MX2011013576A - Dispositivo rociador para rociar componentes multiples y uso de este. - Google Patents

Abstract

Esta invención está dirigida a un método para producir una capa de un revestimiento de una composición de revestimiento que comprende dos o más componentes. Estos dos o más componentes se mezclan después de la atomización. La presente invención está dirigida, además, a una pistola de rociado que tiene un dispositivo de suministro para producir esa capa de revestimiento.

Description

DISPOSITIVO ROCIADOR PARA ROCIAR COMPONENTES MULTIPLES Y USO DE ESTE CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida a un método para producir una capa de revestimiento con una composición de revestimiento. Esta invención está dirigida, específicamente, a un método y un dispositivo de rociado para introducir un catalizador en una composición de revestimiento después de la atomización.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los revestimientos en automóviles u otros objetos comprenden, típicamente, redes poliméricas formadas por múltiples componentes reactivos de una composición de revestimiento. Los revestimientos se aplican, típicamente, sobre un sustrato, tal como una carrocería de un vehículo automotor o partes de una carrocería, mediante el uso de un dispositivo de rociado u otras técnicas de aplicación de revestimiento y, después, se curan para formar una capa de revestimiento que tiene tales redes poliméricas.

Actualmente, los múltiples componentes reactivos de la composición de revestimiento se mezclan, típicamente, para formar una mezcla de reacción antes de rociarlos, y se colocan en un receptáculo o recipiente con forma de copa unido a un Ref . :226159 dispositivo de rociado, tal como una pistola de rociado. Debido a la naturaleza reactiva de los múltiples componentes reactivos, la mezcla de reacción empezará a reaccionar tan pronto como se mezclen, lo que causa un aumento continuo en la viscosidad de la mezcla de reacción. Una vez que la viscosidad alcanza cierto punto, la mezcla de reacción se vuelve prácticamente imposible de rociar. La posibilidad de que la pistola de rociado se obstruya con materiales poliméricos reticulados es, además, desfavorable. El tiempo que tarda la viscosidad para aumentar hasta el punto en donde el rociado se vuelve ineficaz, generalmente, un aumento al doble de la viscosidad, se denomina "vida útil" .

Una forma de extender la "vida útil" es adicionar una cantidad mayor de solvente reductor, también conocido como agente reductor, a la mezcla de reacción. Sin embargo, el agente reductor, tal como solvente orgánico, contribuye a aumentar las emisiones de compuestos orgánicos volátiles (VOC, por sus siglas en inglés) y, además, aumenta el tiempo de curado.

Otros intentos por extender la "vida útil" de una mezcla de reacción de una composición de revestimiento se han centrado en soluciones "basadas en sustancias químicas" . Por ejemplo, se ha sugerido incluir modificaciones de uno o más de los componentes reactivos o ciertos aditivos que retardarían la reacción de polimerización de los múltiples componentes de la mezcla de reacción. Las modificaciones o los aditivos no deben perjudicar la velocidad de curado después de que se aplica el revestimiento a la superficie de un sustrato.

Otro enfoque es mezclar uno o más componentes clave, tal como un catalizador, junto con otros componentes de la composición de revestimiento inmediatamente antes de rociarla. En la patente de los Estados Unidos núm. 7,201,289 se describe un ejemplo en el cual una solución catalizadora se almacena en un dispensador separado y se dispensa y mezcla con una formulación de revestimiento líquida antes de atomizar la formulación de revestimiento.

Otro enfoque consiste en atomizar por separado dos componentes de una composición de revestimiento, tales como un catalizador y una resina, y mezclar los dos componentes atomizados después del rociado. Un ejemplo así se describe en la patente de los Estados Unidos núm. 4,824,017. Sin embargo, este método requiere la atomización de dos componentes por separado mediante el uso de medios de inyección y bombas independientes para cada uno de los dos componentes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención está dirigida a una pistola de rociado para rociar una composición de revestimiento que comprende un primer componente y un segundo componente; la pistola de rociado comprende: (A) un cuerpo de pistola de rociado (1) que tiene una primera entrada (10) conectada a una tobera de rociado (13) y una boquilla de aire (24) que tiene una o más salidas de aire de proyección (24a) ; y (B) un dispositivo de suministro que comprende una salida de suministro (14), una segunda entrada (8) y un trayecto de conexión (11) que conecta esa segunda entrada y esa salida de suministro; esa salida de suministro se coloca dentro de una de esas salidas de aire de proyección; en donde esa primera entrada se configura para acoplarse a un receptáculo (3) para transportar ese primer componente a esa tobera, y esa segunda entrada se configura para acoplarse a un segundo recipiente (4) para transportar ese segundo componente a esa salida de suministro.

Esta invención está dirigida a un método para producir una capa de una composición de revestimiento que comprende un primer componente y un segundo componente sobre un sustrato; ese método comprende las siguientes etapas: i) suministrar una pistola de rociado que comprende : A) un cuerpo de pistola de rociado (1) que tiene una primera entrada (10) conectada a una tobera de rociado (13) y una boquilla de aire (24) que tiene una o más salidas de aire de proyección (24a) ; y B) un dispositivo de suministro que comprende una salida de suministro (14) , una segunda entrada (8) y un trayecto de conexión (11) que conecta esa segunda entrada y esa salida de suministro; esa salida de suministro se coloca dentro de una de esas salidas de aire de proyección; en donde esa primera entrada se configura para acoplarse a un receptáculo (3) para transportar ese primer componente a esa tobera, y esa segunda entrada se configura para acoplarse a un segundo recipiente (4) para transportar ese segundo componente a esa salida de suministro; proporcionar el primer componente de la composición de revestimiento a la primera entrada y el segundo componente de la composición de revestimiento a la segunda entrada ; iii) producir la atomización de ese primer componente y la atomización de ese segundo componente para formar una mezcla de revestimiento mediante el suministro de un vehículo presurizado a esa pistola de rociado; y iv) aplicar esa mezcla de revestimiento sobre ese sustrato para formar esa capa sobre este.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 muestra un esquema de un ejemplo de pistola de rociado de esta invención.

