MXPA04001219A - Sistemas para recubrimiento que tiene una capa anticorrosion y una capa de recubrimiento en polvo. - Google Patents

Abstract

Se describe un sistema para recubrimiento que contiene una capa inhibidora de la corrosion y una capa que se forma de una composicion para recubrimiento en polvo. La capa que se forma de la composicion para recubrimiento en polvo es una capa de recubrimiento superficial, y la capa inhibidora de la corrosion es una capa de recubrimiento subyacente. Estas capas, junto con una o mas capas opcionales, forman el sistema para recubrimiento. Se ha encontrado que el sistema para recubrimiento resultante ofrece mejores propiedades inhibidoras de la corrosion y excelentes caracteristicas de union.

Description

SISTEMAS PARA RECUBRIMIENTO QUE TIENEN UNA CAPA ANTICORROSIÓN Y UNA CAPA PARA RECUBRIMIENTO EN POLVO Campo de la invención La presente invención se refiere a los sistemas para recubrimiento para sustratos metálicos. Los sistemas para recubrimiento muestran un recubrimiento que inhibe la corrosión como una capa base para recubrimiento y una capa formada de un recubrimiento en polvo que puede ser depositado sobre el recubrimiento que inhibe la corrosión .

Antecedente de la invención La tecnología para recubrimiento en polvo se usa para el recubrimiento de pequeños objetos, como muebles de jardín, artículos para campamento, aparatos domésticos, partes pequeñas para automóviles, refrigeradores y anaqueles, y el recubrimiento de piezas a máquina con una forma complicada. Para la mayor parte, esta tecnología se usa para el recubrimiento de componentes metálicos, pero también es posible, por ejemplo, revestir plásticos usando tecnología para recubrimiento en polvo.

Generalmente, un proceso para recubrimiento en polvo involucra la aplicación de una cantidad efectiva de un recubrimiento en polvo sobre el objeto por ser revestido y entonces la fusión de las partículas de polvo para formar un recubrimiento continuo e integrado. Por lo regular, la fusión se realiza sometiendo el objeto a elevadas temperaturas .

El recubrimiento en polvo puede formarse sobre un amplio conjunto de superficies. Las superficies metálicas son las más comunes. Los recubrimientos en polvo también pueden formarse sobre superficies metálicas revestidas o superficies metálicas que resultan de varios tratamientos .

Un ejemplo de superficies metálicas tratadas sobre las que se han depositado recubrimientos en polvo es el acero revestido con fosfato. Se encontró que ciertos recubrimientos de fosfato aplicados a una superficie de acero, inhiben la corrosión del acero. Se conoce un amplio conjunto de composiciones para recubrimiento de conversión de fosfato y están disponibles en el comercio. Bonderite® 1000 esta disponible de Henkel Corporation y es un recubrimiento de conversión de fosfato diseñado para superficies de acero. Se dice que el recubrimiento a base de fosfato resultante proporciona una base que inhibe la corrosión para pintura u otros subsecuentes recubrimientos .

Se conoce la formación de una capa superior para recubrimiento en polvo sobre tales aceros revestidos con fosfatos. Se conocen sistemas para recubrimiento similares para sustratos de zinc. Los sustratos de aluminio pueden utilizar un recubrimiento de conversión de cromato que forma un recubrimiento a base de cromato. Se conoce una capa para recubrimiento en polvo para formar sobe el recubrimiento de cromato. Estos recubrimientos multicapa y multicomponente están descritos en Akzo Nobel' s "Guia concisa para recubrimientos en polvo", publicado en Abril 1 de 1999.

Técnicos anteriores han investigado la combinación especifica de capas de conversión que inhiben la corrosión formada sobre sustratos metálicos como un tratamiento previo para un recubrimiento en polvo ulterior. En la patente US 5,294,266, Hauffe y col., describen los tratamientos de capas de fosfatos formadas sobre metales, particularmente acero, zinc, aluminio, y aleaciones de éstos, antes de depositar un recubrimiento en polvo sobre éstas. Y, en la patente US No. 6,105,233, Neal describe la aplicación de un recubrimiento de cromo-zinc sobre un componente de acero primero aplicando un recubrimiento de zinc inicial a la superficie de acero y luego sumergiendo el componente revestido en una formulación de conversión de cromato. El recubrimiento resultante se dice ser un recubrimiento "cromato-zinc". Después de la formación de este recubrimiento, se depositó una capa exterior para recubrimiento en polvo sobre ésta.

Aunque satisfactorio en muchos aspectos, hay algunas desventajas en los sistemas para recubrimiento multicapa conocidos actualmente de estos tipos. Los recubrimientos a base de cromatos están sujetos a rigurosas regulaciones ambientales y costos de proceso. Por lo tanto, es necesario un sistema para recubrimiento sin cromato que proporcione un recubrimiento que inhiba la corrosión y una capa para recubrimiento en polvo exterior. Los recubrimientos a base de fosfato, aunque totalmente populares, no siempre proporcionan la necesaria protección de largo plazo contra corrosión o adhesión y unión entre las superficies metálicas implícita y una capa adyacente de un recubrimiento en polvo. En consecuencia, hay una necesidad de un sistema para recubrimiento mejorado, y preferiblemente que proporcione buenas características de unión y protección contra la corrosión a largo plazo .

Compendio de la invención En un primer aspecto, la presente invención proporciona un sistema para recubrimiento anticorrosión que comprende una primera capa formada de una composición que inhibe la corrosión y que contiene un metal particulado, liquido orgánico, espesante, y un agente aglomerante silano. El sistema para recubrimiento también comprende una segunda capa dispuesta sobre la primera capa, en el que la segunda capa se forma de una composición para recubrimiento en polvo.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un sistema para recubrimiento anticorrosión que comprende una primera capa formada de una composición que incluye hojuelas de zinc y hojuelas de aluminio dispersadas en un aglomerante. El sistema para recubrimiento anticorrosión también comprende una segunda capa dispuesta sobre la primera capa, en el que la segunda capa se forma de una composición para recubrimiento en polvo.

Todavía en otro aspecto, la presente invención proporciona un sistema para recubrimiento anticorrosión que comprende una primera capa formada de una composición que contiene una aleación de zinc en forma de partícula que comprende más de 50% en peso de zinc y menos de 50% en peso de aleación metálica no zinc. El sistema para recubrimiento anticorrosión también comprende una segunda capa dispuesta sobre la primera capa. La segunda capa se forma de una composición para recubrimiento en polvo.

Es todavía un aspecto más de la presente invención, proporcionar un sistema para recubrimiento anticorrosión que comprende una primera capa formada de una composición que contiene un medio líquido, aleación de zinc en forma de partículas que comprende más de 50% en peso de zinc y menos 50% en peso de aleación metálica no zinc, y agente aglomerante silano. El sistema para recubrimiento anticorrosión también comprende una segunda capa dispuesta sobre la primera capa. La segunda capa se forma de una composición para recubrimiento en polvo.

