MX2014014257A - Compuesto insonorizante no acuoso con un aglutinante de poliacrilato libre de solventes. - Google Patents

Abstract

Se proporciona una descripción de una composición de insonorización no acuosa que comprende (a) un aglutinante de poliacrilato libre de solventes no pulverulento que tiene un valor K en el rango de 10 a 35, que se mide como una solución con 1 % de resistencia en tetrahidrofurano, y (b) agentes de relleno inorgánicos. También se describe un método para amortiguar oscilaciones o vibraciones de componentes de vehículos y máquinas, usando la composición de insonorización de la invención.

Description

COMPUESTO INSONORIZANTE NO ACUOSO CON UN AGLUTINANTE DE POLIACRILATO LIBRE DE SOLVENTES Descripción La invención se refiere a una composición de insonorización no acuosa que comprende (a) un aglutinante de poliacrilato libre de solventes no pulverulento que tiene un valor K en el rango de 10 a 35, que se mide como una solución con 1 % de resistencia en tetrahidrofurano, y (b) agentes de relleno inorgánicos. La invención tambien se refiere a un método para amortiguar oscilaciones o vibraciones de componentes de vehículos y máqumas. El aglutinante de poliacrilato se puede usar como una materia prima para la producción de composiciones de recubrimiento para la fabricación de automóviles, por ejemplo, que son adecuados para amortiguar ruidos y vibraciones.

Las partes oscilantes del vehículo, tales como el motor, los neumáticos o la transmisión, por ejemplo, producen vibraciones en la carrocería que pueden generar ruidos intensos indeseables dentro del compartimiento del pasajero. Por esta razón, los sistemas de amortiguación de vibraciones se aplican de manera dirigida a las áreas afectadas de la carrocería. Estos sistemas tienen como finalidad amortiguar las vibraciones de la carrocería que se producen. El sistema de amortiguación principal usado en Europa comprende alfombras de bitumen, que en una etapa de trabajo intensiva se deben instalar en la carrocería y adherir a mano. Las composiciones que se han usado ya durante algunos años son, de manera alternativa, composiciones pulverizables y bombeables, conocidas como composiciones LASD (de amortiguación de sonido líquidas aplicadas), que se pueden aplicar en forma rápida y precisa mediante robots de pulverización. En comparación con las alfombras de bitumen, esta teenología permite al fabricante de vehículos lograr un ahorro en peso, en función de la mayor eficacia de amortiguación de los sistemas de pulverización. También es posible la reducción en los costos de personal, logística y almacenaje, con una reducción adicional en el espacio ocupado y la carga de polvo que surge de la línea de producción.

Las composiciones LASD de este tipo comprenden no solo agentes de relleno, que sirven para reducir costos y mejorar la amortiguación, sino también fracciones poliméricas. Según la forma en la que están presentes, estos sistemas se pueden dividir en sistemas LASD acuosos o no acuosos. La fracción polimérica de composiciones LASD acuosas es, principalmente, a base de dispersiones de poliacrilato. En primer lugar, el poliacrilato cumple la función de aglutinante y también garantiza las propiedades de amortiguación deseadas mediante copolimerización, con estireno o acetato de vinilo, por ejemplo, o mediante la mezcla con otros polímeros, tales como poliuretano, plastisol de PVC, siliconas o polímeros de epóxido, por ejemplo. Esto significa que es posible configurar las propiedades de rendimiento deseadas, tales como las características de amortiguación o absorción de agua. Además, las dispersiones permiten una baja viscosidad, junto con altos contenidos de sólidos y comportamiento pseudoplástico por parte de las composiciones LASD. Esto permite la aplicación por pulverización a altas velocidades de cizallamiento, mientras que en el estado de reposo, la composición conserva la integridad dimensional, sin fluir.

Muy a menudo, la fracción polimérica de composiciones LASD no acuosas es a base de caucho, resinas epoxi, plastisoles de PVC, poliuretanos o polvos de acrilato. Las composiciones sobre esta base se tornan fluidas en virtud de la fusión de los polímeros y se aplican al sustrato mediante la posterior pulverización. Las composiciones que se pueden aplicar a temperatura ambiente a menudo incluyen plastificantes o aglutinantes de baja viscosidad para permitir su procesamiento. Estas variantes requieren una posterior reticulación con, por ejemplo, silanos epoxidados, peróxidos, o reacción con poliuretanos, para obtener suficiente estabilidad dimensional. Las composiciones LASD no acuosas tienen la ventaja de que en las etapas de secado de la planta de recubrimiento, en general, se solidifican muy rápidamente y, al igual que ocurre con las composiciones LASD acuosas, no generan vapor de agua, lo que puede producir agrietamiento y formación de ampollas no deseados. Además, las composiciones LASD no acuosas exhiben buena estabilidad para humectación y una alta resistencia a la abrasión. Una posible desventaja, en el caso de las resinas epoxi, por ejemplo, es una contracción severa, que puede producir una distorsión en el panel metálico del vehículo. Los plastisoles de PVC tienen la desventaja de que contienen cloro, un hecho que es frecuentemente no deseado.

Los sistemas a base de polvos de poliacrilato o plastisoles de poliacrilato tienen la desventaja de que, en general, usan resinas tipo núcleo-coraza en combinación con cantidades relativamente grandes de plastificantes, lo que produce que estos sistemas sean relativamente caros. Además, en general, la cubierta requerida de las partículas de polímero tiene una temperatura de transición vitrea relativamente alta, y esto puede dar como resultado un límite en la eficacia de amortiguación de la composición de amortiguación a temperaturas más altas. Además, los polvos de acrilato se preparan, en general, mediante polimerización en emulsión y luego medíante secado por pulverización, y los emulgentes que se usan para la polimerización en emulsión pueden permanecer en los polvos de polímero y migrar a la superficie después de la aplicación, y se pueden apartar de la adhesión de la composición de amortiguación al metal. Además, los plastisoles de acrilato incluyen una gran cantidad de plastificante con respecto a la masa de sólidos, y el plastificante no contribuye al efecto de amortiguación. El resultado es un efecto de amortiguación relativamente bajo por masa de unidad.