Las Figuras 2A-2B muestran vistas en sección transversal de ejemplos de esta invención. (Figura 2A) Una unidad de tobera-boquilla de aire con un ejemplo del dispositivo de suministro. (Figura 2B) Otro ejemplo de una unidad de tobera-boquilla de aire con otro ejemplo del dispositivo de suministro .

Las Figuras 3A-3B muestran representaciones esquemáticas de ejemplos de configuraciones del segundo recipiente. (Figura 3A) Un segundo recipiente fijado en el lado superior de una pistola de rociado. (Figura 3B) Dos segundos recipientes fijados en el lado superior de una pistola de rociado .

Las Figuras 4A-4B muestran representaciones esquemáticas de otros ejemplos de configuraciones del segundo recipiente. (Figura 4A) Un segundo recipiente fijado en el lado inferior de una pistola de rociado. (Figura 4B) Dos segundos recipientes fijados en el lado inferior de una pistola de rociado .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las personas de habilidad ordinaria en la técnica comprenderán más fácilmente las características y ventajas de la presente invención al leer la siguiente descripción detallada. También debe apreciarse que determinadas características de la invención, las cuales, para mayor claridad, se describen anterior y posteriormente en el contexto de modalidades separadas, también pueden proporcionarse combinadas en una sola modalidad. Por otra parte, características diversas de la invención, las cuales, con el propósito de ser breves, se describen en el contexto de una sola modalidad, también pueden proporcionarse por separado o en cualquier combinación secundaria. Además, las referencias en singular pueden también incluir el plural (por ejemplo, "uno/a" y "el/la" pueden referirse a unos/as y el/los o la/las) a menos que el contexto lo indique específicamente de cualquier otra forma.

A menos que se indique expresamente de cualquier otra forma, los valores numéricos en los diversos intervalos especificados en esta aplicación se expresan como aproximaciones, como si los valores mínimo y máximo dentro de los intervalos indicados estuvieran precedidos del término "aproximadamente" en ambos casos. De este modo, se pueden usar ligeras variaciones por encima y por debajo de los intervalos enunciados con el fin de obtener esencialmente los mismos resultados de los valores dentro del intervalo. Además, la exposición de estos intervalos tiene por objeto constituir un intervalo continuo, que incluya todos los valores entre los valores mínimo y máximo.

Como se usan en la presente descripción: "Composición de revestimiento de doble envase" , también conocida como composición de revestimiento 2K, significa una composición de revestimiento termofijo que comprende dos componentes almacenados en dos recipientes separados que, generalmente, están sellados para aumentar la vida en estante de los componentes de la composición de reves imiento. Los componentes se mezclan justo antes de usar para formar una mezcla de reacción, que tiene una vida útil limitada, típicamente, de unos pocos minutos, tales como de 15 minutos a 45 minutos, a unas pocas horas, tales como de 4 horas a 10 horas. La mezcla de reacción se aplica como una capa de espesor deseado sobre la superficie de un sustrato, tal como la carrocería o piezas de la carrocería de un vehículo. Luego de la aplicación, la capa se seca y se cura para formar un revestimiento en la superficie del sustrato que tenga las propiedades de revestimiento deseadas, tales como brillo deseado, resistencia al rayado, resistencia al desgaste ambiental y resistencia a la degradación por solvente. Una composición de revestimiento de doble envase típica puede comprender un componente reticulable y un componente de reticulación.

"Composición de revestimiento de un envase" , también conocida como composición de revestimiento 1K, significa una composición de revestimiento que comprende múltiples ingredientes mezclados en uno solo envase. Una composición de revestimiento de un envase puede formar una capa de revestimiento bajo ciertas condiciones. Un ejemplo de composición de revestimiento 1K puede comprender un agente de reticulación bloqueado que puede activarse bajo ciertas condiciones. Un ejemplo del agente de reticulación bloqueado puede ser un isocianato bloqueado. Otro ejemplo de composición de revestimiento de 1K puede ser una composición de revestimiento curable por radiación ultravioleta (UV) .

El término "radiación", "irradiación" o "radiación actínica" se refiere a la radiación que causa, en presencia de un fotoiniciador, la polimerización de monómeros que tienen enlaces dobles insaturados etilénicamente polimerizables , tales como enlaces dobles acrílicos o metacrílicos . Las fuentes de radiación actínica podrían ser la luz solar natural o fuentes de radiación artificial. Los ejemplos de radiación actínica incluyen, pero no se limitan a, radiación UV cuya longitud de onda de radiación se encuentra en el intervalo de 100 nm a 800 nm, radiación UV-A cuya longitud de onda se encuentra en el intervalo de 320 nanómetros (nm) a 400 nm; radiación UV-B, que es la radiación cuya longitud de onda se encuentra en el intervalo de 280 nm a 320 nm; radiación UV-C que es la radiación cuya longitud de onda se encuentra en el intervalo de 100 nm a 280 nm; y radiación UV-V que es la radiación cuya longitud de onda se encuentra en el intervalo de 400 nm a 800 nm. Otros ejemplos de radiación pueden incluir haz de electrones también denominado haz E. Un revestimiento curable por radiación, tal como UV, puede denominarse revestimiento de radiación o revestimiento UV. Un revestimiento UV puede ser, típicamente, un revestimiento de 1K. Un revestimiento curable por UV puede tener, típicamente, un componente curable por UV que comprende monómeros que tienen enlaces dobles insaturados etilénicamente polimerizables , tal como enlaces dobles acrílicos o metacrílicos; y uno o más fotoiniciadores o activadores de radiación. Típicamente, una composición de revestimiento de 1K, por ejemplo una composición de revestimiento de monocurado UV, puede prepararse para formar una mezcla de reacción y almacenarse en un recipiente sellado. Siempre que la composición de revestimiento de monocurado UV no se exponga a radiación UV, la composición de monocurado UV puede tener una vida útil indefinida.

Un revestimiento que puede curarse por un mecanismo de curado, tal como por reticulación química sola o por radiación UV sola, puede denominarse revestimiento de monocurado. Un revestimiento que puede curarse tanto por sustancia química como radiación, tal como por reticulación química y radiación UV, se denomina revestimiento de curado doble.