En todavía otro aspecto, la presente invención proporciona un sistema para recubrimiento anticorrosión, que comprende una capa formada de una composición que comprende un medio líquido, aleación de zinc en forma de partículas que comprende más de 50% en peso de zinc y menos de 50% en peso de aleación metálica no zinc, y uno o más de una sustancia de sílice soluble en agua y dispersable en agua. El sistema para recubrimiento anticorrosión también comprende una segunda capa dispuesta sobre la primera capa. La segunda capa se forma de una composición para recubrimiento en polvo.

Descripción de las modalidades preferidas La presente invención proporciona un sistema para recubrimiento multicapa único que proporciona excelente resistencia a la corrosión y durabilidad para sustratos metálicos. La modalidad preferida de los sistemas para recubrimiento consiste en una o más capas de una composición que inhibe la corrosión como se describe en la presente, y una o más capas de un recubrimiento en polvo dispuesto sobre la capa de inhibidor de la corrosión. Los recubrimientos en polvo preferidos son como se describen en la presente. Los sistemas para recubrimiento resultantes proporcionan excelente protección contra la corrosión, la exposición al medio ambiente y resistencia a la intemperie que en conjunto proporcionan atractiva apariencia y estética.

Un amplio conjunto de composiciones de inhibidores de la corrosión y formulaciones puede utilizarse en la presente invención del sistema para recubrimiento. En general, la composición del inhibidor de la corrosión se adapta para aplicación de zinc, aluminio, magnesio o manganeso, aunque son incluidos una variedad de otros metales tales como hierro, acero, y aleaciones de acero.

Una composición para inhibición de la corrosión preferida para su uso en el presente sistema para recubrimiento multicapa de la invención, comprende partículas metálicas, agua, espesante y un agente aglomerante silano. También puede opcionalmente usarse un líquido orgánico de alto punto de ebullición. Y se caracteriza porque las partículas metálicas de la composición para recubrimiento pueden, en general, ser cualquier pigmento metálico tal como aluminio finamente divido, manganeso, cadmio, níquel, acero inoxidable, estaño, aleaciones de fierro, magnesio o zinc. La partícula metálica más preferible es polvo de zinc u hojuelas de zinc o polvo de aluminio u hojuelas de aluminio. La partícula metálica también puede ser una mezcla de cualquiera de los anteriores, así como comprende aleaciones y mezclas intermetálicas de las mismas, las hojuelas pueden ser mezcladas con polvo metálico pulverulento, pero por lo regular con sólo cantidades menores de polvo. Los polvos metálicos por lo regular tienen un tamaño de partícula tal que la partícula pasa la malla 100 y una cantidad mayor pasa la malla 325 ("malla" como se usa en la presente es la Serie de Cribas estándar Estadounidenses") . Los polvos son generalmente esféricos, contrario a las características de laminación de las hojuelas.

Cuando se combinan en la composición partículas de zinc con aluminio, el aluminio puede estar presente en muy poca cantidad, por ejemplo, tan poco como cerca de 2 hasta alrededor de 5% en peso, de la partícula metálica, y aún proporcionan un recubrimiento de apariencia ligante. Por lo regular, el aluminio contribuye cuando menos aproximadamente 10% en peso de las partículas metálicas. De esta manera, frecuentemente, la relación de peso de aluminio a zinc en una combinación tal es cuando menos aproximadamente 1:9. Por otro lado, por economía, el aluminio no contribuye más de aproximadamente 50% en peso del zinc y aluminio total, de modo que la relación en peso del aluminio a zinc puede llegar a 1:1. El contenido de partículas metálicas de la composición para recubrimiento no excede más de aproximadamente 35% en peso del peso total de la composición para mantener un recubrimiento de mejor apariencia, pero por lo regular constituye cuando menos 10% en peso para alcanzar una una apariencia para recubrimiento brillante consistente, deseable. Ventajosamente, donde esta presente el aluminio, y especialmente donde se presenta sin otras partículas metálicas, el aluminio proporcionará desde aproximadamente 1.5 hasta cerca de 35% en peso del peso de la composición total. Por lo común, cuando están presentes partículas de zinc en la composición, representarán desde aproximadamente 10 hasta 35% en peso del peso total de la composición. Come se ha discutido anteriormente, en particular, cuando el metal ha sido preparado en hojuelas desde un medio líquido, el metal puede aportar algo de líquido en menor cantidad, por ejemplo, dipropilenglicol o espíritus minerales, o algún líquido aún en cantidades de trazas. Las partículas metálicas que aportan líquidos por lo regular sólo se utilizan como pastas, y estas pastas pueden ser usadas directamente con otros ingredientes de la composición. Sin embargo, se debe entender que las partículas metálicas también pueden ser empleadas en forma seca en la composición para recubrimiento.

Los líquidos orgánicos de alto punto de ebullición que opcionalmente pueden usarse en el medio líquido de la composición para recubrimiento deberán tener un punto de ebullición a presión atmosférica por arriba de aproximadamente 100 °C, siendo preferiblemente solubles en agua. Los líquidos orgánicos útiles contienen carbono, oxígeno e hidrógeno y tienen cuando menos un constituyente que contiene oxígeno que puede ser hidroxilo u oxo, o un grupo éter de peso molecular bajo, es decir, un grupo éter de C1-C4, de modo que por conveniencia tales líquidos pueden ser mencionados como ""líquidos oxohidroxi". Ya que se busca la dispersabilidad en agua y preferiblemente solubilidad en agua, los hidrocarburos poliméricos de peso molecular alto no son particularmente adecuados y los hidrocarburos útiles ventajosamente contienen menos de aproximadamente 15 átomos de carbono y tienen un peso molecular de 400 o menos .

Los hidrocarburos particulares que pueden constituir el líquido orgánico de alto punto de ebullición incluyen tri- y tetraetilenglicol, di- y tripropilenglicol, el monometil, dimetil y trietiléteres de estos glicoles, polipropilenglicoles líquidos de peso molecular bajo, así como alcohol diacetona, éteres de dietilenglicol de peso molecular bajo, y mezclas de los anteriores. Usualmente, el líquido orgánico estará presente en una cantidad desde aproximadamente 1 hasta cerca de 30% con base en el peso de la composición total. La presencia del liquido orgánico, particularmente en cantidades por arriba de aproximadamente 10% en peso, por ejemplo, de 15 hasta 25% en peso, puede mejorar la resistencia a la corrosión del recubrimiento, pero el uso de más de aproximadamente 30% en peso puede volverse no económico. Por economía, facilidad de preparación de la composición y para reducir los constituyentes volátiles en la composición, se prefiere dipropilenglicol y estará preferiblemente presente en una cantidad entre aproximadamente 1 hasta 4% en peso de la composición total. También se entiende que el líquido orgánico comúnmente se proporciona a la composición como un componente separado, pero que algo del líquido total puede ser introducido de otra manera. Donde las partículas metálicas han sido preparadas como hojuelas metálicas en medio líquido orgánico, las partículas metálicas resultantes pueden estar en forma de pasta. Cuando se usa tal metal en forma de pasta, puede proporcionar alguna porción de todo el líquido orgánico total de la composición para recubrimiento. Por ejemplo, la pasta de hojuela de aluminio puede ser 25% en peso y realmente contribuye 1% en peso de tal glicol a la composición total. Para aportación de las partículas de aluminio, puede ser económico el uso de pasta de hojuelas de aluminio. De aquí que, por economía, se puede esperar que estas composiciones tengan hojuelas de aluminio como una combinación de medio líquido de agua más líquido orgánico de alto punto de ebullición.