Las composiciones LASD a base de dispersiones de acrilato se destacan por tener buenas propiedades de amortiguación. Los sistemas acuosos se describen en EP 1935941 , por ejemplo. Las composiciones de amortiguación de vibraciones a base de dispersiones de polímero acuosas, los agentes de relleno inorgánicos y también los auxiliares adicionales se conocen de EP 1520865, WO 2007/034933, WO 01/90264, DE 10 2006 052 282, EP 2420412 y US2012/027941.

Una mejora en la eficacia de amortiguación otorga a los fabricantes de automóviles la posibilidad de obtener un ahorro en peso en comparación con las alfombras de bitumen y las composiciones LASD no acuosas. Además, las buenas propiedades toxicológicas de dispersiones significan que no se obstaculizan por problemas de seguridad, y se pueden procesar sin equipo de protección adicional. Sin embargo, una desventaja en el caso de las composiciones aplicadas y secadas es una alta absorción de agua, que puede producir una alteración en las propiedades y que perjudica la estabilidad y la vida útil larga de las composiciones LASD aplicadas y secadas. Los disparadores para esta tendencia a la absorción de agua incluyen fuerzas capilares por parte de la composición porosa, y también auxiliares hidrófilos, tales como emulgentes, auxiliares dispersantes o estabilizantes. Los sistemas de amortiguación se usan no solo en el interior del vehículo, sino también en el área exterior, tal como los guardabarros, el compartimiento del motor o la caja fría. Estas áreas se someten a humedad alta. Por ende, los sistemas de amortiguación de vibración allí usados necesitan tener una alta resistencia a la absorción de agua. En consecuencia, hasta el momento, estas regiones han sido inaccesibles para las composiciones LASD a base de agua.

Las composiciones de bitumen, a pesar de ofrecer muy baja absorción de agua, tienen un efecto de amortiguación relativamente bajo con respecto al peso aplicado. También son conocidos los sistemas pulverizables libres de agua a base de composiciones de caucho. Sin embargo, estas composiciones se tienen que vulcanizar con azufre, y esto puede producir problemas de olores.

Se presenta un desafío mayor para los formuladores de composiciones LASD, junto con la absorción de agua, debido a la formación de ampollas durante el secado. El agua se evapora de la composición en los túneles de secado de la planta de recubrimiento. Si no hay una barrera de vapor de agua en la composición a medida que se seca, el resultado puede ser agrietamiento o formación de ampollas. En ese caso, las composiciones se elevan de la carrocería y no alcanzan la amortiguación de vibraciones suficiente como resultado del contacto inapropiado con la superficie. Además, tal formación de ampollas demuestra ser un defecto de fabricación grave, ya que altera las dimensiones de las composiciones de amortiguación de ruidos y, por ende, elimina la posibilidad de un funcionamiento uniforme.

El objeto es proporcionar composiciones de insonorización que mitiguen una o más de las desventajas mencionadas anteriormente, más en particular, la absorción de agua de las composiciones LASD aplicadas, y también minimizar o eludir el problema de formación de ampollas o agrietamiento en el túnel de secado. Además, la amortiguación que se logre debe ser extremadamente alta, con respecto al peso aplicado y al contenido de sólidos de las composiciones LASD.

Se descubrió que el objeto se alcanza mediante una composición de insonorización no acuosa que comprende (a) al menos un aglutinante de poliacrilato libre de solventes no pulverulento que tiene un valor K en el rango de 10 a 35, que se mide como una solución con 1 % de resistencia en tetrahidrofurano a 21 °C; y (b) agentes de relleno inorgánicos.

Un uso preferido para la composición de insonorización de la invención es la amortiguación de vibraciones de las partes de la carrocería de un vehículo. Por lo tanto, la invención proporciona el uso de un aglutinante de poliacrilato libre de solventes no pulverulento que tiene un valor K en el rango de 10 a 35, que se mide como una solución con 1 % de resistencia en tetrahidrofurano a 21 °C para producir composiciones de insonorización.

El término "no acuoso" significa, más en particular, que las dispersiones de polímero acuosas se usan en la preparación de composiciones de insonorización.

La expresión "libre de solventes" pertenece a los denominados "sistemas al 100 %", en donde el aglutinante polimérico se usa en masa, en otras palabras, no se usa como una solución en un solvente orgánico. Los residuos de solventes relacionados con la preparación de menos de 5 % en peso, por ejemplo, en función del aglutinante polimérico, no son dañinos, ya que el aire residual de los hornos de secado se puede enviar a una instalación de incineración corriente abajo.

Los aglutinantes de poliacrilato son aglutinantes a base de polímeros que están compuestos, principalmente, es decir, hasta más de 50 % en peso, por ésteres (met)acrílicos. La expresión "(met)acril..." es una anotación abreviada de "acril... o metacril...".

Los aglutinantes de poliacrilato para usar de acuerdo con la invención son polímeros que tienen pesos moleculares limitados comparativamente bajos, son fluidos al menos en calentamiento suave y tienen una viscosidad suficientemente baja para permitir que se apliquen de manera eficaz a los sustratos que se deben recubrir. Una medida de los pesos moleculares es el valor K (constante de Fikentscher). El valor K, también denominado viscosidad intrínseca, es un parámetro que se determina fácilmente mediante mediciones de viscosidad de soluciones poliméricas y, en condiciones de medición estandarizadas, depende únicamente de la masa molar promedio de la muestra que se esté analizando. Los valores K de los aglutinantes de poliacrilato se encuentran en el rango de 10 a 35, preferentemente, 10 a 25, cuando se miden como una solución con 1 % de resistencia en tetrahidrofurano a 21 °C.

La temperatura de transición vitrea (Tg) del aglutinante de poliacrilato es, preferentemente, -60 a + 80 °C, con mayor preferencia, -30 a +60 °C. La temperatura de transición vitrea se puede determinar mediante métodos habituales, tales como calorimetría diferencial de barrido (ASTM 3418-08, temperatura del punto medio). La naturaleza y la cantidad de los monómeros son tales, que la temperatura de transición vitrea del aglutinante de poliacrilato se encuentra dentro del rango especificado.