En un ejemplo una composición de curado doble contiene un primer componente que tiene ambos grupos curables por radiación, tal como enlaces dobles acrílieos, y grupos reticulables químicos, tales como grupos hidroxilo, en un recipiente. Un segundo componente contiene un agente de reticulación correspondiente que tiene grupos de reticulación, tales como grupos isocianato, y se almacena en un segundo recipiente. Justo antes de usarse, el primer componente y el segundo componente se mezclan para formar una mezcla de reacción. La patente de los Estados Unidos núm. 6,815,501, por ejemplo, describe una composición de revestimiento curable por UV del tipo de doble curado, que comprende un componente curable por radiación que tiene enlaces dobles insaturados etilénicamente polimerizables y un componente reticulable con grupos funcionales hidroxilo que puede curarse mediante una combinación de radiación UV y componente de reticulación que tiene agentes de reticulación de isocianato. El componente reticulable de una composición de revestimiento de curado doble puede tener otros grupos funcionales reticulables descritos en la presente invención. El componente de reticulación de una composición de revestimiento de curado doble puede tener otros grupos funcionales de reticulación descritos en la presente invención.

"Composición de revestimiento de VOC bajo" significa una composición de revestimiento que incluye menos de 0.6 kilogramos por litro (5 libras por galón), preferentemente, menos de 0.53 kilogramos (4.4 libras por galón) de componente orgánico volátil, tal como ciertos solventes orgánicos. La frase "componente orgánico volátil" se menciona en la presente descripción como VOC. El nivel de VOC se determina de acuerdo con el procedimiento provisto en la norma ASTM D3960.

"Componente reticulable" incluye un compuesto, oligómero, polímero o copolímero que tiene grupos funcionales reticulables posicionados en cada molécula del compuesto, el oligómero, la estructura principal del polímero, suspendidos de la estructura principal del polímero, posicionados en la parte terminal de la estructura principal del polímero, o una combinación de estos. Aquellos con habilidad ordinaria en la técnica reconocerán que determinadas combinaciones de grupos reticulables deberían excluirse del componente reticulable de la presente invención, porque si estas combinaciones estuvieran presentes, se reticularían entre sí (se reticulan consigo mismas) , lo que arruinaría su capacidad para reticularse con los grupos de reticulación de los componentes de reticulación definidos a continuación.

El componente reticulable típico puede tener un promedio de 2 a 25, preferentemente, 2 a 15, con mayor preferencia, 2 a 5, aún con mayor preferencia, 2 a 3, grupos reticulables seleccionados de hidroxilo, acetoacetoxi , carboxilo, amina primaria, amina secundaria, epoxi, anhídrido, imino, cetimina, aldimino, o una combinación de estos.

El componente reticulable puede tener grupos reticulables protegidos. Los grupos reticulables "protegidos" no se encuentran disponibles inmediatamente para curarse con grupos de reticulación, si no que primero deben someterse a una reacción para producir los grupos reticulables. Los ejemplos de componentes reticulables protegidos adecuados que tienen grupos reticulables protegidos pueden incluir, por ejemplo, acetal de amida, ortocarbonato , ortoacetato, ortoformiato , espiroortoéster, ortosilicato, oxazolidina, o combinaciones de estos.

Los grupos reticulables protegidos, generalmente, no son reticulables sin una transformación química adicional. La transformación química para estos grupos puede ser una reacción de desprotección, tal como una reacción de hidrólisis que desprotege el grupo para formar un grupo reticulable que, después, puede hacerse reaccionar con el componente de reticulación para producir una red reticulada. Cada uno de estos grupos protegidos, después de la reacción de desprotección, forma al menos un grupo reticulable. Por ejemplo, después de la hidrólisis, un acetal de amida puede formar una diol amida o uno o dos amino alcoholes. Como otro ejemplo, la hidrólisis de un ortoacetato puede formar un grupo hidroxilo.

El componente reticulable puede contener compuestos, oligómeros y/o polímeros que tienen grupos funcionales reticulables que no necesitan someterse a una reacción química para producir el grupo reticulable. Tales grupos reticulables se conocen en la técnica e incluyen, por ejemplo, hidroxilo, acetoacetoxi , tiol, carboxilo, amina primaria, amina secundaria, epoxi , anhídrido, imino, cetimina, aldimina, silano, aspartato o una combinación adecuada de estos.

Los activadores adecuados para desproteger el componente reticulable protegido pueden incluir, por ejemplo, agua, agua y ácido, ácidos orgánicos o una combinación de estos. En una modalidad puede usarse agua o una combinación de agua y ácido como un activador para desproteger el componente reticulable. Por ejemplo, el agua o agua con aceite puede ser un activador para un revestimiento descrito en la publicación del PCT núm.

WO2005/092934 , publicada el 6 de octubre de 2005, en donde el agua activa grupos hidroxilo al hidrolizar grupos ortoformiato que bloquean la reacción de los grupos hidroxilo con los grupos funcionales de reticulación.

El "componente de reticulación" es un componente que incluye un compuesto, oligómero, polímero o copolímero que tiene grupos funcionales de reticulación posicionados en cada molécula del compuesto, el oligómero, la estructura principal del polímero, suspendidos de la estructura principal del polímero, posicionados en la parte terminal de la estructura principal del polímero, o una combinación de estos, en donde estos grupos funcionales son capaces de reticularse con los grupos funcionales reticulables del componente reticulable (durante la etapa de curado) para producir un recubrimiento en la forma de redes o estructuras reticuladas. Una persona con habilidad ordinaria en la técnica reconocerá que determinadas combinaciones de grupos de reticulación/grupos reticulables deberían excluirse de la presente invención, dado que no se reticularían y producirían redes o estructuras reticuladas formadoras de películas .

Puede seleccionarse un componente de reticulación de un compuesto, un oligómero, un polímero o un copolímero que tengan grupos funcionales de reticulación seleccionados del grupo que comprende isocianato, amina, cetimina, melamina, epoxi, poliácido, anhídrido, y una combinación de estos. Resultará claro para aquellos con habilidad ordinaria en la técnica que, generalmente, determinados grupos de reticulación de los componentes de reticulación se reticulan con determinados grupos reticulables de los componentes reticulables . Algunas de estas combinaciones apareadas pueden incluir: (1) los grupos de reticulación cetimina que se reticulan, generalmente, con grupos reticulables acetoacetoxi , epoxi o anhídrido; (2) los grupos de reticulación isocianato y melamina que se reticulan, generalmente, con grupos reticulables hidroxilo, aminas primarias y secundarias, cetimina o aldimina; (3) los grupos de reticulación epoxi que se reticulan, generalmente, con grupos reticulables carboxilo, aminas primarias y secundarias, cetimina, o anhídrido; (4) los grupos de reticulación amino que se reticulan, generalmente, con grupos reticulables acetoacetoxi; (5) los grupos de reticulación ácido carboxílico que se reticulan, generalmente, con grupos reticulables cetimina y epoxi; y (6) grupos de reticulación anhídridos que se reticulan generalmente con grupos reticulables epoxi y cetimina.