El líquido orgánico del medio líquido de la composición para recubrimiento es un líquido orgánico de bajo punto de ebullición, aunque puede estar presente algún líquido orgánico de alto punto de ebullición, ya que el medio líquido puede incluir mezclas de los anteriores. Se considero previamente que las composiciones útiles deberán contener líquido orgánico de alto punto de ebullición como un ingrediente importante. Tal fue revelado en la patente Estadounidense No. 5,868,819. También pueden producirse composiciones para recubrimiento adecuados que contengan líquido orgánico de bajo punto de ebullición, mientras conserven las características deseables de la composición, como estabilidad de la composición. Los líquidos orgánicos de bajo punto de ebullición tienen un punto de ebullición a presión atmosférica menor de aproximadamente 100 °C, y son preferiblemente solubles en agua. Tal puede ser representado por acetona, o alcoholes de peso molecular bajo como metanol, etanol, N-propil alcohol y isopropil alcohol, y además incluyen las cetonas que hierven a menos de 100 °C, como cetonas solubles en agua, por ejemplo metiletilcetona .

Se contempla que la composición para recubrimiento comúnmente contenga espesante. Éste deberá estar presente entre aproximadamente 0.05 hasta cerca de 2.0% en peso de espesante. Este puede ser un éter de celulosa soluble en agua, que incluye el "Cellosize™" espesantes. Los espesantes adecuados incluyen los éteres de hidroxietilcelulosa, metilcelulosa, metilhidroxipropilcelulosa, etilhidroxietilcelulosa, metiletilcelulosa o mezclas de estas sustancias. Aunque el éter de celulosa necesita ser soluble en agua para incrementar el espesamiento de la composición para recubrimiento, no necesita ser soluble en el liquido orgánico de alto punto de ebullición. Menos de aproximadamente 0.05% en peso del espesante será suficiente para espesar la composición, mientras más de aproximadamente 2% en peso de espesante en la composición puede conducir a elevadas viscosidades que producirán composiciones que difíciles de trabajar. Preferiblemente, para el mejor espesamiento sin viscosidad elevada nociva, la composición total deberá contener desde aproximadamente 0.2 hasta cerca de 1.2% en peso de espesante. Se deberá entender que aunque se contempla el uso de un espesante celulósico, y de esta manera el espesante puede ser referido en la presente como un espesante celulósico, algo del total del espesante puede ser otro ingrediente espesante. Otros agentes espesantes incluyen goma de xantano, espesantes asociativos, como los espesantes asociativos de uretano y espesantes asociativos no iónicos sin uretano, que son líquidos de alto punto de ebullición, comúnmente opacos, por ejemplo, hierven por encima de 100 °C. Otros espesantes adecuados incluyen arcillas modificadas como arcilla hectorita altamente beneficiada y arcilla mectita activada y orgánicamente modificada, aunque no es preferida. Cuando se usa espesante, por lo regular es el último ingrediente que se adiciona a la formulación.

El agente aglomerante silano es preferiblemente un silano órganof ncional que puede reducirse en agua. La organofuncionalidad puede ser representada por vinilo, metacriloxi y amino, pero es preferiblemente epoxi funcional para mejorar el funcionamiento del recubrimiento asi como la estabilidad de la composición. El agente generalmente contiene la funcionalidad Si(OCH3)3. Preferiblemente, el silano útil es un silano con función epoxi como beta- (3, -epoxiciclohexil) etiltrimetoxisilano, 4 (trimetoxisilil) butano-1, 2-epóxido o gama-glicidoxipropiltrimetioxisilano . Los detalles adicionales concernientes al agente aglomerante silano se explican a continuación.

Los sistemas para recubrimiento de la presente invención también pueden utilizar una composición inhibidora de la corrosión a base de hojuelas o partículas de una aleación de zinc dispersadas en un aglomerante adecuado. Las partículas metálicas preferidas son una aleación de zinc en hojuelas, u otra forma de partícula, generalmente comprenden al menos más de 50% en peso de zinc. La diferencia de la aleación es de esta manera menor de 50% en peso de aleación metálica no zinc. Para una aleación zinc/aluminio, el zinc ventajosamente comprende más de aproximadamente 80% en peso de zinc, con base en los metales, o a la inversa, menos de aproximadamente 20% en peso de aluminio, y preferiblemente mayor de aproximadamente 85% en peso de zinc, o menos de aproximadamente 15% en peso de aluminio. Para una aleación de zinc/estaño, con base en los metales, es ventajosamente menos de aproximadamente 70% en peso de zinc o, a la inversa, no más de aproximadamente 30% en peso de estaño. Considerando la resistencia a la corrosión de un substrato revestido, la aleación es preferentemente una aleación de zinc y aluminio en forma de hojuelas.

Preferentemente, para la producción económica de la aleación, la aleación de zinc deberá estar en forma de hojuela en una pasta. En la aleación de zinc, con aluminio en una pasta, el aluminio puede más ventajosamente estar presente en una cantidad más arriba hasta cerca de 8% en peso, con base en el peso de la pasta. Para balancear la resistencia a la corrosión del recubrimiento con la adhesión del recubrimiento, el aluminio preferiblemente no contribuye más de aproximadamente 5% en peso, con base en el peso de la pasta. El total de las hojuelas de aleación de zinc generalmente contribuyen desde 90 hasta 95% en peso o más de la pasta, con la diferencia el líquido de la pasta. La pasta de hojuelas de aleación puede contribuir con algo del líquido en menor cantidad, por ejemplo, dipropilenglicol o espíritus de mineral, o ' algo de líquido aún en cantidades de trazas, a la composición para recubrimiento. Se encontró que la pasta de hojuelas de aleación de zinc puede generalmente ser útil, junto con otros ingredientes de la composición para recubrimiento, para aquellas composiciones para recubrimiento que contengan partículas metálicas en forma de pasta. También se contempla que la hojuela de aleación especial puede ser útil cuando se prepara en forma seca. Tal pasta en forma seca puede, de esta manera, ser 99% en peso o más de hojuela de aleación.