La viscosidad a cizalla cero del aglutinante de poliacrilato a 130 °C es, preferentemente, no superior a 40 Pa s, preferentemente, no superior a 10 Pa s, por ejemplo, 1 a 40 o 1 a 10 Pa s.

Los aglutinantes de poliacrilato preferidos se obtienen mediante polimerización de monómeros de acrilato polimerizables libres de radicales, una expresión que se entiende que incluye monómeros de metacrilato y, opcionalmente, de monómeros copolimerizables adicionales. Los polímeros se forman, preferentemente, con al menos 60 %, muy preferentemente, al menos 80 %, en peso de (met)acrilatos de Ci a C10 alquilo y, opcionalmente, de otros monómeros. Se puede hacer mención, más en particular, a (met)acrilatos de C^-Cs alquilo, cuyos ejemplos son (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-butilo y (met)acrilato de 2-etilhexilo.

Además, los monómeros de no acrilato de los cuales puede estar compuesto adicionalmente el aglutinante de poliacrilato son, por ejemplo, ásteres de vinilo de ácidos carboxílicos que comprenden hasta 20 átomos de C, vinilaromáticos que tienen hasta 20 átomos de C, nitrilos etilenicamente insaturados, haluros de vinilo, éteres de vinilo de alcoholes que comprenden 1 a 10 átomos de C, hidrocarburos alifáticos que tienen 2 a 8 átomos de C y 1 o 2 enlaces dobles, o mezclas de estos monómeros. Algunos ejemplos de compuestos vinilaromáticos contemplados incluyen alfa-viniltolueno -y p-metilestireno, alfa-butilestireno, 4-n-butilestireno, 4-n-decilestireno y, preferentemente, estireno. Algunos ejemplos de nitrilos son acrilonitrilo y metacrilonitrilo. Los haluros de vinilo son compuestos etilénicamente insaturados, sustituidos con cloro-, flúor- o bromo, preferentemente, cloruro de vinilo y cloruro de vinilideno. Algunos ejemplos de éteres de vinilo incluyen metiléter de vinilo e isobutiléter de vinilo. Los éteres de vinilo preferidos son aquellos de alcoholes que comprenden de 1 a 4 átomos de C. Los hidrocarburos que tienen 2 a 8 átomos de C y dos enlaces dobles olefínicos incluyen butadieno, isopreno y cloropreno. Otros monómeros contemplados también incluyen, en particular, monómeros ácidos polimerizables etilénicamente insaturados libres de radicales, cuyos ejemplos son monómeros que tienen grupos ácido fosfónico, sulfónico o carboxílico. Se prefieren los grupos ácido carboxílico. Algunos ejemplos incluyen ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido maleico y ácido fumárico. Otros monómeros también son, por ejemplo, (met)acrilamida y monómeros que contienen grupos hidroxilo, en especial, (met)acrilatos de Ci-C10 hidroxialquilo. También se puede hacer mención a mono(met)acrilato de feniloxietilglicol, acrilato de glicidilo, metacrilato de glicidilo, (met)acrilatos de amino, tales como (met)acrilato de 2-aminoetilo. Los monómeros que, además del enlace doble, también tienen grupos funcionales adicionales, por ejemplo, isocianato-, amino-, hidroxi-, amida- o glicidilo-, pueden tener el efecto, por ejemplo, de mejorar la adhesión a los sustratos.

Los monómeros adicionales se seleccionan, preferentemente, de monómeros ácidos polimerizables etilénicamente insaturados libres de radicales, ésteres de vinilo de ácidos carboxílicos que comprenden hasta 20 átomos de C, vinilaromáticos que tienen hasta 20 átomos de C, nitrilos etilénicamente insaturados, haluros de vinilo, éteres de vinilo de alcoholes que comprenden 1 a 10 átomos de C, hidrocarburos alifáticos que tienen 2 a 8 átomos de C y uno o más enlaces dobles, o mezclas de estos monómeros.

Los aglutinantes de poliacrilato se pueden preparar mediante copolimerización de componentes monoméricos usando los iniciadores de la polimerización habituales y tambien, opcionalmente, reguladores, y realizan la polimerización a temperaturas habituales en masa, en emulsión, por ejemplo, en agua o hidrocarburos líquidos o en solución. Se prefiere preparar los aglutinantes de poliacrilato mediante polimerización de los monómeros en solventes orgánicos, más en particular, en solventes orgánicos que tienen un rango de ebullición de 50 a 150 °C, preferentemente, de 60 a 120 °C, usando las cantidades habituales de iniciadores de la polimerización, que es, en general, 0,01 % a 10 %, más en particular, 0, 1 % a 4 %, en peso, en función del peso total de los monómeros.

Los copolímeros se pueden preparar a temperaturas de 20 a 150 °C, preferentemente, a temperaturas en el rango de 70 a 120 °C, y a presiones de 0,1 a 100 bar (absolutas), preferentemente, a 0,3 a 10 bar, en presencia de 0,01 % a 10 % en peso de peróxidos o compuestos azo como iniciadores de la polimerización, en función de los monómeros, y en presencia de 0 % a 200 % en peso de solventes inertes, preferentemente, de 5 % a 25 % en peso, en función de los monómeros, es decir, mediante polimerización en solución o polimerización en masa. La reacción se realiza, preferentemente, a presión cada vez más reducida, por ejemplo, bajando la presión de presión atmosférica (1 bar) a 500 mbar (absoluta). Los ejemplos de solventes son hidrocarburos, tales como tolueno u o-xileno, alcoholes, tales como metanol, etanol, propanol, butanol e isobutanol, cetonas, tales como acetona, metiletilcetona y metilisobutilcetona, acetato de etilo, nitrilos, tales como acetonitrilo y benzonitrilo, o mezclas de los solventes mencionados.

