos de los isocianatos que pueden ser útiles para que reaccionen con el grupo hidroxilo o amina de la imina se incluyen más adelante en la Sección 6. Ejemplos de epóxidos que pueden hacerse reaccionar con los grupos amina de la imina que no reaccionaron se incluyeron en la anterior Sección .
6. Compuestos de isocianato. El material reticulante de isocianato puede seleccionarse de los materiales que contienen el grupo funcional isocianato, mismos que son bien conocidos en la técnica y que incluyen los isocianatos mono-, di-, tri- y multifuncionales, así como los poliisocianatos que utilizan compuestos de isocianato di-, tri- y multifuncionales. En una modalidad útil, los poliisocianatos en composiciones de uso en la presente invención tienen un promedio de al menos dos isocianatos por molécula. Los poliisocianatos representativos útiles en la presente invención incluyen a los compuestos alifáticos, tales como por ejemplo, etilen-, trimetilen-, tetrametilen-,
pentametilen-, hexametilen-, 1, 2-propilen-, 1, 2-butilen-, 2, 3-butilen-, 1, 3-butilen-, etiliden- y butiliden-diisocianatos; los compuestos de cicloalquileno, tales como por ejemplo, 3-isocianatometil-3, 5, 5-trimetilciclohexil-isocianato y los 1, 3-ciclopentan-, 1, 3-ciclohexan- y 1,2-ciclohexan-diisocianatos; los compuestos aromáticos, tales como m-fenilen-, p-fenilen-, 4 , 4-difenil-, 1, 5-naftalen- y 1, -naftalen-diisocianatos; los compuestos alifático-aromáticos, tales como A , -difenilenmetan-, 2,4- o 2,6-toluen- o sus mezclas, , ' -toluidina- y 1,4-xililen-diisocianatos; los compuestos aromáticos nucleares sustituidos, tales como el diisocianato de dianisidina, el diisocianato de 4 , 4 ' -difeniléter y el diisocianato de clorodifenileno; los triisocianatos, tales como trifenilmetano-4 , 4 ' , "-triisocianato, 1 , 3, 5-bencen-triisocianato y 2 , 4 , 6-toluen-triisocianato; y los tetraisocianatos, como por ejemplo, 4 , 4 ' -difenil-dimetilmetan-2, 2 ' , 5, 5 ' -tetraisocianato; los poliisocianatos polimerizados, tales como los dímeros y trímeros y algunos otros poliisocianatos que contienen enlaces de biuret, uretano y/o alofanato. Los poliisocianatos útiles en los imprimadores de conformidad con la presente invención también incluyen dímeros y trímeros del diisocianato de hexametileno y mezclas de los mismos.
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7. Compuestos que tienen el grupo funcional ácido carboxilico . Los compuestos que tienen el grupo funcional ácido y que pueden utilizarse en las composiciones imprimadoras del método de la presente invención contienen uno o más grupos ácido carboxílico por molécula. En una modalidad útil, los compuestos que tienen el grupo funcional ácido contienen al menos dos grupos ácido carboxílico por molécula. Ejemplos de ácidos dicarboxílicos adecuados incluyen, aunque no se limitan a, ácido adípico, ácido azelaico, ácido fumárico, ácido ftálico, ácido sebácico, ácido maleico, ácido succínico, ácido isoftálico, ácido tetrahidroftálico, ácido hexahidroftálico, ácidos grasos diméricos, ácido itacónico, ácido glutárico, ácido ciclohexanodicarboxílico y mezclas de los mismos. De manera adicional, también pueden utilizarse compuestos poliméricos que tienen el grupo funcional ácido, tal como se describirá más adelante. En una modalidad, un polímero que tiene el grupo funcional ácido utilizado en un imprimador de uso en la presente invención tiene un peso molecular promedio en número de al menos aproximadamente 400. Los pesos moleculares promedio en número de polímeros útiles que tienen el grupo funcional ácido carboxílico variarán aproximadamente entre 500 y 30,000. Los polímeros
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representativos que contienen el grupo funcional ácido incluyen acrílicos, poliésteres y polímeros preparados por medio de la reacción de anhídridos con polímeros que contienen el grupo funcional hidroxi, como se describió en la anterior Sección 2. La preparación de polímeros que tienen el grupo funcional ácido carboxílico por medio de la reacción formadora de semi-ésteres de anhídridos y polímeros que tienen el grupo funcional hidroxi se describe con mayor detalle en la patente de EE . UU . Núm. 5,697,742 de Valpey III et al., la cual está cedida a la cesionaria de la presente solicitud. Otros polímeros útiles que contienen el grupo funcional ácido pueden prepararse de manera conveniente mediante la polimerización por adición de radicales libres de ácidos insaturados, como ácido maleico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, etc., junto con uno o más monómeros insaturados. Los monómeros representativos incluyen los esteres de ácidos insaturados, compuestos de vinilo, materiales basados en estireno, compuestos de alilo y otros monómeros copolimerizables, como se describió de manera representativa en la Sección 2.5 de esta especificación. Los monómeros que pueden copolimerizarse con el ácido insaturado deben estar libres de cualquier grupo funcional que pudiera reaccionar con los grupos ácido durante la polimerización.