También pueden ser útiles las aleaciones de zinc en forma de hojuelas a diferencia de la aleación de zinc y aluminio, o aleación de zinc y estaño. Estas incluyen zinc aleado con uno o más de magnesio, níquel, cobalto y manganeso. Una hojuela de aleación de tres metales representativa es la aleación de zinc-aluminio-magnesio. La pasta de aleación preferida para su uso' en la composición que inhibe la corrosión es STAPA 4ZnA17 hecha por Eckart- erke, que es una pasta de aleación de zinc y aluminio en forma de hojuela, comúnmente contiene desde aproximadamente 85 hasta cerca de 86% en peso de zinc, desde aproximadamente 4 hasta 8% en peso de aluminio y la diferencia desde aproximadamente 7 hasta cerca de 10% en peso de líquido de la pasta, todo con base en el 100% en peso de la pasta. Una pasta como esta que contiene desde aproximadamente 4 hasta 5% en peso de aluminio en la aleación también es de particular interés. En relación con el tamaño de partícula, la hojuela de aleación preferida de zinc y aluminio generalmente tiene un tamaño tal que cuando menos aproximadamente 50% en peso de las partículas de hojuela tendrán una dimensión máxima de menos de aproximadamente 13 micrones y preferiblemente tienen cuando menos aproximadamente 90% en peso de las partículas con una dimensión máxima de menos de aproximadamente 15 micrones. Por conveniencia, la diferencia no aleación de la pasta, es decir, la diferencia de aproximadamente 7 hasta cerca de 10% en peso, se menciona en la presente por conveniencia como el líquido de la pasta. Esto, sin embargo, se entiende que esta diferencia puede contener sustituyentes , como lubricantes usados en la elaboración de la pasta, que no están en forma líquida cuando la pasta se utiliza en la composición del recubrimiento.

Se entiende que la hojuela de aleación de zinc puede estar presente en una composición para recubrimiento con otros metales pulverulentos, que no están en forma de hojuela, por ejemplo, zinc, aluminio, aleación de aluminio, o mezclas de éstos en forma pulverulenta, no hojuela. De esta manera, este metal pulverulento no en forma de hojuela también puede estar en una forma no aleada. Tal metal en otra forma puede ser incorporado con la pasta, pero más comúnmente será mezclado generalmente en la composición para recubrimiento, aunque podría ser usado en ambos. Típicamente sólo cantidades menores de otro metal pulverulento como éste, no en forma de hojuela, estará presente en la composición para recubrimiento, y la incorporación de tal otro metal a menudo se evita. Por lo regular, el metal no hojuela puede estar en forma de polvo.

Aunque esta contemplado que la hojuela de aleación de zinc será útil en cualquier composición para recubrimiento en donde se utilizan partículas metálicas en un vehículo líquido (o "medio líquido") como se usa el término en la presente) para preparar un recubrimiento resistente a la corrosión, varias composiciones son de particular interés.

Además del metal particulado y el medio líquido, otro ingrediente necesario en estas composiciones es el silano, algunas veces mencionado en la presente como el "agente aglomerante silano". Para las composiciones inhibidoras de la corrosión mencionadas, éste puede incluir silano organofuncional, que pueda reducirse en agua. Para que se reduzca en agua, el silano se diluirá fácilmente con agua y de preferencia se diluirá completamente con agua. El silano útil para las composiciones de otro modo preferidas puede ser uno donde el silano deba tener un co-solvente presente cuando se reduce con agua, para prevenir la gelificación tras la reducción con agua, o para prevenir la formación de un precipitado. Por ejemplo, silanos tales como los silanos órganotrigidrocarbonoxi de la Patente US No. 4,218,354, incorporada en la presente como referencia, y como representante trimetiltrietoxisilaño, son útiles para otras de las composiciones reducibles con agua preferidas. Estos silanos deberán ser mezclados con un cosolvente y agua, por ejemplo, etilenglicol monoetiléter y agua. Para estos silanos, el silano y agua reaccionan de tal modo que sin el cosolvente, seria rápida la gelificación. En este sentido, los silanos que son útiles en las composiciones preferidas en la presente son silanos que pueden reducirse con agua, no gelificantes . Estos silanos generalmente constituyen casi desde 3% en peso hasta alrededor de 20% en peso del peso total de la composición. En estos silanos, la organofuncionalidad o funcionalidad orgánica puede estar representada por vinilo, por ejemplo, como en vinil trimetoxi o metacriloxi, silano, como en metacriloxipropil-trimetoxisilano, y amino, como en 3-amino-propil y metoxisilano, pero es preferible la fusión epoxi por el mejor desempeño del recubrimiento, asi como la estabilidad de la composición. Como se mencionó previamente, éstos generalmente contienen la funcionalidad -Si(OCH3)3 ó - Si (OCH2, CH2CH3) 3. Preferentemente, el silano útil en la composición reducible con agua preferido es un silano con funcionalidad epoxi, como el beta- (3, 4-epoxiciclohexil) etiltrimetoxi-silano, 4 (trimetoxisilil) butan-1, 2 epóxido ó gama glicidoxipropiltrimetoxisilano .

Un recubrimiento común de este tipo incluye la hojuela de aleación metálica de zinc y un constituyente sustancia sílice, algunas veces preferido en esto como una sustancia de sílice "aglomerante" como un sílice de sodio. El aglomerante dispersable en agua o soluble en agua también puede más ampliamente ser un sílice de metal alcalino, un éster de silicato orgánico, por ejemplo silicato de etilo o un sol de sílice coloidal o similares. Además, los silicatos de amonio orgánicos han sido revelados como aglomerantes. El uso de silicato de etilo o similares ha sido revelado en la patente Estadounidense No. 3,469,071 y la utilización de un silicato de amonio orgánico ha sido revelada en la patente Estadounidense No. 3,372,038. La mención de estas dos patentes en la presente se incorporado como referencia.

La cesionaria de la presente invención ofrece algunas composiciones resistentes a la corrosión disponibles en el comercio con las marcas registradas Dacromet® y Geomet®. Estas composiciones son preferidas para su uso en el sistema para recubrimiento multicapa de la presente invención. Dacromet® es un recubrimiento inorgánico a base de hojuelas de zinc y aluminio en un aglomerante inorgánico. Los grados específicos de Dacromet® incluyen Dacromet 320® que contiene compuestos orgánicos poco volátiles (VOC) ; Dacromet 320 LC® que es una formulación baja en cromo; Dacromet 500® que se basa en el uso de poli tetra fluoroetileno para proporcionar características de torque tensión consistentes; y Dacromet 320® HS que se ha formulado para proporcionar un recubrimiento pesado y relativamente espeso. Geomet® es una dispersión para recubrimiento acuoso que contiene hojuelas de zinc y aluminio, con un sistema aglomerante inorgánico. Geomet® esta formulado como un recubrimiento resistente a la corrosión, ambientalmente amigable, alternativo. Gemet® es a base de agua, bajo en VOC y puede estar libre de todos los metales tóxicos altamente regulados que incluyen cromo, níquel, cadmio, bario y plomo. También es muy importante que los productos Geomet® estén libres de fosfato. Esto puede ser de particular importancia para los usos de los sistemas para recubrimiento de la presente invención en aplicaciones sin fosfato. Los productos Dacromet® y Geomet® están disponibles de Metal Coatings Internacional, Inc. Chardon, Ohio, y también a través de numerosas licencias de éstos. Más descripciones para recubrimientos inhibidores de la corrosión están descritos en las Patentes Estadounidenses 3,907,608; 4,555,445; 4,645,445; 4,645,790; 4,891,268; 4,799,959; 5,006,597; 5,868,819; 6,270,884; y 6,361,872; todos los cuales están en esto incorporados por medio de la referencia.