Una composición de revestimiento puede comprender, además, un catalizador, un iniciador, un activador, un agente de curado, o una combinación de estos. Una composición de revestimiento puede comprender, además, un activador de radiación si la composición de revestimiento es una composición de revestimiento curable por radiación, tal como una composición de revestimiento curable por UV.

Un catalizador puede iniciar o promover la reacción entre reactantes, tal como grupos funcionales reticulables de un componente reticulable y grupos funcionales de reticulación de un componente de reticulación de una composición de revestimiento. La cantidad del catalizador depende de la reactividad de los grupos funcionales. Generalmente, se puede usar dentro del intervalo de aproximadamente 0.001 por ciento a aproximadamente 5 por ciento, preferentemente, dentro del intervalo de 0.01 por ciento a 2 por ciento, con mayor preferencia, dentro del intervalo de 0.02 por ciento a 1 por ciento, todos en porcentajes en peso sobre la base del peso total de los componentes sólidos reticulables, del catalizador. Puede usarse una amplia variedad de catalizadores, tal como compuestos de estaño, que incluyen compuestos de organoestaño tal como dilaurato de dibutilestaño; o aminas terciarias, tal como trietilendiamina . Estos catalizadores pueden usarse solos o en combinación con ácidos carboxílieos , tales como, ácido acético. Un ejemplo de catalizadores disponibles comercialmente es el dilaurato de dibutilestaño, como la serie Fascat® comercializada por Arkema, Bristol, Pensilvania, bajo la marca comercial respectiva.

Un activador puede activar uno o más componentes de una composición de revestimiento. Por ejemplo, el agua puede ser un activador para un revestimiento descrito en la publicación del PCT núm. WO2005/092934 , publicada el 6 de octubre de 2005, en donde el agua activa los grupos ortoformato que bloquean la reacción de los grupos hidroxilo con grupos funcionales de reticulación.

Un iniciador puede iniciar una o más reacciones. Los ejemplos pueden incluir fotoiniciadores y/o sensibilizadores que causan polimerización o curado de una composición de revestimiento curable por radiación, tal como una composición de revestimiento curable por UV al realizar la radiación, tal como irradiación UV. Las personas con experiencia en la técnica conocen muchos fotoiniciadores y estos pueden ser útiles para la presente invención. Los ejemplos de fotoiniciadores pueden incluir, pero no se limitan a, benzofenona, benzoína, éter metílico de benzoína, éter n-butílico de benzoína, éter isobutílico de benzoína, propiofenona, acetofenona, metilfenilgloxilato, 1-hidroxiciclohexil fenil cetona, 2, 2-dietoxiacetofenona, etilfenilpiloxilato, óxido de difenil (2 , 4 , 6-trimetil benzoil) -fosfina, óxido de fosfina, fenil bis (2,4,6- trimetil benzoil), fenantraquinona, y una combinación de estos. Además, pueden ser adecuados otros productos fotoiniciadores comerciales, o una combinación de estos, tales como Darocure® 1173, Darocure® MBF, Darocure® TPO o Irgacure® 184, Irgacure® 4265, Irgacure® 819, Irgacure® 2022 o Irgacure® 2100 de Ciba Co. Darocure® e Irgacure® son marcas registradas de Ciba Specialty Chemicals Corporation, Nueva York.

Un activador de radiación puede activarse por radiación y, después, iniciar o catalizar una o más reacciones subsiguientes. Un ejemplo puede ser el catalizador fotolatente disponible de Ciba Specialty Chemicals.

Un agente de curado puede reaccionar con otros componentes de una composición de revestimiento para curar la composición de revestimiento y formar un revestimiento. Por ejemplo, un componente de reticulación, tal como isocianato, puede ser un agente de curado para un revestimiento que comprende un componente de hidroxilo reticulable. Por otro lado, un componente reticulable puede ser un agente de curado para un componente de reticulación.

En la práctica de revestimiento convencional, los componentes de una composición de revestimiento de doble envase se mezclan inmediatamente antes del rociado para formar una mezcla de reacción, la cual tiene una vida útil limitada, en donde los componentes pueden incluir un componente de reticulación, un componente reticulable, catalizadores necesarios y otros componentes necesarios como lo determinen aquellas personas con experiencia en la técnica. Adicionalmente a la vida útil limitada, muchos catalizadores pueden cambiar su actividad en la mezcla de reacción. Por ejemplo, algunos catalizadores pueden ser sensibles a las trazas de agua en la mezcla de reacción ya que el agua puede causar hidrólisis y, por lo tanto, desactivación del catalizador.

Para extender la vida útil, un enfoque previo es mezclar el catalizador con otros componentes de la composición de revestimiento inmediatamente antes del rociado. En la patente de los Estados Unidos núm. 7,201,289 mencionada anteriormente se describe un ejemplo en el cual una solución catalizadora se almacena en un dispensador separado y se dispensa y mezcla con una formulación de revestimiento líquida antes de atomizar la formulación de revestimiento. Sin embargo, este enfoque requiere mezclar el catalizador y la composición de revestimiento líquida antes de la atomización.

Otro ejemplo de un enfoque previo se describe en la patente de los Estados Unidos núm. 4,824,017, en el cual un catalizador y una resina de una composición de revestimiento se atomizan por separado y se mezclan después de la atomización. Sin embargo, tal enfoque requiere la atomización de dos componentes por separado, mediante el uso de bombas y medios de inyección individuales para cada uno de los dos componentes. Este enfoque requiere, además, un monitoreo y un ajuste intensivo de la inyección y atomización individual para asegurar una relación de mezclado constante entre los dos componentes.