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Otros polímeros útiles que contienen el grupo funcional ácido incluyen polímeros de poliéster obtenidos a partir de la reacción de uno o más ácidos carboxílicos aromáticos y/o alifáticos o sus anhídridos y uno o más polioles alifáticos y/o aromáticos, donde la función ácido está presente en un exceso estequiométrico con respecto a la función hidroxi. Los ácidos carboxílicos y los polioles incluyen a los que se enumeraron en la Sección 2.2 de esta especificación.
8. Compuestos que contienen el grupo funcional amina. Las poliaminas también pueden ser útiles como compuestos que contienen hidrógeno activo y pueden prepararse utilizando métodos bien conocidos en la técnica, como por ejemplo, mediante la polimerización por radicales libres de monómeros acrílicos u otros monómeros insaturados que contienen el grupo funcional amina primara o secundaria o mediante la reacción de las aminas que tienen al menos dos grupos aminas por molécula con un ácido policarboxílico para formar aminas de poliamida o mediante la reacción de las aminas primarias con materiales epoxi para producir la función hidroxilo y amina secundaria. Las poliaminas pueden ser poliméricas, normalmente, las que tienen un peso molecular promedio en número mayor de aproximadamente 400,
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o materiales moleculares inferiores, como por ejemplo, piperazina, tetraetilenpentamina, 1, 2-diaminopropano, etc. También son útiles los materiales que tienen un grupo amina primaria o secundaria y un grupo hidroxilo, tales como la ispropanol amina, la isobutanol amina, la etanol amina, etc. Se sabe que los grupos amina reaccionan con los compuestos que tienen la función acetoacetoxi, con isocianatos y con aminas. En los recubrimientos relacionados con la presente invención se pueden utilizar cualesquiera de las aminas que se sabe reaccionan con cualquier grupo funcional para formar una película de recubrimiento. Por ejemplo, como reactante para formar un recubrimiento imprimador de la presente invención también pueden ser útiles las poliaminas que se enumeraron en la Sección 5. Otras aminas útiles incluyen a la triciclodecandimetanamina y a los fenoles que tienen el grupo funcional poliamina primaria, como por ejemplo, Cardolite NC559, distribuido por Cardolite, Inc. Los materiales útiles que contienen el grupo funcional amina también pueden incluir esteres del ácido aspártico.