Algunos ejemplos de iniciadores de la polimerización contemplados incluyen compuestos azo, peróxidos de cetona y peróxidos de alquilo, cuyos ejemplos son peróxidos de acilo, tales como peróxido de benzoílo, peróxido de dilauroílo, peróxido de didecanoílo y peróxido de isononanoílo, alquilésteres, tales como perpivalato ter-butilo, per-2-etilhexanoato de ter-butilo, permaleato de ter-butilo, perisononanoato de ter-butilo, perbenzoato de ter-butilo y per-2-etilhexanoato de ter-amilo, peróxidos de dialquilo, tales como peróxido de dicumilo, peróxido de ter-butilcumilo y peróxido de di-ter-butilo, y peroxodicarbonatos. También es posible usar como iniciadores los compuestos azo de inicio, tales como 2,2'-azobisisobutironitrilo, 2,2'-azobis(isobutirato de metilo) o 2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo).

Con el fin de implementar la polimerización, también es posible agregar compuestos que reduzcan el grado de polimerización, conocidos como agentes de la transferencia de cadena, a la mezcla de reacción, en cantidades de, por ejemplo, 0, 1 a 0,8 partes en peso, en función de 100 partes en peso de los monómeros que se deben polimerizar. Algunos ejemplos de compuestos adecuados son aquellos que tienen un grupo tiol, por ejemplo, mercaptanos, tales como mercaptoetanol, mercaptano de ter-butilo, ácido mercaptosuccínico, tioglicolato de etilhexilo, 3-mercaptopropiltrimetoxisilano o mercaptano de dodecilo. En una modalidad, no se usan agentes de la transferencia de la cadena.

El aglutinante de poliacrilato se prepara, preferentemente, (a 1 ) con al menos 80 % en peso de (met)acrilatos de CT a C10 alquilo y (a2) con al menos 0,5 % a 20 % en peso de monómeros que tienen grupos polares, en donde los grupos polares se seleccionan de grupos ácido carboxílico, grupos carboxamida, grupos pirrolidona, grupos uretano y grupos urea.

Un aglutinante de poliacrilato de particular preferencia se prepara de (met)acrilato de metilo (preferentemente, metacrilato de metilo), al menos un acrilato de C2 a C4 alquilo (preferentemente, acrilato de n-butilo) y ácido (met)acrílico (preferentemente, ácido acrílico), por ejemplo, (i) 0 % a 99 % en peso de (met)acrilato de metilo (preferentemente, metacrilato de metilo), (ii) 0 % a 99 % en peso de al menos un acrilato de C2 a Cío alquilo (preferentemente, acrilato de n-butilo), y (iii) 0,5 % a 15 % en peso de ácido (met)acrílico (preferentemente, ácido acrílico).

A diferencia de los plastisoles de acrilato conocidos, no es necesario que los aglutinantes de acrilato sean partículas de polímero con una morfología tipo núcleo-coraza; preferentemente, por lo tanto, no tienen una morfología tipo núcleo-coraza.

La composición de insonorización de la invención comprende, preferentemente, (a) 5 % a 35 %, preferentemente, 10 % a 20 %, en peso del aglutinante de poliacrilato, (b) 40 % a 90 %, preferentemente, 60 % a 80 %, en peso de agentes de relleno inorgánicos, y (c) 0 % a 50 %, preferentemente, 0, 1 % a 20 %, en peso de auxiliares.

Algunos ejemplos de agentes de relleno adecuados incluyen carbonato de calcio, caolín, mica, sílice, creta, microdolomita, cuarzo finamente molido, talco, arcilla, sulfato de bario, alúmina, óxido de hierro, óxido de titanio, polvos de vidrio, láminas de vidrio, carbonato de magnesio, hidróxido de aluminio, bentonita, ceniza volante, diatomita, perlita y mica. Se prefiere el uso de agentes de relleno tipo láminas, tales como mica, por ejemplo, solos o en combinación con pigmentos inorgánicos típicos, tales como carbonato de calcio, caolín, sílice o talco. Los agentes de relleno preferidos son caolín, creta, sulfato de bario, carbón negro, grafito, talco, minerales de arcilla, microdolomita, cuarzo finamente molido y mica.

Se prefiere el uso de 50 a 700 o 100 a 600 partes en peso de agente de relleno inorgánico a 100 partes en peso de aglutinante de poliacrilato, y preferentemente, 30 a 150 o 40 a 120 partes en peso de agentes de relleno tipo láminas se usan cada 100 partes en peso de aglutinante de poliacrilato.

Algunos ejemplos de auxiliares, que se usan, preferentemente, a al menos 0, 1 % en peso, de 0,2 % a 10 % en peso, por ejemplo, incluyen reticuladores, espesantes, aditivos reológicos, resinas, plastificantes, pigmentos orgánicos e inorgánicos, cosolventes, estabilizantes, agentes humectantes, conservantes, inhibidores de espuma, microesferas de vidrio o plástico, cuerpos de plástico o vidrio hueco, agentes anticongelantes, dispersantes, antioxidantes, absorbentes de UV, antiesteticos y dispersantes de pigmentos. Entre los auxiliares, 1 , 2 o una pluralidad de estos se pueden usar en combinación. Algunos ejemplos de cosolventes adecuados son etilenglicol, alquiléteres de etilenglicol (por ejemplo, productos Cellosolve®), alquiléteres de dietilenglicol (por ejemplo, productos Carbitol®), acetato de carbitol, acetato de buti lcarbito I o mezclas de estos. Algunos ejemplos de espesantes son alcoholes polivinílicos, derivados de celulosa o ácidos poliacrílicos, en cantidades de, por ejemplo, 0,01 a 4 o de 0,05 a 1 ,5 o de 0, 1 a 1 partes en peso, en función de 100 partes en peso de sólidos. Algunos ejemplos de dispersantes son hexametafosfato de sodio, tripolifosfatos de sodio o ácidos policarboxílicos. Algunos ejemplos de agentes anticongelantes son etilenglicol o propilenglicol. Algunos ejemplos de inhibidores de espuma incluyen siliconas. Algunos ejemplos de estabilizantes son compuestos de metal polivalente, tales como óxido de zinc, cloruro de zinc o sulfato de zinc. Los auxiliares se usan, preferentemente, a no menos de 0, 1 % en peso y se seleccionan preferentemente de reticuladores, espesantes, aditivos reológicos, resinas, plastificantes, cosolventes, antiespumantes, conservantes, agentes anticongelantes y dispersantes de pigmentos.