Aunque un amplio conjunto de composiciones que inhiben la corrosión puede utilizarse en los sistemas para recubrimiento de la presente invención, generalmente se prefiere que las composiciones que inhiben la corrosión sean a base de agua. En consecuencia, generalmente se prefiere que tales composiciones sean seleccionada de la clase de composiciones Geomet®.

Las composiciones para recubrimiento en polvo son a base de resinas termoplásticas y termoestables . Estas resinas son incorporadas en la composición para recubrimiento en polvo y están en forma de partícula. Las partículas de resina polimérica generalmente se dispersan con un aglomerante adecuado como se conoce en la técnica. Para su uso como un recubrimiento en polvo, una resina deberá poseer ciertas características como baja viscosidad en el estado fundido, que proporciona una película continua y lisa; buena adhesión hacia el sustrato; buenas propiedades físicas cuando se cura adecuadamente, por ejemplo, mayor dureza y resistencia al impacto; buena resistencia química y al calor; y buena resistencia a la intemperie. La resina deberá permanecer estable en almacenamiento a casi 25 °C por cuando menos 6 meses y deberá poseer una temperatura de transición vitrea suficientemente mayor; Tg, para resistir la sinterización durante el almacenamiento.

Como recubrimiento en polvo, una resina termoplástica deberá fundirse y fluir a la temperatura de aplicación sin degradación significativa. Loa esfuerzos para mejorar las características de flujo del fundido de un polímero disminuyendo el peso molecular y plastificando o mezclando con una resina compatible de peso molecular menor puede dar como resultado en el recubrimiento aplicado una película blanda o una pobre resistencia al impacto. Los esfuerzos para mejorar el flujo de fundido aumentando la temperatura de aplicación se limitan por la estabilidad térmica del polímero. Si la temperatura de aplicación también es mayor, el recubrimiento muestra un importante cambio de color o evidencia de degradación calor. La mayoría de los recubrimientos en polvo termoplásticos se aplican entre cerca de 200 y 300°C, más allá de los limites de temperatura superiores generalmente considerados, pero el tiempo de aplicación es usualmente menor que aproximadamente 5 minutos . Los tipos de polímero preferidos se basan en poli (cloruro de vinilo) (PVC), plastificado, poliamidas, polietilenos, polipropilenos, fluoruros de poli (vinilideno) , y otros termoplásticos especiales. Las propiedades comunes de los polvos para recubrimiento termoplástico preferidos se dan en la tabla 1, indicada abajo.

Tabla 1 Propiedades para recnibriiniento y físicas de polvos termoplásticos poli (fluoruro de vinilideno).

Todos los recubrimientos en polvo PVC son generalmente formulaciones plastificadas .

Sin plastificantes, la resina PVC también es demasiado alta en viscosidad del fundido y no fluye suficientemente bajo la influencia de calor para formar una película continua. Las resinas del homopolíme o PVC polimerizadas a granel y en suspensión se usan casi exclusivamente en recubrimientos en polvo ya que el cloruro de vinilo-acetato de vinilo y otras resinas copclímeros tienen insuficiente estabilidad térmica. Una formulación para recubrimiento en polvo PVC mezclada en el estado fundido, común se da en la Tabla 2, proporcionada más abajo. La resina PVC grado-dispersión se adiciona en una operación de mezclado posterior para proporcionar características benéficas de fluidez. Aunque la mayor parte de los recubrimientos en polvo PVC se hacen por un proceso de mezclado en seco, las formulaciones de mezclado en el estado fundido se usan con desempeño superior, como en aplicaciones para exposición a la intemperie y si se requiere aislamiento eléctrico.

TABLA 2 Formulación de polvo para recubrimiento PVC mezclado en el estado fundido a n-octil n-decil fatalato, C26H42O4. b Pigmento/diluyente Los polvos para recubrimiento termoplástico basados en resinas poliamida han sido usados en procesos para recubrimiento por fusión. El nailon-11 ha sido usado casi exclusivamente. Sin embargo, en últimas fechas, los polvos para recubrimiento también se han utilizado basados en el nailon-12. Las propiedades de estas dos resinas son muy similares. El nailon-6 y nailon-6,6 generalmente no se utilizan debido a que sus viscosidades en el fundido son muy altas .

Los polvos de poliamida normalmente se preparan por procesos de mezclado en seco y mezclado en el fundido. En el último, la resina se muele hasta un polvo fino y los pigmentos se mezclan usando un mezclador de alta velocidad. Los polvos mezclados en el fundido tienen mayor brillo, por ejemplo, casi 70-90% en el medidor de brillo Gardner 60°, mientras los polvos mezclados en seco tienen un brillo en el intervalo de casi 40-70%. Debido a que los pigmentos no se dispersan en la resina en el proceso por mezclado en seco, debe usarse a muy bajas concentraciones, por lo regular a menos que 5%. Aún en formulaciones de mezclado en el fundido, la concentración de pigmento y rellenos rara vez excede alrededor de 30%.

Los polvos para recubrimiento termoplástico basados en polietileno y polipropileno han estado disponibles por muchos años, pero han alcanzado limitado éxito comercial. Un primer problema en el uso de polvos para recubrimiento a base de poliolefinas es la pobre adhesión al metal o a un recubrimiento metálico. Los polvos de poliolefina modificados que han sido revelados en la técnica en la que un anhídrido o ácido carboxílico no saturado es injertado sobre el esqueleto de una resina poliolefina, solamente con otros modificadores para mejorar la adhesión. También han sido desarrollados recubrimientos multicapa que tienen una capa intermedia de resina epoxi y poliolefinas modificadas.

Los recubrimientos arquitectónicos basados en poli (fluoruro de vinilideno) (PVDF) y aplicados como dispersiones en solventes orgánicos han estado disponibles y usados exitosamente por muchos años . Debido a la reducción significativa en los compuestos orgánicos volátiles (VOC) ordenados por la reciente legislación, se han hecho esfuerzos para desarrollar polvos para recubrimiento basados en resina PVDF. Los polímeros acrílico termoplásticos se usan como una resina modificante para mejorar el flujo, humectación de pigmento, y la adhesión. También se han revelado polvos para recubrimiento termoestables basados en resinas fluoro polímero con función hidroxi reticuladas con isocianatos bloqueados.

Están disponibles algunos otros polvos para recubrimiento termoplástico . Estos polvos están basados en polímeros especiales como " etileno-clorotrifluoroetileno (E-CTFE) , poli (sulfuro de fenileno) (PPS) , y copolímeros de tetrafluoroetileno-etileno . Tales polvos se usan en aplicaciones funcionales donde se necesita resistencia a la corrosión y elevadas temperaturas .