9. Compuestos que contienen el grupo funcional anhidrido . Para formar los imprimadores de uso en la presente invención, también pueden ser útiles los
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compuestos que contienen el grupo funcional anhídrido. En una modalidad, el compuesto que contiene el grupo funcional anhídrido puede ser cualquier compuesto alifático o aromático que en la molécula tenga uno o más grupos anhídrido de ácido carboxílico. En otra modalidad útil, el compuesto que tiene el grupo funcional anhídrido contiene en la molécula uno o más grupos anhídrido de ácido carboxílico cíclico. En otra modalidad útil, los compuestos que tienen el grupo funcional anhídrido contienen al menos dos grupos anhídrido de ácido carboxílico cíclico por molécula. También son útiles los anhídridos poliméricos que tienen peso molecular promedio en número de aproximadamente entre 500 y 7, 000. En una modalidad, en los imprimadores relacionados con la presente invención, se usan los polímeros por adición de radicales libres, como por ejemplo los polímeros acrílicos, que tienen la función anhídrido. Estos polímeros se preparan, de manera conveniente, como es bien conocido en la técnica, por polimerización en condiciones de polimerización por la adición de radicales libres de al menos un monómero insaturado que tiene la función anhídrido, como por ejemplo, anhídrido maleico, anhídrido citracónico, anhídrido itacónico, anhídrido propenilsuccínico, etc., opcionalmente, con otros monómeros con insaturación etilénica, como por ejemplo, los esteres
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de ácidos insaturados, compuestos vinílicos, materiales basados en estireno, compuestos alílicos y otros monómeros copolimerizables, todo lo anterior, como se muestra de manera representativa en la Sección 2.5 de esta especificación. Los monómeros que pueden copolimerizarse con el anhídrido insaturado deben carecer, evidentemente, de cualquier grupo funcional que pudiera reaccionar con el grupo anhídrido durante la polimerización. Los polímeros que contienen el grupo funcional anhídrido pueden prepararse, de manera conveniente, mediante las técnicas de polimerización por adición de radicales libres. Por lo general, la polimerización se llevará a cabo en un disolvente inerte y en presencia de un catalizador a temperaturas que varían aproximadamente entre 35°C y 200°C. En una modalidad útil, los polímeros que tienen el grupo funcional anhídrido deben contener al menos 5% en peso del anhídrido . En la práctica de esta invención también pueden utilizarse otros polianhídridos, adicionales a los anhídridos poliméricos acrílicos preparados mediante procesos de adición de radicales libres. Los anhídridos de éster pueden prepararse, como es bien conocido en la técnica, mediante la reacción del, por ejemplo, anhídrido trimelítico con polioles. Otros polianhídridos representativos que son adecuados incluyen a los
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dianhídridos cíclicos polifuncionales, tales como el dianhídrido del ácido ciclopentano tetracarboxílico, el dianhídrido del ácido difeniléter tetracarboxílico, el dianhídrido del ácido 1, 2, 3, -butano tetracarboxílico; y los dianhídridos de benzofenona tetracarboxílicos, tales como el dianhídrido de la 3, 3 ', 4 , 4 ' -benzofenona tetracarboxílica y el dianhídrido del ácido 2,bromo-3, 3 ', 4 , ' -benzofenona tetracarboxílico. También son útiles los trianhídridos tales como los trianhídridos del ácido bencen- y ciclohexen- hexacarboxílico . Adicionalmente, los polianhídridos útiles pueden prepararse mediante la maleinización de compuestos poliinsaturados, como los hules insaturados, los aceites insaturados y los hidrocarburos insaturados . En la técnica son bien conocidas las reacciones entre diversas combinaciones de los grupos funcionales mencionados en lo anterior y otros grupos funcionales con la finalidad de formar composiciones de recubrimiento. Para formar los recubrimientos cuyo uso se relacione con el método de la presente invención, se puede utilizar cualquier combinación factible de estos grupos funcionales. Adicionalmente, en la técnica anterior se describen diversas composiciones de recubrimiento de dos componentes que pueden ser útiles en relación con la presente invención. Las composiciones de recubrimiento
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representativas y los métodos para preparar recubrimientos incluyen, aunque no se limitan a, los que se describen en las patentes de EE UU, Núm. 6,828,405 6,344,502
6,297,320; 6,235,846; 5,679,742; 5,633,091 5,618,884 5,591,805; 5,589,560; 5,580,926; 5,411,809 5,517,100