Esta invención está dirigida a una pistola de rociado para rociar una composición de revestimiento; la composición comprende un primer componente y un segundo componente sobre un sustrato. La pistola de rociado comprende: (A) un cuerpo de pistola de rociado (1) que tiene una primera entrada (10) conectada a una tobera de rociado (13) y una boquilla de aire (24) que tiene una o más salidas de aire de proyección (24a) ; (B) un receptáculo (3) para almacenar el primer componente y un segundo recipiente (4) para almacenar el segundo componente; y (C) un dispositivo de suministro que comprende una salida de suministro (14) , una segunda entrada (8) y un trayecto de conexión (11) que conecta esa segunda entrada y esa salida de suministro; esa salida de suministro se coloca dentro de una de esas salidas de aire de proyección; en donde esa primera entrada se configura para acoplarse al receptáculo (3) para transportar ese primer componente a esa tobera, y esa segunda entrada se configura para acoplarse al segundo recipiente (4) para transportar ese segundo componente a esa salida de suministro.

La Figura 1 muestra un ejemplo de una representación esquemática de la pistola de rociado. La estructura de la pistola de rociado (1) puede tener varias partes adicionales y controles, tal como un acoplamiento del portador (12) para acoplar a una fuente de un portador, tal como aire comprimido; una unidad de regulación del portador (25) para regular y medir la velocidad del flujo y la presión del portador; un regulador de flujo de revestimiento (21) para regular el flujo del primer componente que se almacena en el receptáculo principal (3) y otros mecanismos necesarios para el funcionamiento correcto de una pistola de rociado conocida para aquellos experimentados en la técnica. Las partes o los controles adicionales pueden incluir, por ejemplo, un accionador (22) y un regulador de abanico de rociado (20) para regular el vehículo comprimido tal como el aire comprimido que sale a presión desde un conjunto de salidas de aire de proyección (24a) en una boquilla de aire (24) para conformar la forma de rociado deseada, tal como una forma de abanico. La boquilla de aire y la tobera de rociado forman la unidad tobera-boquilla de aire (2) cuando se ensamblan entre sí. Típicamente, pueden ensamblarse múltiples canales, conectores, trayectos de conexión y controles mecánicos dentro del cuerpo de pistola de rociado La primera entrada (10) puede construirse o configurarse en el cuerpo de pistola de rociado a través de medios conocidos por aquellos con experiencia en la técnica. La primera entrada está conectada a la boquilla para transportar un primer componente de la composición de revestimiento a la boquilla. Para una pistola de rociado con alimentación por acción de la gravedad, el receptáculo principal (3) no está presurizado y la primera entrada puede posicionarse típicamente en la parte superior de la estructura de la pistola de rociado para poder transportar el primer componente a la primera salida y hacia el interior de la pistola de rociado por gravedad durante el funcionamiento normal de rociado, tal como rociado manual.

La salida de suministro (14) puede ser un tubo insertado en una de esas salidas de aire de proyección. Típicamente, puede haber uno o más pares de salidas de aire de proyección en una boquilla de aire configurada en porciones simétricas. En un ejemplo, puede haber dos pares de salidas de aire de proyección. Una salida de suministro puede colocarse en una de las salidas de aire de proyección. En un ejemplo, una salida de suministro se coloca en cada una del par de salidas de aire de proyección. Para una boquilla de aire que tiene múltiples salidas de aire de proyección, la salida de suministro se puede colocar en cualquiera de las salidas de aire de proyección. Se prefiere una posición simétrica. Una posición simétrica se refiere a una simetría rotacional de la boquilla de aire.

La salida de suministro (14) puede conectarse a un trayecto de conexión (11) y a una segunda entrada (8) . La segunda entrada puede insertarse simplemente a través de una abertura de la pared lateral de la boquilla de aire. La segunda entrada puede fijarse, además, a la boquilla de aire con un medio de fijación tal como un conjunto de sello, tornillo, tuercas, conectores o una combinación de estos. El trayecto de conexión puede seleccionarse de un conector tubular flexible, un conector tubular de forma fija o una combinación de estos.

LaS Figuras 2A-2B muestran una representación esquemática de un ejemplo de la invención. En este ejemplo, la salida de suministro (14) , la segunda entrada (8) y el trayecto de conexión (11) se forma mediante la inserción de un tubo a través de la ventana de la boquilla de aire (24) . Después, la boquilla de aire se ensambla en la pistola de rociado para formar un ejemplo de una unidad tobera-boquilla de aire (2') . El aire comprimido (320) sale a presión a través del espacio formado entre la tobera y la abertura de la boquilla de aire de modo que se atomice el primer componente (31) que se transporta a la tobera (13) para producir una corriente de primer componente atomizado (33) . Además, el aire comprimido se puede usar como un aire de proyección (320a) que se transporta a las salidas de aire de proyección (24a) . El aire de proyección sale a presión por la salida del aire de proyección como una corriente de aire de proyección de alta velocidad (320b) y crea una zona de sifón alrededor de la salida de suministro (14) . La corriente de aire de proyección puede actuar como sifón del segundo componente para producir una corriente del segundo componente atomizado (35) . El segundo componente atomizado (35) puede mezclarse en la corriente del primer componente atomizado (33) y formar una mezcla de revestimiento (Figura 2A) . Otro ejemplo se muestra en la Figura 2B. En este ejemplo se puede insertar un tubo de forma diferente en la boquilla de aire. La segunda entrada (8) puede colocarse en cualquier lugar de la boquilla de aire. Típicamente, la segunda entrada puede ubicarse en la superficie exterior de la boquilla de aire para suministrar fácilmente el segundo componente .

La segunda entrada puede conectarse a por lo menos un segundo recipiente (4) (Figuras 3 y 4) . El segundo recipiente puede fijarse en la parte superior de la pistola de rociado (Figuras 3A y 3B) . El segundo recipiente puede configurarse para transportar el segundo componente a la segunda entrada por medio de gravedad. Además, el segundo recipiente puede fijarse en la parte inferior de la pistola de rociado (Figuras 4A y 4B) . La pistola de rociado puede comprender dos o más segundos recipientes. Un segundo recipiente simple puede conectarse a una o más segundas entradas (Figuras 3A y 4A) . Además, cada segunda entrada puede conectarse a un recipiente separado (Figuras 3B y 4B) .