Los polvos para recubrimiento termoestables, con menores excepciones, se basan en resinas que se curan por reacción de adición. Las resinas termoestables son más versátiles que las resinas termoplásticos . Muchos tipos de estas resinas están disponibles en variaciones de rangos de peso molecular y tienen diferentes grupos funcionales. Están disponibles numerosos agentes de unión reticulada. Y asi, pueden modificarse las propiedades de la película aplicada. Adicionalmente, las resinas poseen una viscosidad de fundido baja durante la aplicación permitiendo la formación de películas delgadas . Y la adición de pigmentos y rellenos requeridos para alcanzar la opacidad en las películas delgadas puede ser incorporada sin afectar el flujo adversamente. Además, el brillo, texturas, y efectos especiales pueden ser producidos modificando el mecanismo de curado o a través del uso de aditivos. Además, los costos de elaboración de tales resinas son generalmente menores debido a que la combinación se lleva a cabo a bajas temperaturas y las resinas son friables y pueden ser molidas hasta un polvo fino sin usar técnicas criogénicas.

Las propiedades de varios polvos para recubrimiento termoestables preferidos están dados en la Tabla 3, más abajo. El peso molecular, o la temperatura de transición vitrea, Tg, de las resinas termoestables de polvos para recubrimiento deberán ser bastante mayores para prevenir la aglutinación o fusión de las partículas individuales durante la transportación y almacenamiento. La mínima Tg, requerida es en el intervalo de aproximadamente 40-50 °C y preferiblemente cerca de 50°C. las resinas epoxi, debido a su esqueleto aromático, tienen la Tg requerida en un peso molecular relativamente menor y corresponden a una viscosidad de fundido baja. Sin embargo, otras resinas termoestables requieren algunos comonomeros lineales para alcanzar flexibilidad. Esto da como resultado una Tg menor y deben usarse resinas de peso molecular mayor. De esta manera, en un rango equivalente de Tg, las resinas poliéster tienen una viscosidad del fundido de aproximadamente 4000 hasta cerca de 9000 mPas (por ejemplo cP) a 200 °C o cerca de 2 hasta 10 veces la de una resina epoxi. Cuando se incrementan los volúmenes de pigmento y material de relleno, la diferencia en el flujo se vuelve aún más pronunciada. Por lo tanto, se han hecho considerables esfuerzos para desarrollar resinas que proporcionen un terminado uniforme y buena estabilidad en el almacenamiento, propiedades físicas y respuesta al curado .

Tabla 3 Propiedades para recubrimiento y físicas de los polvos termoestables a isocianato bloqueado con función hidroxi curado. b TGIC (triglicilo isocianurato) curado. c los valores se dan a 160-200°C, a menos de que se indique de otra manera . d a 240-135°C. s se da el valor máximo. f se refiere al mayor grado de dureza del plomo a la cual el recubrimiento puede ser arañado.

Además de la resina y agentes de curado o endurecedores , una variedad de otros ingredientes son comúnmente usados en formulaciones de polvo para recubrimiento. Los catalizadores y aceleradores se usan para modificar la velocidad de reacción y características del curado. Los aditivos para el control del flujo se emplean para prevenir la formación de cráteres y promover la nivelación de la película de polímero fundido y la humectación del substrato. Los tipos más ampliamente usados son polímeros de peso molecular bajo de acrilato de butilo y copolímeros de acrilato de etilo y acrilato de 2-etilhexilo . Las resinas termoplásticas tales como benzoina son algunas veces usadas para auxiliar en la liberación de burbujas de la película fundida.

Los agentes de deslustrantes o mate se emplean para controlar el brillo, que depende de la lisura superficial microscópica. De esta manera, los materiales que rompen la lisura superficial por incompatibilidad, como polipropileno, pueden usarse para controlar el brillo. Ciertos materiales de relleno como carbonato de calcio de grado cuarzo y algunos silicatos también se usan para modificar el brillo, usualmente en combinación con otras técnicas. Los agentes de curado que tienen muchas reactividades diferentes hacen que se presente una segunda etapa de polimerización, resultando en brillo reducido. El mezclado de polvo de reatividades variantes (tiempo de gelificación) también resulta en una reducción del brillo de la película final, aunque este efecto no siempre es deseado.

Los colorantes se usan en la mayoría de las formulaciones para recubrimiento en polvo. Negro de humo, dióxido de titanio, óxidos de hierro y otros pigmentos inorgánicos se emplean extensamente. Otros pigmentos orgánicos también se usan en recubrimientos en polvo. Sin embargo, debido a su gran área superficial y características tixotrópicas, los pigmentos orgánicos no pueden usarse a niveles mayores, por ejemplo, mayor que aproximadamente 10%, sin dar excesiva piel de naranja. Los materiales de relleno como carbonato de calcio, sulfato de bario precipitado, sulfato de bario y varios silicatos se usan para modificar el brillo, dureza, permeabilidad y otras características de la película para recubrimiento. Las poliolefinas, fluorocarbonos y ceras se usan para modificar las características de deslizamiento y daño de la película.

Un amplio conjunto de composiciones para recubrimiento en polvo termoestables pueden ser utilizadas en los sistemas para recubrimiento de la presente invención. Los tipos preferidos de composiciones para recubrimiento en polvo incluyen, pero no se limitan a polvos híbridos de epoxipoliéter, polvos para recubrimiento epoxi; polvos poliéster-TGIC, polvos poliéster uretano, polvos de resina poliéster no saturada, y polvos de resina acrílica. Cada uno de estos tipos para recubrimientos en polvo es descrito en mayor detalle en la presente.

Los polvos para recubrimiento termoestables basados en resinas epoxi, Ci5H16C>2 · (C3H5CIO) x, se han usado más tiempo en procesos para recubrimiento en polvo y vendidos en mayor volumen que cualquier otra clase de resina. Los polvos epóxicos iniciales basados en agentes de curado latente tales como diciandiamida C2H4N4, frecuentemente acelerados usando aminas terciarias o imidazoles, donde el curado lento hasta medio rápido tienen un ciclo de curado típico de aproximadamente 20 hasta cerca de 30 minutos a 200 °C. Con modificaciones, algunos de estos polvos se usan en aplicaciones de varillas de embarcaciones y aislamiento de núcleos de motor y recubrimientos resistentes a la corrosión donde su excelente desempeño por largos periodos de tiempo ha sido bien documentado. Sin embargo, el proyecto de polvos de pulverización electrostática se dejo para polvos para recubrimiento de curado rápido que tienen mejor flujo y diseñados principalmente para aplicaciones decorativas.

Los polvos epóxicos decorativos se usan en una amplia variedad de aplicaciones, como para fijación ligera, equipo de jardín, máquinas de limpieza de pisos, gabinetes de controles de motor y para otros artículos automotivos bajo campana.