4,946,744; y 4,362,770, mismas que están cedidas a la cesionaria de esta solicitud. Otros ejemplos incluyen a las patentes de EE. UU. Núm. 6,599,965; 6,365,699; 6,534,121; y 6,656,530. En las patentes de EE . UU . Núm. 3,668,183, 4,408,018 y 4,786,682 también se describen composiciones de recubrimiento preparadas utilizando reacciones de adición de Michael. Debe entenderse que los grupos funcionales, así como sus ejemplos, aquí presentados, son sólo ejemplos y no se pretende que constituyan una lista exhaustiva de todos los posibles materiales que pueden utilizarse en las composiciones imprimadoras utilizadas en relación con la presente invención. Se entenderá que las variaciones conocidas por los que tienen experiencia en la técnica estarán incluidas dentro del alcance de la presente invención. Los imprimadores utilizados en relación con la presente invención pueden curarse a temperaturas que varían aproximadamente desde la temperatura ambiente hasta aproximadamente 350°F. El secado puede acelerarse utilizando el secado forzado o mediante radiación
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infrarroja de onda corta. Como es bien conocido en la técnica, los recubrimientos pueden contener pigmentos . Los pigmentos opacadores representativos incluyen pigmentos blancos, tales como bióxido de titanio, óxido de zinc, óxido de antimonio, etc., y pigmentos cromáticos orgánicos e inorgánicos, tales como óxido de fierro, negro de humo, azul de ftalocianina, etc. Los recubrimientos también pueden contener pigmentos de extensión, como por ejemplo, carbonato de calcio, arcilla, sílice, talco, etc. Los recubrimientos también pueden contener otros aditivos como por ejemplo, agentes de flujo, catalizadores, diluyentes, disolventes, promotores de la adhesión, agentes para absorber la luz ultravioleta, etc. En una modalidad útil, la composición de recubrimiento contiene aproximadamente entre 20 y 26% de un disolvente, con base en el peso total de la solución. Los disolventes adecuados incluyen: compuestos aromáticos, naftas, acetatos, éteres, esteres, cetonas, esteres de éster y mezclas de los mismos. Los disolventes útiles incluyen, aunque no se limitan a, acetona, metiletilcetona, metilpropilcetona, metilisobutilcetona, metil-n-amilcetona, cetona de Cll, ciciohexanona, diisobutilcetona y metilisoamilcetona, así como acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de n-propilo, acetato de isopropilo, acetato
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de n-butilo, acetato de isobutilo, acetato de 2-etilhexilo, propionato de n-butilo, propionato de n-pentilo, propionato de etil-3-etoxi, metileteracetato de propilenglicol, metileteracetato de dipropilenglicol, butileteracetato de etilenglicol, butileteracetato de dietilenglicol, tolueno, xileno, los compuestos aromático 100, aromático 150 y aromático 200, y paraclorobenzotrifluoruro. En una modalidad útil, se utiliza un disolvente que se evapora rápidamente después de que el imprimador se aplicó al sustrato. Los sistemas de recubrimiento de dos componentes incluyen, por lo general, un catalizador para la reacción del grupo funcional del polímero formador de película con el grupo funcional del agente de reticulación. En la técnica se conocen los catalizadores adecuados para las diversas reacciones. Los ejemplos de catalizadores incluyen, aunque no se limitan a, aminas terciarias y aminas secundarias, tales como N-metilimidazol, N-etilmorfolina, trietilamina y etilimidazol; sales de amonio; catalizadores nucleofílicos, tales como yoduro de litio; sales de fosfonio y fosfinas, tales como trifenilfosfina; catalizadores electrofílicos, tales como sales o complejos de estaño metálico; catalizadores organometálicos, tales como dilaurato de dibutilestaño, octoato de zinc, naftenato de cobre, fenilpropionato
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mercúrico, naftenato de plomo; anhídridos, tales como anhídrido succínico, anhídrido acético, anhídrido maleico, anhídrido tetrahidroftálico, anhídrido hexahidroftálico y polímeros que tienen el grupo funcional anhídrido; y ácidos, tales como el ácido benzoico y el ácido isoesteárico. El catalizador estará presente, normalmente, en una cantidad de al menos 0.01% del peso de los reactantes . En la composición imprimadora también puede incluirse un promotor de la adhesión. En una modalidad útil, el promotor de la adhesión es un organosilano, como por ejemplo, una amina silano o un epoxi silano. Los organosilanos representativos se describen en " Silane Coupling Agen ts" , de E. P. Pluddemann (Plenum Press, New York 1982) . Los silanos útiles específicos incluyen 3-mercaptopropiltrimetoxisilaño, 3-aminopropiltrimetoxisilaño y 3-glicidoxilpropiltrimetoxisilano . Debido a que las composiciones imprimadoras utilizadas en relación con el método de la presente invención se suministran como sistemas de múltiples paquetes, los cuales deben mezclarse antes de usarlos, los pigmentos, catalizadores y otros aditivos pueden añadirse convenientemente a cualquiera de o a todos los paquetes individuales adecuados. Debido a la posible hidrólisis de algunos grupos reactivos potenciales, en algunas