La composición de insonorización de la invención es, preferentemente, libre de solventes, en otras palabras, no contiene solventes orgánicos, o a cualquier tasa menor de 5 % en peso de solventes orgánicos, que tienen un punto de ebullición de menos de 200 C.

En una modalidad de la invención, la composición de insonorización no contiene aglutinantes con alta masa molecular ni aglutinantes pulverulentos, más en particular, aglutinantes que tienen un valor K de más de 40 o más de 35, o tienen un valor K que ya no es mensurable. En esta modalidad, el aglutinante de poliacrilato tiene, preferentemente, grupos ácidos, y la composición de insonorización comprende, preferentemente, al menos un reticulador que reacciona con grupos ácidos. Los grupos ácidos se pueden obtener mediante copolimerización con un monómero ácido, por ejemplo, ácido acrílico o ácido metacrílico. El reticulador se puede seleccionar del grupo que consiste en reticuladores de isocianato, reticuladores de carbodiimida, reticuladores de epoxi, reticuladores de oxazolina y reticuladores de silano, preferentemente, reticuladores de epoxi poliméricos u oligoméricos, más en particular, polímeros acrílicos modificados por epoxi. Un ejemplo de un reticulador de epoxi adecuado es Joncryl® ADR 4380. En esta modalidad, la reticulación se realiza, preferentemente, con inducción térmica, durante o después de la aplicación de la composición de insonorización al sustrato.

En otra modalidad de la invención, la composición de insonorización también comprende al menos un aglutinante pulverulento o de alta masa molecular, más en particular, un aglutinante que tiene un valor K de más de 40 o más de 45, o que tiene un valor K que ya no es mensurable. En esta modalidad, la composición de insonorización comprende, preferentemente, al menos un plastificante para el aglutinante adicional.

En una modalidad de la invención, el aglutinante de poliacrilato tiene un valor K mayor o igual a 20, preferentemente, mayor o igual a 25, y la composición de insonorización comprende al menos un plastificante.

Como agentes plastificantes, tambien a menudo denominados plastificantes, en muchos casos es suficiente usar un único plastificante, pero también puede ser ventajoso usar una mezcla de dos o más plastificantes diferentes. Algunos ejemplos de plastificantes son ftalatos, tales como ftalato de diisodecilo, ftalato de dietilhexilo, ftalato de diisononilo, ftalato de n-alquilo di-C7-C11 , ftalato de dioctilo, fosfato de tricresilo, dibenciltolueno y ftalato de benciloctilo. Además, también es posible usar otros compuestos, tales como citratos, fosfatos, adipatos, benzoatos y ésteres del ácido diisononilciclohexandicarboxílico (DINCH). Los plastificantes mencionados también se pueden usar en forma de mezclas. Las proporciones pueden variar dentro de rangos amplios. En composiciones típicas, los plastificantes están presentes en fracciones de 50 a 300 partes en peso, por 100 partes en peso del polímero que se debe plastificar. De acuerdo con los requerimientos reológicos, es posible, además, usar solventes (tales como hidrocarburos) como diluyentes.

También es posible agregar promotores de la adhesión en cantidades de, por ejemplo, 40 - 120 partes en peso, cuyos ejemplos son poliaminoamidas, isocianatos bloqueados o isocianatos bloqueados autorreticulantes.

La calidad de la composición de insonorización se puede medir a través de las vibraciones de flexión mediante el método de la curva de resonancia de acuerdo con ISO 6721 -1 e ISO 6721-3. Una medida del efecto de amortiguación de vibraciones es el factor de pérdida tan delta. Con las composiciones de insonorización de la invención, el valor máximo del factor de pérdida tan delta se ubica, preferentemente, en el rango de -20 a +70 °C. Cuando se usan dos o más aglutinantes diferentes, hay, en general, dos o más valores máximos del factor de pérdida, a no menos de dos temperaturas diferentes. En este caso, se prefiere para todos los valores máximos del factor de pérdida que se ubiquen en el rango de -20 a +70 °C. Cuando se usan reticuladores, los valores se refieren a la composición de insonorización reticulada.

La invención también proporciona un método para amortiguar oscilaciones o vibraciones de componentes de vehículos o máqumas, (1 ) proporcionando una composición de insonorización como se describió anteriormente con mayor detalle, y (2) aplicando la composición de insonorización a un componente de un vehículo o de una máquina, y sometiéndola, opcionalmente, a secado y/o reticulación.

La aplicación se puede realizar de manera habitual, por ejemplo, mediante cepillado, laminado o pulverización. La cantidad aplicada es, preferentemente, de 1 a 7 kg/m2 o de 2 a 6 kg/m2 después del secado. El secado se puede realizar a temperatura ambiente o, preferentemente, mediante la aplicación de calor. Las temperaturas de secado son, preferentemente, de 80 a 210 °C, de 90 a 180 °C o de 120 a 170 °C.

La composición de insonorización se puede usar, por ejemplo, en vehículos de todo tipo, más en particular, vehículos de motor que pueden circular por carreteras, automóviles y vehículos ferroviarios, y también en botes, aeronaves, máqumas eléctricas, máquinas de construcción y edificios.

La invención también proporciona un sustrato recubierto al menos parcialmente con una composición de insonorización como se describió anteriormente.

Las composiciones de insonorización de la invención tienen buenas propiedades de rendimiento en términos de buenas características de aplicación y buenas características de amortiguación de vibraciones, y se destacan por tener una baja capacidad de absorción de agua y por evitar la formación de ampollas.