Una ventaja de esta invención es que ese primer componente de revestimiento atomizado y ese segundo componente de revestimiento pueden mezclarse a una relación de mezclado predeterminada para formar esa mezcla de revestimiento sin necesidad de realizar controles complejos, tales como los descritos en la patente de los Estados Unidos núm. 4,824,017 mencionada anteriormente. Para determinar la relación de mezclado predeterminada se puede modular el tamaño de la salida de suministro (14), proporcionar un controlador de la velocidad de flujo acoplado funcionalmente a esa salida de suministro o una combinación de estos.

La relación de mezclado puede determinarse mediante la selección de tamaños diferentes del diámetro de la salida de suministro. Las mezclas de revestimiento formadas mediante el uso de distintos tamaños de las salidas pueden rociarse sobre sustratos adecuados. Pueden medirse las propiedades de las capas de revestimiento formadas sobre ellos. Sobre la base de la medición de propiedades, puede seleccionarse un tamaño adecuado o un intervalo de tamaños adecuados de las salidas de suministro.

Un controlador de régimen de flujo, tal como una válvula o un controlador de flujo en línea, puede acoplarse a una salida de suministro para ajustar el flujo del segundo componente de revestimiento y, por lo tanto, afectar la relación de mezclado. Un controlador de régimen de flujo, además, puede ser un pequeño inserto que se ubica dentro de un trayecto de conexión o una tubería conectada a un trayecto de conexión que se acopla a la salida de suministro. Un inserto así puede reducir eficazmente el tamaño del trayecto de conexión o del tubo y, por lo tanto, reducir el flujo del segundo componente de revestimiento.

La selección de tamaños y el uso de un controlador de régimen de flujo pueden combinarse. Por ejemplo, puede seleccionarse un tamaño de la salida de suministro dentro de un intervalo adecuado y puede acoplarse una válvula a la salida de suministro, de manera que la relación de mezclado pueda ajustarse con precisión. Cualquier controlador de régimen de flujo que pueda acoplarse a la salida de suministro puede ser adecuado para esta invención.

El segundo recipiente (4) que contiene el segundo componente de revestimiento puede ser un recipiente flexible, tal como una bolsa de plástico; un recipiente de forma fija, tal como un bote fabricado de metal o plástico duro; o un recipiente interior flexible dentro de un recipiente de forma fija, tal como una bolsa de plástico flexible colocada dentro de un recipiente de metal de forma fija. El segundo recipiente puede tener, además, un limitador de flujo unidireccional para eliminar el flujo de retorno, en donde ese limitador de flujo unidireccional solo puede permitir que el contenido fluya en una dirección, tal como solo desde el recipiente a la salida de suministro. Cualquier flujo de retorno puede detenerse mediante el limitador de flujo direccional, para evitar la contaminación potencial. Para un recipiente de forma fija, puede proporcionarse ventilación de manera que los contenidos en el recipiente puedan mantenerse a presión atmosférica.

Este invención está dirigida, además, a un método para producir una capa de una composición de revestimiento que comprende un primer componente y un segundo componente sobre un sustrato. El método puede comprender las siguientes etapas: i) suministrar una pistola de rociado que comprende : (A) un cuerpo de pistola de rociado (1) que tiene una primera entrada (10) conectada a una tobera de rociado (13) y una boquilla de aire (24) que tiene una o más salidas de aire de proyección (24a) ; y (B) un dispositivo de suministro que comprende una salida de suministro (14), una segunda entrada (8) y un trayecto de conexión (11) que conecta esa segunda entrada y esa salida de suministro; esa salida de suministro se coloca dentro de una de esas salidas de aire de proyección; en donde esa primera entrada se configura para acoplarse a un receptáculo (3) para transportar ese primer componente a esa tobera, y esa segunda entrada se configura para acoplarse a un segundo recipiente (4) para transportar ese segundo componente a esa salida de suministro; ii) proporcionar el primer componente de la composición de revestimiento a la primera entrada y el segundo componente de la composición de revestimiento a la segunda entrada; iii) producir la atomización de ese primer componente y la atomización de ese segundo componente para formar una mezcla de revestimiento mediante el suministro de un vehículo presurizado a esa pistola de rociado; y iv) aplicar esa mezcla de revestimiento sobre ese sustrato para formar esa capa sobre este.

El método puede comprender, además, el paso de curado de la capa de la composición de revestimiento a temperaturas ambiente, en un intervalo de 18 °C a 35 °C, o a temperaturas elevadas, como en un intervalo de 35 °C a 150 °C. La capa puede curarse durante un período de tiempo en el intervalo de un par de minutos, tal como 5 a 10 minutos, a unas pocas horas, tal como 1 a 10 horas, o incluso a un par de días, tal como 1 a 2 días. La capa también se puede curar por radiación actínica a temperaturas ambiente, como en un intervalo de 18 °C a 35 °C, o a temperaturas elevadas, como en un intervalo de 35 °C a 150 °C.

El portador presurizado puede ser: aire comprimido, gas comprimido, mezcla de gases comprimidos, o una combinación de estos. Típicamente, puede usarse un aire comprimido.

El sustrato puede ser madera, plástico, cuero, papel, telas tejidas y no tejidas, metal, yeso, sustratos asfálticos y cementosos, y sustratos que tienen una o más capas de revestimiento existentes sobre ellos. El sustrato puede ser un vehículo, la carrocería de un vehículo o partes de la carrocería de un vehículo.

La composición de revestimiento puede seleccionarse de una composición de revestimiento de laca, una composición de revestimiento curable por radiación una composición de revestimiento de doble curado medios químicos o radiación.

La composición de revestimiento puede ser una composición de revestimiento de 1K o una composición de revestimiento de 2K. La composición de revestimiento puede ser, además, de monocurado, tal como una composición de revestimiento curable por sustancias químicas o una composición de revestimiento curable por radiación; o una composición de revestimiento de curado doble, tal como una composición de revestimiento de curado doble por sustancias químicas y radiación.

En un ejemplo, el segundo componente puede seleccionarse de un catalizador, un iniciador, un activador, un activador de radiación, un agente de curado, o una combinación de estos.