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modalidades, las composiciones imprimadoras pueden ser sistemas no acuosos. En una modalidad de la presente invención, se prepara un imprimador de dos componentes, de tal modo que su viscosidad esté aproximadamente entre 115 y 130 KU
(viscosidad Stormer) o aproximadamente entre 2500 y 4000 cp
(centipoises) (viscosidad Brookfield) con un contenido de sólidos de al menos aproximadamente 70%. En una modalidad útil, el contenido de sólidos está aproximadamente entre 74% y 80%. En otra modalidad útil, el contenido de sólidos es aproximadamente de al menos 80%. Aunque la composición imprimadora utilizada en la presente invención puede aplicarse con una viscosidad relativamente elevada, no debe confundirse con las pastas o composiciones rellenadoras de hojalatería. Estas composiciones están formadas, normalmente, por una mezcla tipo pasta de una resina poliéster y talco, que se utilizan para reparar superficies metálicas. Los rellenadores de hojalatería contienen, en general, un peróxido catalizador para la reacción de curado. Además, los rellenadores a base de poliéster necesitan, por lo general, la aplicación de un imprimador encima del rellenador de carrocerías para promover la adhesión y dar a las capas de recubrimiento adicionales la apariencia deseada. Un imprimador-rellenador, como el aquí descrito, para usarse con el método presente, puede
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aplicarse directamente como recubrimiento superior. En una modalidad útil, la composición imprimadora utilizada de conformidad con la presente invención es una composición multicomponente curable que contiene (a) un polímero acrílico que contiene el grupo funcional acetoacetoxi y (b) un componente de reticulación que contiene al menos un compuesto que tiene la función imina. La composición curable reacciona después de mezclar los componentes (a) y (b) . En una modalidad de este tipo, el compuesto que contiene el grupo funcional imina puede tener, en promedio, al menos dos grupos imina por molécula, los cuales pueden reaccionar con el grupo funcional acetoacetoxi . Un imprimador disponible en el comercio y que puede utilizarse en el proceso de la presente invención es el ULTRA-FILL HS Direct to Metal ISO-Free Primer NP75, distribuido por la cesionaria de la presente invención. Como se mencionó en lo anterior, el componente formador de película y el componente endurecedor del imprimador de uso en la presente invención deben, normalmente, mezclarse justo antes de que el imprimador se aplique al sustrato que será reparado. El mezclado puede realizarse dosificando en un recipiente la cantidad adecuada de cada componente y agitándolos. En ese momento, también podrían añadirse, opcionalmente, los componentes
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adicionales, como por ejemplo, disolventes, diluyentes, catalizadores u otros aditivos. Por lo general, el agente de reticulación estará presente en una cantidad útil para alcanzar el grado de reacción suficiente para obtener el nivel de curado, dureza y propiedades de rendimiento deseados. Cuando el mezclado se realiza en un recipiente, la composición imprimadora mezclada puede ser transferida a un cojín, a una paleta de pintor o a otra superficie plana semejante, de modo que pueda aplicarse al sustrato por medio de un rasero. El mezclado también puede realizarse utilizando un aplicador (10) para cartuchos de dos componentes, como se muestra en las Figuras 1 y 2A a 2C. En la técnica se conocen varios aplicadores para cartuchos de dos componentes. Estos aplicadores se describen en las patentes de EE. UU. Núm. 6,484,904; 5,875,928; 5,535,922; 5,249,709 y 4,538,920, mismas que se incorporan como referencia en la presente por su sola mención. Un aplicador para cartuchos de dos componentes contiene dos cilindros (12) y (14), de los cuales, cada uno está equipado con un extremo de salida (16) y (18) . Las dimensiones de los cilindros y los cartuchos están configuradas de tal manera que se despache y mezcle la relación adecuada de la mezcla de los recubrimientos de dos componentes. En las Figuras 2A a 2C se muestran ejemplos de cartuchos para varias relaciones de