Ejemplos Sustancias utilizadas Joncryl® ADR 4380 reticulador, polímero acrílico modificado por epóxido Acronal® DS 3502 dispersión acuosa de polímero, éster poliacrílico Ejemplo 1: Resina de baja masa molecular polimerizada en isopropanol Un aparato de polimerización compuesto por un reactor de vidrio, un condensador de reflujo, un agitador y una entrada de nitrógeno se cargó, bajo un suave flujo de nitrógeno, con 1611 g de isopropanol, y esta carga inicial se calentó a 80 °C. Se agregaron 37,5 g de una mezcla de monómeros compuesta por 423,75 g de acrilato de n-butilo, 270 g de metacrilato de metilo y 56,25 g de ácido acrílico. Cuando se recuperaron 80 °C, se agregaron 23 g de una solución de iniciador, que consiste en 20 g de perpivalato de ter-butilo (75 % de resistencia en aceite mineral) y 210 g de isopropanol, y la polimerización comenzó durante 3 minutos. Luego, 712 g de mezcla de monómeros restantes y 207 g de solución de iniciador se hicieron correr durante 3 horas. Posteriormente, la temperatura aumentó a 90 °C, y se agregó una solución de 2,4 g de perpivalato de ter-butilo (75 % de resistencia en aceite mineral) en 37,5 g de isopropanol durante 30 minutos. A continuación, se aplicó presión reducida, y el solvente se retiró mediante destilación a no más de 135 °C y a menos de 50 mbar. Luego se realiza la desgasificación con agitación lenta durante 1 hora a 135 °C y vacío óptimo. valor K; 1 % en THF a 21 °C: 16,6 Viscosidad a cizalla cero a 130 °C: 5,5 Pa s Ejemplo 2: Resina de baja masa molecular polimerizada en o-xlleno Un aparato de polimerización compuesto por un reactor de vidrio, un condensador de reflujo, un agitador y una entrada de nitrógeno se cargó bajo un suave flujo de nitrógeno con 484,1 g de oxileno, y esta carga inicial se calentó a 140 °C. A 120 °C, se agregaron 35 g de una mezcla de monómeros compuesta por 395,5 g de acrilato de n-butilo, 252 g de metacrilato de metilo y 52,5 g de ácido acrílico. A 137 °C, se agregaron 11 ,2 g de una solución de iniciador que consiste en 28 g de perpivalato de ter-butilo (75 % de resistencia en aceite mineral) y 196 g de oxileno, y la polimerización comenzó durante 3 minutos. Luego, 665 g de mezcla de monómeros restantes y 212,8 g de solución de iniciador se hicieron correr durante 3 horas. Despues de 15 minutos de terminada la alimentación, se agregó una solución de 2,24 g de perpivalato de ter-butilo (75 % de resistencia en aceite mineral) en 35 g de oxileno durante 30 minutos. A continuación, se aplicó presión reducida, y el solvente se retiró mediante destilación a no más de 140 °C y a menos de 50 mbar. Luego se realiza la desgasificación con agitación lenta durante 1 hora a 140 °C y vacío óptimo valor K; 1 % en THF a 21 °C: 14,4 Viscosidad a cizalla cero a 130 °C: 2,2 Pa s Ejemplo 3: Resina de alta masa molecular con plastificante, polimerizada en metiletilcetona (MEK) Un aparato de polimerización compuesto por un reactor de vidrio, un condensador de reflujo, un agitador y una entrada de nitrógeno se cargó bajo un suave flujo de nitrógeno con 813,9 g de metiletilcetona (MEK), y esta carga inicial se calentó a 80 °C. Se agregaron 60 g de una mezcla de monómeros compuesta por 678 g de acrilato de n-butilo, 432 g de metacrilato de metilo y 90 g de ácido acrílico. Cuando se recuperaron 80 °C, se agregaron 17,6 g de una solución de iniciador que consiste en 16 g de perpivalato de ter-butilo (75 % de resistencia en aceite mineral) y 336 g de MEK, y la polimerización comenzó durante 3 minutos. Luego, 1 140 g de mezcla de monómeros restantes y 334,4 g de solución de iniciador se hicieron correr durante 3 horas. Posteriormente, la temperatura aumentó a 90 °C, y se agregó una solución de 3,48 g de perpivalato de ter-butilo (75 % de resistencia en aceite mineral) en 60 g de MEK durante 30 minutos. Se agregaron 1200 g de Hexamoll® DINCH (plastificante). A continuación, se aplicó presión reducida, y el solvente se retiró mediante destilación a no más de 135 °C y a menos de 50 mbar. Luego se realiza la desgasificación con agitación lenta durante 1 hora a 135 °C y vacío óptimo. valor K; 1 % en THF a 21 °C: Se agregaron 32,1 antes del plastificante Viscosidad a cizalla cero con plastificante a 60 °C: 15,9 Pa s Ejemplo 4: Resina de baja masa molecular polimerizada en o-xileno Un aparato de polimerización compuesto por un reactor de vidrio, un condensador de reflujo, un agitador y una entrada de nitrógeno se cargó bajo un suave flujo de nitrógeno con 484,1 g de oxileno, y esta carga inicial se calentó a 140 °C. A 120 °C, se agregaron 35 g de una mezcla de monómeros compuesta por 395,5 g de acrilato de n-butilo, 252 g de metacrilato de metilo y 52,5 g de ácido acrílico. A 137 °C, se agregaron 1 1 ,2 g de una solución de iniciador que consiste en 28 g de perpivalato de ter-butilo (75 % de resistencia en aceite mineral) y 196 g de oxileno, y la polimerización comenzó durante 3 minutos. Luego, 665 g de mezcla de monómeros restantes y 212,8 g de solución de iniciador se hicieron correr durante 3 horas. Después de 15 minutos de terminada la alimentación, se agregó una solución de 2,24 g de perpivalato de ter-butilo (75 % de resistencia en aceite mineral) en 35 g de oxileno durante 30 minutos. A continuación, se aplicó presión reducida, y el solvente se retiró mediante destilación a no más de 140 °C y a menos de 50 mbar.