En un ejemplo, la composición de revestimiento puede ser una composición de revestimiento UV, en donde el primer componente comprende un componente curable por UV, como se describió anteriormente, y el segundo componente comprende uno o más iniciadores. En otro ejemplo la composición de revestimiento es una composición de revestimiento curable por sustancias químicas, en donde el primer componente comprende un componente reticulable y un componente de reticulación y el segundo componente comprende un catalizador o un activador de radiación, tal como un catalizador latente tal como el catalizador fotolatente . En otro ejemplo el primer componente comprende un componente reticulable y el segundo componente comprende un componente de reticulación y un catalizador.

En otro ejemplo, la composición de revestimiento es una composición de revestimiento de doble curado, en donde el primer componente comprende un componente reticulable, un componente de reticulación y un componente curable por UV, y el segundo componente comprende un catalizador y un fotoiniciador .

En otro ejemplo, el primer componente comprende un componente reticulable y el segundo componente comprende un componente de reticulación como un agente de curado.

En otro ejemplo, el primer componente comprende un componente curable por radiación y un componente reticulable, y el segundo componente comprende un componente de reticulación.

En otro ejemplo, el primer componente comprende un componente reticulable, un componente de reticulación y un componente curable por radiación, y el segundo componente comprende un catalizador, un fotoiniciador y, opcionalmente , un activador de radiación, tal como un catalizador fotolatente.

En otro ejemplo, el primer componente es una composición de revestimiento de laca que comprende un componente reticulable. El segundo componente puede comprender un componente de reticulación o una combinación de un componente de reticulación y un catalizador. Típicamente, la composición de revestimiento de laca puede secarse para formar una capa de revestimiento y no requiere un componente de reticulación. La adición de un componente de reticulación adicional puede reducir, típicamente, el tiempo de curado y mejorar las propiedades de revestimiento. Un método convencional es mezclar la laca con un componente de reticulación en la forma similar a la composición de revestimiento de 2k. Sin embargo, tal método convencional hace que la mezcla de revestimiento tenga una vida útil limitada similar a la de la composición de revestimiento de 2k. Una ventaja de la invención es que tiene la capacidad de curar la composición de laca al mismo tiempo que mantiene la vida útil extendida, debido a que el componente de reticulación puede mezclarse con la laca después de la atomización de la laca. La velocidad de curado puede variarse rápidamente al cambiar la relación de la composición de laca al componente de reticulación.

En otro ejemplo, el primer componente comprende grupos reticulables protegidos y un componente de ret culación. En un ejemplo los grupos reticulables protegidos se seleccionan del grupo que consiste en acetal de amida, ortocarbonato, ortoéster, espiroortoéster, ortosilicato, oxazolidina, y combinaciones de estos. En un ejemplo el componente de reticulación puede comprender un compuesto, un oligómero o un polímero que tiene grupos de reticulación seleccionados del grupo que consiste en isocianato, amina, cetimina, melamina, epoxi, ácido carboxílico, anhídrido y una combinación de estos. Debido a la presencia de los grupos funcionales reticulables protegidos, los grupos reticulables y de reticulación, típicamente, no pueden iniciar la reacción de reticulación. Los grupos reticulables protegidos pueden activarse al introducir agua o agua con ácido. El agua o el agua con ácido pueden usarse como un segundo componente o un componente subsiguiente mediante el uso de la pistola de rociado.

En otro ejemplo, el primer componente puede comprender el componente reticulable protegido mencionado anteriormente y el segundo componente puede comprender el componente de reticulación mencionado anteriormente. El agua o agua en combinación con un ácido pueden usarse como un componente subsiguiente.

En otro ejemplo, el primer componente puede comprender el componente reticulable protegido mencionado anteriormente y el segundo componente puede comprender una combinación del componente de reticulación, el agua o agua en combinación con un ácido.

Otra ventaja de esta invención puede incluir la capacidad de controlar la viscosidad de una composición de revestimiento. La mezcla de revestimiento puede tener una viscosidad de revestimiento ascendente con el paso del tiempo, mientras que el primer componente y el segundo componente pueden estar a una viscosidad individual prácticamente constante. Eso significa que el primer componente y el segundo componente pueden estar a una viscosidad individual prácticamente constante al comienzo y al final de la operación de rociado. Esto puede resultar particularmente útil para rociar composiciones de revestimiento cuya viscosidad aumenta muy rápidamente si todos los componentes se mezclan. Al usar esta invención, los componentes individuales de tales composiciones de revestimiento pueden mezclarse después de la atomización. La viscosidad de los componentes individuales puede ser prácticamente constante durante la operación de rociado. En un ejemplo el primer componente comprende un componente reticulable y un componente de reticulación, y el segundo componente comprende un catalizador. En otro ejemplo el primer componente comprende un componente reticulable y el segundo componente comprende un componente de reticulación y un catalizador.

El sustrato puede ser madera, plástico, cuero, papel, telas tejidas y no tejidas, metal, yeso, sustratos asfálticos y cementosos, y sustratos que tienen una o más capas de revestimiento existentes sobre ellos. El sustrato puede ser una carrocería de vehículo o partes de esta.

Si bien aquí se describen específicamente las composiciones de revestimiento con múltiples componentes de revestimiento, esta invención también puede usarse para una composición con múltiples componentes que necesitan mezclarse para formar una composición mezclada.

EJEMPLOS La presente invención se define más detalladamente a través de los siguientes ejemplos. Debe entenderse que si bien estos ejemplos señalan las modalidades preferidas de la invención, se aportan a manera de ejemplo únicamente. De la descripción precedente y de estos ejemplos, aquellos con experiencia en la técnica pueden determinar las características esenciales de esta invención y, sin apartarse del espíritu ni del alcance de ella, podrán introducir diversos cambios y modificaciones de la invención para adaptarla a los diversos usos y condiciones.

Ejemplos de revestimientos 1-3 Se mezcla DuPont ChromaClear® G2-7779S™, bajo las respectivas marcas registradas o no registradas, con un activador 7775S (ambos distribuidos por E. 1. duPont de Nemours and Company, ilmington, Estados Unidos) de conformidad con las instrucciones del fabricante para formar una primera mezcla de revestimiento denominada, además, primer componente de revestimiento. El primer componente de revestimiento se coloca en el recipiente de almacenamiento principal (denominado, además, primer recipiente de almacenamiento) de una pistola de rociado con alimentación por acción de la gravedad.