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mezcla. Dentro del alcance de la presente invención también se tiene en cuenta a los cartuchos con otras relaciones de mezcla. En el extremo de salida está colocado un elemento mezclador estático (20) . El cartucho puede colocarse en un aplicador de tipo pistola de calafateo (23) que está adaptado para recibir ese tipo de cartuchos o en cualquier otro aplicador conocido que pueda despachar los materiales contenidos en esos cartuchos. Los materiales contenidos en los cilindros se despachan y mezclan al empujar los émbolos (22) y (24) al interior de los cilindros, obligando de este modo a que los componentes de la composición imprimadora salgan de los cilindros (12) y (14) e ingresen en el elemento mezclador estático (20) , en el cual, los componentes se entremezclan entre sí y salen por el extremo abierto (25) del mezclador estático. Cuando se considere que el contenido de los cartuchos no se consumirá en su totalidad en un solo uso, el elemento mezclador estático puede separarse de las salidas y desecharse después de cada uso. En este tipo de aplicaciones, es común que en cada jeringa se incluyan varios elementos mezcladores estáticos desmontables y desechables . Después de que de los cilindros se ha despachado y mezclado una cierta cantidad del recubrimiento curable, el elemento mezclador estático usado puede desmontarse de las salidas y desecharse y en dichas salidas puede colocarse un nuevo elemento mezclador
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estático. En una modalidad alternativa, el mezclador estático usado puede permanecer unido al despachador de cartuchos. En este tipo de modalidad, la pintura en el mezclador estático se curará y formará un sello hermético que evita que los componentes de los cilindros del cartucho se sigan mezclando. Adicionalmente y de manera opcional, puede suministrarse una tapa (26) para evitar que entre usos, el contenido de los cartuchos se seque, evapore o reaccione de alguna otra manera. En el comercio se encuentran diversos aplicadores para cartuchos y dispositivos mezcladores estáticos, entre los que se incluyen los aplicadores STATOMIX® y los cartuchos MIXPAC®, distribuidos por ConProTec, Inc. Hay otros aplicadores para cartuchos y dispositivos mezcladores estáticos, tales como los que distribuyen Adhesive Packaging Specialties, Inc., TAH Industries, Inc. y 3M. Cuando el mezclado se realiza utilizando un mezclador estático y un cartucho de dos componentes, la composición imprimadora puede aplicarse directamente al sustrato o puede aplicarse a un cojín o a otra superficie para aplicarlo con el rasero, conforme el pintor considere que es la opción más conveniente. Debe entenderse que existen otras configuraciones de los cartuchos despachadores multicomponente además del antes descrito que pueden utilizarse en relación con la presente invención.
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En un sistema imprimador curable de dos componentes, un cilindro contiene el componente polimérico formador de película y el otro cilindro contiene al agente de reticulación que reacciona con el grupo funcional del componente polimérico formador de película. Hay otros componentes adicionales, como por ejemplo, disolventes, diluyentes, catalizadores u otros aditivos que podrían, opcionalmente, añadirse a cualquiera de los componentes del sistema imprimador, en cualquiera de los cilindros del cartucho multicomponente. Una vez mezclado, el imprimador se extiende sobre el área lijada utilizando un rasero. Como se utiliza en la presente, el término "rasero" se refiere a cualquier implemento que tenga al menos un borde plano que puede extender una composición de recubrimiento sobre una superficie. Estos implementos son del conocimiento general en la industria automotriz y se utilizan para aplicar las conocidas pastas rellenadoras de carrocerías. El rasero puede estar hecho de hule, plástico, acero inoxidable u otros metales. En una modalidad útil, el rasero es una pieza rectangular de hule flexible con un grosor aproximado de 1/8 de pulgada. En el comercio están disponibles los diversos implementos que pueden utilizarse como el rasero de la presente invención. Uno de estos raseros aplicadores es el que vende NAPA con la marca comercial MARTIN SENOUR