Con frecuencia se usan resinas del tipo "3", es decir con peso equivalente de epóxido (EEW) de cerca de 650 hasta casi 750. Las resinas en este rango de peso molecular tienen la menor viscosidad en el fundido (flujo mayor) en comparación con una Tg bastante alta para prevenir la siterización del polvo bajo más condiciones de almacenamiento. Las resinas epóxicas del tipo 4 (EEW alrededor de 750 hasta cerca de 900) se usan con más frecuencia en aplicaciones funcionales tales como para aislamiento eléctrico donde se usan recubrimientos gruesos y es necesario un mayor grado de cobertura de bordes. Las resinas de peso equivalente aun mayor algunas veces se usan para mejorar la flexibilidad u otros requerimientos especiales.

Las resinas epóxicas reaccionan con agentes de curado con función ácida para producir un recubrimiento que tenga muchas propiedades deseables. Por muchos años, los polvos para recubrimiento basados en resinas epóxicas curados usando anhídrido trimelítico (???) fueron usados para aplicaciones decorativas y funcionales. Sin embargo, como las características irritantes y sensibilizantes de TMA se han vuelto más ampliamente reconocidas, este sistema se vuelve menos popular.

Se conoce una serie de resinas de poliéster saturado con función ácida, específicamente diseñadas para curar usando resina epóxica bisfenol A. estas resinas tienen un índice de acidez entre aproximadamente 35 y 75 (esto corresponde a un peso equivalente ácido de aproximadamente 750 hasta cerca de 1600), son relativamente lineales y se usan en una relación estequiométrica de aproximadamente 1:1 epóxido : oliéster . Las propiedades de estos híbridos poliéster-epóxido son similares a las de un epóxido lineal, pero difieren en varios aspectos. La mayoría de los agentes de curado epóxico contienen compuestos de nitrógeno que decoloran en calentamiento prolongado. Debido a la reticulación, la densidad para recubrimientos híbridos es generalmente menor que para epóxidos lineales, los polvos para recubrimiento híbrido son inferiores en dureza y resistencia al solvente. Estos también son algo inferiores en resistencia a la corrosión y pulverización con sal. Las resinas poliéster, que tienen una viscosidad de fundido mayor que las resinas epóxicas, causan los híbridos que tienen más piel de naranja que las formulaciones epóxicas, especialmente en las relaciones poliéster-epóxido mayores.

La velocidad de reacción entre los grupos carboxilo terminales de el poliéster y los grupos epóxido de las resinas epóxicas son generalmente muy lentas requiriendo un catalizador para obtener un tiempo de horneado practico. Los catalizadores son frecuentemente mezclados con la resina poliéster por el fabricante de la resina. El catalizador ideal deberá mostrar buena reactividad en la temperatura ce horneado deseada, por ejemplo casi 140 °C, mientras proporcionan buen flujo y estabilidad en los anaqueles. Las aminas terciarias, ácidos ámicos y compuestos de fosfonio cuaternarios son catalizadores efectivos para la reacción carbonilo-epóxido .

Los híbridos epóxido-poliéster son un poco mejores que los epóxidos lineales en la retención del brillo en la exposición al exterior pero no son recomendados para aplicaciones al exterior en muchos casos. Para la mayor parte, las aplicaciones de los híbridos son las mismas que aquellas para los epóxidos decorativos.

Una clase principal para recubrimientos en polvo durables al exterior esta basada en resinas poliéster saturadas con función ácida curadas usando triglicidilisocianurato (TGIC) . Las resinas poliéster con función ácida usadas en los polvos para recubrimiento TGIC-curadas son similares a aquellas usadas en híbridos poliéster epóxido. Sin embargo, las resinas TGIC-curadas tienen un mayor peso equivalente, típicamente en el rango de casi 1600 hasta cerca de 1900. Por lo tanto, más resinas se usan a una relación de resina para TGIC de 93:7. Las resinas con función ácida son normalmente preparadas por un proceso de 2 pasos. La reacción de exceso de poliol y ácido dibásico es seguida por esterificación de la resina con terminación hidroxilo usando ácidos dibásicos o anhídridos. Esta técnica produce una resina donde los grupos funcionales están al final de la molécula, más bien ocurriendo al azar a lo largo de la cadena polimérica. También es posible preparar poliésteres terminados en grupo carboxilo en un proceso de un paso. Las resinas de Tg mayor parecen ser más resistentes a la hidrólisis, que también contribuye a degradar la película en exposición al exterior. La reactividad, flujo, y propiedades físicas son dirigidas por el uso de catalizadores específicos y control de estructura molecular.

Los recubrimientos en polvo basados en poliésteres TGIC curados tienen excelentes propiedades físicas y flexibilidad, buena resistencia al cambio de color en el horno, y generalmente buen balance total de propiedades. Sin embargo, TGIC han mostrado actividad mutagénica. Otros agentes de curado que han sido revisados. Entre los más prometedores están los agentes de curado hidroxialquilamida . Ya que estos agentes y resinas con función ácida reaccionan por medio de una reacción de condensación, se han observado problemas de imperfecciones superficiales que resultan de los volátiles generados en recubrimientos donde el espesor excede aproximadamente 75-80 .m. Los recubrimientos en polvo basados en esta tecnología no han obtenido importante éxito comercial.

La búsqueda por recubrimientos en polvo durables al exterior condujo a tecnologías basadas en resinas poliéster con función hidroxilo. Los primeros agentes de curado evaluados fueron basados en resinas melamina-formaldehído, tales como hexa (metoximetil)melamina (HMMM) , que son ampliamente utilizados como agentes de curado en sistemas de pintura convencionales. Los recubrimientos en polvo basados en esta química sufren varias limitaciones. La resina melamina reduce la ?s de polvo para recubrimiento hasta el punto donde el polvo sinteriza durante el almacenamiento, especialmente a temperaturas elevadas . Y el metanol generado durante el proceso de curado se atrapa en la película, especialmente a espesores por arriba de 50 .m, resultando en una superficie escarchada o visualmente no uniforme, los agentes de curados basados en poliisocianatos bloqueados con caprolactama (qv) dan una combinación sobresaliente de propiedades en la película final. Debido a que la reacción no bloqueante no comienza a ocurrir hasta casi 160 °C, el polvo tiene una probabilidad de fluir y dar una película fluida y uniforme antes de cualquier reticulación substancial. Además, no todas las caprolactamas presentes desprenden gases durante la reacción de- curado. Algunos remanentes en la película, aparentemente actúan como un plastificador para que los poliésteres de uretano produzcan una película más uniforme, más libre de piel de naranja que los poliésteres TGIC.