Se preparan distintas soluciones catalizadoras de conformidad con la Tabla 1. Cada una se usa como un segundo componente de revestimiento y se coloca en un segundo recipiente de la pistola de rociado.

La relación de mezclado del primer componente de revestimiento/segundo componente de revestimiento se controla a aproximadamente 13/1 mediante la selección de un tubo de conexión de tamaño adecuado que conecta el segundo recipiente y la salida de suministro del dispositivo de suministro.

Los revestimientos base preparados anteriormente se rocían sobre Uniprime (ED-5000, acero laminado en frío ( 04X12X032 ) B952 P60 DIW Ecoat POWERCRON 590 sin pulir de ACT Laboratories, Hillsdale, Mich. ) a un espesor de película de 0.058 a 0.066 mm (2.3 a 2.6 milésimas de pulgada). Los revestimientos se hornean durante 5 o 10 minutos a 60 °C, según lo indicado.

Tabla 1. Composiciones de revestimientos.

Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3 Primer ChromaClear® G2- ChromaClear® ChromaClear® componente 7779S™ mezclado G2-7779S™ G2-7779S™ con activador mezclado con mezclado con 7775S activador 7775S activador 7775S Segundo 0.125 % de DBTDL 0.125 % de 0.0625 % de componente en acetato de DBTDL y 2 % de DBTDL y 0.5 % etilo ácido acético de ácido en acetato de acético en etilo acetato de etilo DBTDL = dilaurato de dibutilestaño .

Ejemplos 4-6 Se coloca ChromaClear® G2-7779S™ de DuPont en un primer recipiente de almacenamiento de una pistola de rociado de alimentación por gravedad como un primer componente de revestimiento. El activador 7775S se coloca en un segundo recipiente de almacenamiento de la pistola de rociado como un segundo componente de revestimiento. La relación de mezclado entre el primer componente de revestimiento y el segundo se fija a aproximadamente 12/3.

En el Ejemplo 4 se usa 0.125 % de DBTDL, como en el Ejemplo 1, como un tercer componente de revestimiento y se coloca en un tercer recipiente de almacenamiento. La relación de mezclado del primer/segundo/tercer componente de revestimiento se fija como 12/3/1.

En el Ejemplo 5 se usa 0.125 % de DBTDL y 2 % de ácido acético, como en el Ejemplo 2, como un tercer componente de revestimiento y se coloca en un tercer recipiente de almacenamiento. La relación de mezclado del primer/segundo/tercer componente de revestimiento se fija como 12/3/1.

En el Ejemplo 6 se usa 0.0625 % de DBTDL y 0.5 % de ácido acético, como en el Ejemplo 3, como un tercer componente de revestimiento y se coloca en un tercer recipiente de almacenamiento. La relación de mezclado del primer/segundo/tercer componente de revestimiento se fija como 12/3/1.

Los revestimientos se rocían sobre sustratos como se describe en los Ejemplos 1-3.

Ejemplo 7 Se mezcla ChromaClear® G2-7779S™ de DuPont con un activador 7775S, como en los Ejemplos 1-3, y se coloca en el primer recipiente de almacenamiento de la pistola de rociado de alimentación por gravedad como un primer componente de revestimiento.

Se usa DBTDL a la concentración de 0.25 % como .un segundo componente de revestimiento y se coloca en un segundo recipiente de almacenamiento. Se usa ácido acético al cuatro por ciento en acetato de etilo como un tercer componente de revestimiento y se coloca en un tercer recipiente de almacenamiento.

Se usa una relación de mezclado del primer/segundo componente de revestimiento de 13/0.5. Durante el rociado se enciende inicialmente una válvula que controla el flujo del tercer componente de revestimiento (ácido acético al 4 %) para que el ácido acético se mezcle en la mezcla de revestimiento. Después, la válvula se apaga lentamente durante el rociado, de manera que una cantidad decreciente de ácido acético- se mezcle en la mezcla de reacción. El revestimiento se rocía sobre sustratos, tal como se describe en los Ejemplos 1-3. Se cree que el ácido acético modula la actividad del catalizador DBTDL. Con menos ácido acético, la actividad del DBTDL es más alta por lo que el revestimiento puede curarse más rápidamente. Con una cantidad decreciente de ácido acético durante el rociado, la totalidad de la capa de revestimiento puede curarse de forma pareja.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Una pistola de rociado para rociar una composición de revestimiento caracterizada porque comprende un primer componente y un segundo componente, la cual comprende: (A) un cuerpo de pistola de rociado que tiene una primera entrada conectada a una tobera de rociado y una boquilla de aire que tiene una o más salidas de aire de proyección; y (B) un dispositivo de suministro que comprende una salida de suministro, una segunda entrada y un trayecto de conexión que conecta la segunda entrada y la salida de suministro; la salida de suministro se coloca dentro de una de las salidas de aire de proyección; en donde la primera entrada se configura para acoplarse a un receptáculo para transportar el primer componente a la tobera, y la segunda entrada se configura para acoplarse a un segundo recipiente para transportar el segundo componente a la salida de suministro.

2. La pistola de rociado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además la salida de suministro es un tubo insertado en una de las salidas de aire de proyección.

3. La pistola de rociado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además la segunda entrada se fija a la boquilla de aire.

4. La pistola de rociado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además el trayecto de conexión se selecciona de un conector tubular flexible, un conector tubular de forma fija o una combinación de estos .

5. La pistola de rociado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además el segundo recipiente se fija en la parte superior de la pistola de rociado .

6. La pistola de rociado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además el segundo recipiente se fija en la parte inferior de la pistola de rociado .

7. La pistola de rociado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además el segundo recipiente se configura para transportar el segundo componente a la segunda entrada por medio de gravedad.

8. La pistola de rociado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además el dispositivo de suministro comprende dos o más salidas de suministro .

9. La pistola de rociado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende dos o más segundos recipientes.

10. La pistola de rociado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además la tobera se configura para recibir un vehículo presurizado para producir una corriente del primer componente atomizado y la salida de suministro se configura para transportar el segundo componente a la corriente del primer componente atomizado para formar una mezcla de revestimiento.