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PAINTS, por ejemplo, el modelo #2801. Otros aplicadores útiles incluyen a los EVERCOAT Professional Spreaders que distribuye Fibre Glass Evercoat Co., Inc., por ejemplo, el modelo #380, y los raseros de hule WETORDRY distribuidos por 3M, por ejemplo, los modelos #05517 y 055518. Con un rasero puede extenderse, sobre el área lijada, una primera capa de "cimentación" del imprimador. La capa de imprimador debe achaflanarse más allá del área dañada, hasta los márgenes irregulares del recubrimiento existente. El imprimador debe aplicarse, por lo general, jalando el rasero aplicador sobre la superficie de reparación en líneas paralelas que se traslapan. Después de aplicar la primera capa, ésta puede dejarse secar por un corto tiempo antes de aplicar la segunda capa. En una modalidad, puede ser suficiente un tiempo de secado de aproximadamente entre 5 y 10 minutos. En caso de que se necesite alcanzar un grosor de película deseado, sobre la capa de cimentación puede aplicarse una segunda capa de imprimador. La segunda capa puede aplicarse en forma idéntica a la primera capa o puede aplicarse en una dirección generalmente perpendicular a las líneas de la primera capa. En caso de que se necesite una tercera capa u otras capas adicionales, cada una de estas capas puede aplicarse en forma perpendicular a la capa anterior. En algunos casos, la aplicación de la composición
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imprimadora, utilizando el rasero aplicador, deja en la composición imprimadora de recubrimiento algunas "marcas de herramienta" o líneas debidas al proceso de aplicación. En una modalidad de la presente invención y de manera opcional, con un disolvente se podría humedecer un paño y, con este, tallar con suavidad el recubrimiento imprimador para eliminar o atenuar de la capa de imprimador dichas marcas de herramienta. Al extender la capa de imprimador con el rasero aplicador se logra que el imprimador sea obligado a penetrar en las imperfecciones del lijado para llenar los huecos y tapar los poros o picaduras, que pueden provocar el indeseable ampollamiento del recubrimiento de acabado. En algunos casos, los imprimadores aplicados usando el método de la presente invención pueden reemplazar al uso de rellenadores de hojalatería. Una vez que la aplicación de la composición imprimadora haya alcanzado el grosor de película deseado, debe dejársele curar hasta que tenga una dureza tal que permita lijar la capa de imprimador. La mayoría de los imprimadores disponibles en el comercio incluyen instrucciones en las que se indica el tiempo de curado necesario previo al lijado. Se puede dejar que el imprimador se seque al aire, puede usarse el secado forzado con una corriente de aire o puede secarse con una luz
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infrarroja UV. Después de transcurrido el tiempo de curado adecuado, la capa de imprimador curada puede lijarse antes de aplicar las siguientes capas de recubrimiento u otras capas de recubrimiento superior. En una modalidad útil, la capa de imprimador curado se lija utilizando un calzo o una lijadora de mano y papel de lija del tamaño de grano adecuado a la siguiente capa de recubrimiento que se vaya a aplicar. Por ejemplo, si encima de un imprimador se va a aplicar otra capa base o una capa de sellador, puede entonces utilizarse papel de lija P400 o uno que tenga un tamaño de grano equivalente. Si el recubrimiento superior se va a aplicar directamente encima del imprimador, puede usarse un papel de lija P600 o uno que tenga un tamaño de grano equivalente. Después del lijado, la superficie puede limpiarse de nuevo para eliminar el exceso de polvo u de otros contaminantes. Podrán aplicarse ahora cualesquiera capas de recubrimiento posteriores. Por lo general, en aplicaciones automotrices, se utiliza una combinación de capa base/recubrimiento transparente para mezclar o fusionar el área repintada con el acabado existente. Si bien la presente invención se ha ilustrado mediante la descripción de las modalidades de la misma y al tiempo que las modalidades se han descrito de manera muy
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detallada, la intención de los solicitantes no es restringir ni limitar de ninguna manera el alcance de las reivindicaciones anexas a la descripción detallada. Los que tienen experiencia en la técnica verán con facilidad ventajas y modificaciones adicionales. Por lo tanto, la invención, en sus aspectos más generales, no está limitada a los detalles específicos, al aparato representativo y a los ejemplos ilustrativos mostrados y descritos. En consecuencia, pueden realizarse cambios en la descripción detallada sin desviarse del espíritu o alcance del concepto general de la invención de los solicitantes.
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