Luego se realiza la desgasificación con agitación lenta durante 1 hora a 140 °C y vacío óptimo. valor K; 1 % en THF a 21 °C: 14,4 Viscosidad a cizalla cero a 60 °C: 595,9 Pa s Ejemplo 5: acResin® DS 3500 (resina de acrilato con grupos ácidos) valor K, 1 % en THF a 21 °C: 11 a 16 Viscosidad a 20°C: 150 Pa s Ejemplo 6: Resina según el Ejemplo 4, en dispersión en agua Se dispersaron 100 g de una mezcla de una resina del Ejemplo 4 y Joncryl® ADR 4380 en una relación de 75:25 a 90 °C en un vaso de precipitados con 99 g de agua destilada y con 1 g de amoníaco acuoso con 25 % de resistencia durante 3 minutos, usando un disco disolvente. Contenido de sólidos: 50% Ejemplo 7: Dispersión Acronal® DS 3502 Viscosidad DIN EN ISO 3219: 2 a 6 Pa s Contenido de sólidos: 55% Preparación de las composiciones de insonorización A 1 y A2: Las resinas de los Ejemplos 1 y 2, respectivamente, se mezclaron a 90 °C con Joncryl® ADR 4380 en una relación de 85: 15 y se mezclaron en una Speedmixer a 2750 rpm durante 20 segundos. Luego, se agregaron sulfato de bario y creta (Omyacarb® 20BG) en fracciones de igual peso al aglutinante (resina más reticulador) en una relación de 85: 15 (agente de relleno:aglutinante) y se calentaron a 90 °C durante 30 minutos más. Posteriormente, la composición se homogeneizó en la Speedmixer a 2750 rpm durante 1 minuto.

Preparación de composiciones de insonorización A3 y A4: Las resinas de los Ejemplos 4 y 5, respectivamente, se mezclaron a 90 °C con Joncryl® ADR 4380 en una relación de 75:25 y se mezclaron en una Speedmixer a 2750 rpm durante 20 segundos. Luego, se agregaron mica (mica moscovita GHL 144) y creta (Omyacarb® 20BG) (en una relación de 1 :2) al aglutinante (resina más reticulador) en una relación de 70:30 (agente de relleno:aglutinante) y se calentaron a 90 °C durante 30 minutos más. Posteriormente, la composición se homogeneizó en la Speedmixer a 2750 rpm durante 1 minuto.

Preparación de la composición de insonorización A5: La resina del Ejemplo 2 se mezcló a 90 °C con una suspensión de polvo de acrilato Acronal® S 629P en Hexamoll® DINCH y Joncryl® ADR 4380 (resina:polvo de acrilato:Hexamoll:Joncryl = 1 : 1 : 1 : 1 ) y se mezclaron en una Speedmixer a 2750 rpm durante 20 segundos. Luego, se agregaron sulfato de bario y creta (Omyacarb® 20BG) (en fracciones de igual peso) al aglutinante (resina, polvo de acrilato, Hexamoll y Joncryl) en una relación de 85:15 (agente de relleno:aglutinante) y se calentaron a 90 °C durante 30 minutos más. Posteriormente, la composición se homogeneizó en la Speedmixer a 2750 rpm durante 1 minuto.

Preparación de la composición de insonorización A6: La dispersión acuosa del Ejemplo 6 se mezcló a temperatura ambiente en una relación de 70:30 (sólidos:sólidos) con los agentes de relleno mica (mica moscovita GHL 144) y creta (Omyacarb® 20BG) (en una relación de 1 :2) mediante un disolvente-agitador, y luego se homogeneizó en la Speedmixer (comenzando a 800 rpm durante 10 segundos, y luego aumentando a 2500 rpm durante el transcurso de 20 segundos, y manteniendo las rpm durante 30 segundos).

Preparación de la composición de insonorización A7: La dispersión acuosa del Ejemplo 7 se mezcló a temperatura ambiente en una relación de 75:25 (sólidosisólidos) con los agentes de relleno sulfato de bario y creta (Omyacarb® 20BG) (en una relación de 1 : 1 ) y también con 4 % de dietilenglicol y 2 % de Viskalex® HV30 mediante un disolvente-agitador, y luego se homogeneizó en la Speedmixer (comenzando a 800 rpm durante 10 segundos, y luego aumentando a 2500 rpm durante el transcurso de 20 segundos y manteniendo estas rpm durante 30 segundos).

Medición de la viscosidad a cizalla cero La viscosidad a cizalla cero es el valor límite de la función de viscosidad a velocidades de cizallamiento infinitamente bajas. Se mide mediante un reómetro Antón Paar MCR 100 (software de análisis US 200) en geometría de placa/placa. Las muestras se miden en cizallamiento oscilatorio con una baja amplitud de cizallamiento de 10 %. Temperatura 130 °C (o como se indica), logaritmo de rampa de frecuencia oscilante 100-0, 1 1/s, línea de medición 0,5 mm, evaluación mediante Carreau-Gahleitner I, diámetro de la matriz 25 mm.

Descripción del ensamblaje de mezcla Speedmixer: Se usó un Hauschild DAC 400FVZ SpeedMixer. Este es un mezclador rotatorio, que mezcla completamente las muestras sin incorporar aire. La velocidad de rotación se puede configurar en el rango de 800 a 2750 1/min.

Disolvente-agitador: El aparato consiste en un mecanismo de agitación, un eje dirigido por el mecanismo y un disco disolvente como herramienta de agitación. Con esta forma de mezcla, se incorpora aire en la muestra. La velocidad de agitación se puede configurar en el rango de 0 - 1000 1/min. El disco disolvente es un disco con dientes sobre su periferia, del tipo conocido por la persona del oficio de nivel medio para la dispersión de resinas, por ejemplo, en agua en las industrias de pinturas y recubrimientos.

Pruebas de rendimiento Determinación del factor de pérdida A los fines de evaluar el comportamiento de amortiguación de vibraciones, se realiza una medición del factor de pérdida tan delta a 25 °C, de la manera descrita en WO 2007/034933 (de manera análoga a ISO 6721 -1 y ISO 6721 -3). Para este fin, una muestra de prueba de la lámina de acero con un tamaño de 30 x 300 x 1 ,6 mm se recubre con la composición de insonorización que se debe evaluar, que se seca a 160 °C durante 30 minutos.

La tasa de recubrimiento es de aproximadamente 3,0 kg por m2.

Determinación de absorción de agua: La absorción de agua se determina en un método basado en DIN EN ISO 62:2008. Para este fin, las películas con un espesor de aproximadamente 2 mm y una longitud lateral de 25 mm de cada lado se producen de las composiciones de insonorización preparadas. Las películas se secan, en primer lugar, a temperatura ambiente (20 °C) durante 24 horas, luego a 160 °C durante 30 minutos, y cada una se almacena durante 24 horas o 7 días en agua desmineralizada. Se realiza una determinación del aumento de masa relativa durante el almacenamiento. Este aumento se determina gravimétricamente usando una balanza analítica Mettler Toledo AG204. Los resultados se indican en la Tabla 1.

Prueba de reblandecimiento: La prueba de reblandecimiento se usa para evaluar el comportamiento de las composiciones de insonorización en un gabinete de secado a 160°C. Incluye la aplicación a una placa de prueba metálica de una muestra en forma de microesferas (espesor de alrededor de 3 mm y longitud de bordes de 10 mm x 20 mm) a 90 °C (composiciones A1 a A5) o a temperatura ambiente (composiciones A6 y A7). Luego, la placa se coloca en posición vertical en un gabinete de secado a 160 °C, y se determina el reblandecimiento de la composición en centímetros antes del endurecimiento respectivo, pero no después de 60 minutos.

Formación de ampollas: La composición de insonorización en un espesor de 3 mm con una longitud de bordes de 60 mm x 100 mm se evalúa visualmente después del secado a 160 °C durante 30 minutos. La escala de calificación que se usa en esta evaluación es la siguiente: 1 : Sin ampollas 2: 2-3 ampollas pequeñas 3: Leve levantamiento de la composición 4: Ampolla grande, deformación de la composición entera Tabla 1 Comparativa Los resultados muestran que la absorción de agua particularmente baja y una tendencia particularmente baja a la formación de ampollas se logran con los Ejemplos A1 a A5. Además, el Ejemplo A5 se destaca por un comportamiento de reblandecimiento particularmente bueno.

Claims (17)

1. REIVINDICACIONES Una composición de insonorización no acuosa que comprende (a) al menos un aglutinante de poliacrilato libre de solventes no pulverulento que tiene un valor K en el rango de 10 a 35, que se mide como una solución con 1 % de resistencia en tetrahidrofurano a 21 °C; y (b) agentes de relleno inorgánicos. La composición de insonorización de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde el aglutinante de poliacrilato se puede obtener mediante polimerización de monómeros polimerizables libres de radicales y se forma con al menos 60 % en peso de (met)acrilatos de Ci a Cío alquilo y, opcionalmente, de otros monómeros seleccionados de monómeros ácidos polimerizables etilenicamente insaturados libres de radicales, ésteres de vinilo de ácidos carboxílicos que comprenden hasta 20 átomos de C, vinilaromáticos que tienen hasta 20 átomos de C, nitrilos etilénicamente insaturados, haluros de vinilo, éteres de vinilo de alcoholes que comprenden 1 a 10 átomos de C, hidrocarburos alifáticos que tienen 2 a 8 átomos de C y uno o dos enlaces dobles, o mezclas de estos monómeros. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante de poliacrilato tiene una temperatura de transición vitrea en el rango de -60 a +80 °C, preferentemente, en el rango de -30 °C a +60 °C o menos. 4. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante de poliacrilato no tiene una morfología tipo núcleo-coraza 5. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante de poliacrilato a 130 °C tiene una viscosidad a cizalla cero de no más de 40 Pa s, preferentemente, no más de 20 Pa s. 6. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante de poliacrilato se prepara (a1 ) con al menos 80 % en peso de (met)acrilatos de C! a C10 alquilo y (a2) con al menos 0,5 % a 20 % en peso de monómeros que tienen grupos polares, en donde los grupos polares se seleccionan de grupos ácido carboxílico, grupos carboxamida, grupos pirrolidona, grupos uretano y grupos urea. 7. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante de poliacrilato se prepara de (met)acrilato de metilo, al menos un acrilato de C2 a C4 alquilo y ácido (met)acrílico. 8. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante de poliacrilato se prepara de (i) 0 % a 99 % en peso de (met)acrilato de metilo, (ii) 0 % a 99 % en peso de al menos un acrilato de C2 a C10 alquilo, y (iii) 0,5 % a 15 % en peso de ácido (met)acrílico. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende (a) 5 % a 35 % en peso de aglutinante de poliacrilato, (b) 40 % a 90 % en peso de agentes de relleno inorgánicos, (c) 0 % a 50 % en peso de auxiliares. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los agentes de relleno inorgánicos se seleccionan de caolín, creta, sulfato de bario, carbón negro, grafito, talco, minerales de arcilla, microdolomita, cuarzo finamente molido y mica, y los auxiliares se usan en una medida de al menos 0,1 % en peso y se seleccionan de reticuladores, espesantes, aditivos reológicos, resinas, plastificantes, cosolventes, antiespumantes, conservantes, agentes anticongelantes y dispersantes de pigmentos. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la composición de insonorización es libre de solventes. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tambien comprende un aglutinante pulverulento y, opcionalmente, un plastificante para el aglutinante pulverulento. 13. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante de poliacrilato tiene grupos ácidos, y la composición de insonorización comprende al menos un reticulador que reacciona con grupos ácidos. 14. La composición de insonorización de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde el reticulador se selecciona del grupo que consiste en reticuladores de isocianato, reticuladores de carbodiimida, reticuladores de epoxi, reticuladores de oxazolina y reticuladores de silano, preferentemente, reticuladores de epoxi poliméricos u oligoméricos. 15. La composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aglutinante de poliacrilato tiene un valor K de 25 o menos, y la composición de insonorización comprende al menos un plastificante. 16. El uso de una composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para la amortiguación de vibraciones de las partes de la carrocería de un vehículo. 17. Un método para amortiguar oscilaciones o vibraciones de componentes de vehículos o máqumas, (1 ) proporcionando una composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, y (2) aplicando la composición de insonorización a un componente de un vehículo o una máquina, y sometiéndola, opcionalmente, a secado y/o reticulación. El uso de un aglutinante de poliacrilato libre de solventes no pulverulento que tiene un valor K en el rango de 10 a 35, que se mide como una solución con 1 % de resistencia en tetrahidrofurano a 21 °C para producir una composición de insonorización. Un sustrato recubierto al menos parcialmente con una composición de insonorización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.