Las resinas poliéster usadas en esta tecnología por lo regular se basan en ácido tereftálico, CgHO, o ácido isoftálico, C8H6C>4 , neopentil glicol, C5H12O2, y usando anhídrido trimelítico ramificado. Los agentes de curado más comúnmente usados son productos de adición de isoforona diisocianatos (IPDI) , 012?18 2?2, y polioles de peso molecular bajo, bloqueados con caprolactama. También pueden usarse otros aductos de isocianato cicloalifático o alif tico bloqueados con caprolactama. Los isocianatos aromáticos bloqueados con caprolactama tales como diisocianato tolueno, C9H6N2O2, también se usan, pero dan como resultado recubrimientos que tienen durabilidad limitada en exteriores. Se usan en su mayor parte las resinas poliéster que tienen un índice de acidez de 40 a cerca de 50 (peso equivalente de casi 1100 hasta cerca de 1400), pero las resinas altamente ramificadas de pesos equivalentes tan bajo como 200 están disponibles, las cuales pueden ser mezcladas con estas resinas para producir recubrimientos con excepcionalmente mayor dureza y sobresaliente resistencia a las manchas, solventes y químicos .

La inquietud ambiental acerca de los gases desprendidos de caprolactama de polvos para recubrimiento poliéster uretano durante el curado ha llevado a investigar el uso de derivados de Tg mayor, como tetrametoxiglicolurilo y condensados de peso molecular mayor. El objetivo es reducir el grado de funcionalidad de los derivados metilalcoxi y de esta manera reducir la condensación de volátiles, e incrementar la Tg para mejorar las características de almacenamiento y manejo.

La retención de brillo sobre la exposición al exterior para los poliésteres de uretano es totalmente similar a los recubrimientos basados en poliésteres curados con PGIC. En adición al esqueleto polimérico de la misma resina, la durabilidad exterior esta influenciada por las variables de formulación, tales como el sistema de control de brillo usado y color.

Una clase especial de polvos para recubrimiento esta basada en resinas poliéster no saturadas. Estas son utilizadas en el troquelado de metal unido tal como compuestos moldeados en hoja (SMC) y compuestos moldeados a granel (MBC) , donde el molde es cubierto con el polvo antes de colocar la carga de resina en el molde. El polvo funde y fluye sobre la superficie del molde, y entonces el molde es cerrado, el polvo reacciona con el compuesto moldeado formando un recubrimiento sobre la parte moldeada. Este proceso es conocido generalmente como un recubrimiento en molde. Los polvos de resina poliéster no saturado pueden proporcionar una superficie moldeada exterior terminada y coloreada o una terminada lista para pintar. En adición a las resinas poliéster no saturadas, monómeros no saturados multifuncionales como trialilcianurato (TAC) o dialilftalato (DAP) , iniciadores peróxido adecuados o mezclas de éstos, y agentes liberadores de molde se usan para formular el polvo para recubrimiento.

Los polvos para recubrimiento basados en resinas acrilicas han estado disponibles en Europa y los Estados Unidos desde los comienzos de 1970, pero nunca han alcanzado importante éxito comercial. El proyecto de polvos para recubrimiento acrílico para capas de pintura final automotiva, donde las resinas acrilicas tienen una gran historia de exitoso desempeño, se continua. Entre los obstáculos para la aceptación para recubrimientos en polvo para capa de pintura final automotiva es la inhabilidad para cambios de color en forma rápida y económica. Se están desarrollando capas transparentes a base de acrílico.

Los polvos para recubrimiento acrílico que han alcanzado algún éxito en Japón utilizan resinas que tienen función metacrilato curada con ácidos dicarboxílicos C10-C12. También han sido reportados polvos para recubrimiento poliéster-acrílico híbridos en los que una resina poliéster con función ácida co-reacciona con un polímero acrilico que contiene glicidilo. Las resinas acrilica con función hidroxilo curadas con isocianatos bloqueados también han estado disponibles por muchos años en los Estados Unidos y alcanzaron algún éxito comercial como acabados electrodomésticos.

Los recubrimientos en polvo para uso en sistemas para recubrimiento multicapa de la presente invención pueden ser aplicados por una variedad de técnicas. Comúnmente, tales recubrimientos son aplicados por recubrimiento por pulverización, inmersión o exposición a un lecho fluidificado, o por estrategia de pulverización electrostática. Para ciertos recubrimientos en polvo termoplásticos, pueden ser usadas técnicas de pulverización a la flama.

Aunque los sistemas para recubrimiento de la presente invención han sido descritos como que comprenden preferiblemente una primera capa que inhibe la corrosión y una capa de capa superior en polvo dispuesta sobre la capa base, se debe entender que la invención abarca el uso de una o más capas adicionales en cualquier ubicación dentro del sistema resultante. Por ejemplo, el sistema para recubrimiento de la presente invención incluye el uso de una capa de otro agente o material entre el substrato por ser cubierto y la capa que inhibe la corrosión, entre la capa que inhibe la corrosión y la capa para recubrimiento en polvo, y/o dispuesta sobre la capa para recubrimiento en polvo. Además, esta adicionalmente contemplado que el sistema para recubrimiento de la presente invención incluye el uso de capas múltiples de cualquiera de los dos o ambos materiales que inhiben la corrosión y el material para recubrimiento en polvo. Además, esta previsto que la presente invención incluye sistemas para recubrimiento en los cuales se usan otros tipos para recubrimientos o capas .

Un amplio conjunto de partes y componentes industriales pueden recibir el sistema para recubrimiento multicapa de la presente invención. Los componentes de vehículo son particularmente bien adecuados para ser revestidos como se describió en la presente. Los accesorios de vehículo tales como armaduras de remolque también son candidatos preferidos para la presente invención.

Experimentación Se realizadas una serie de pruebas en las cuales varios paneles metálicos fueron cubiertos con algunos sistemas para recubrimiento de acuerdo con la presente invención y fueron comparados con otros paneles recubiertos .

Los paneles y partes de prueba fueron cubiertos con Dacromet® o Geomet® y luego se aplicó una capa transparente como se indica más abajo en la Tabla 4. En esta primera serie de pruebas, varios parámetros y combinaciones de materiales fueron cambiados para identificar la calidad de adhesión mejorada de los sistemas para recubrimiento a los substratos metálicos. Todos los paneles metálicos fueron desgastados alcalinamente, frotados, enjuagados y secados antes de la aplicación de los recubrimientos Dacromet® o Gemet®. El peso y espesor para recubrimiento para ambos tipos para recubrimientos se muestran en la Tabla 4 de abajo.

Específicamente, la mitad de los paneles metálicos fueron recubiertos con Dacromet® 320LV. Los paneles metálicos remanentes fueron cubiertos con una capa de Geomet®. Fue aplicada una capa clara para recubrimiento a 13 de los paneles revestidos con Dacromet® 320 LV. Y, fue aplicada una capa clara para recubrimiento a 13 paneles revestidos de Geomet®. La aplicación y parámetros de curado fue como sigue: Geomet® fue aplicado a los paneles a 2 pulgadas por minuto de descarga y a 65°C (150 °F) durante 10 minutos. El curado se realizó a 315 °C (600°F) durante 30 minutos. El 320 LV fue aplicado a paneles a 4 pulgadas por minuto de descarga y a 65°C (150°F) durante 10 minutos. El curado se realizó a 315°C (600°F) durante 20 minutos. La capa superior MRP fue aplicada a todos los paneles a 2 pulgadas por minuto de descarga y a 17 °C (350 °F) por 15 minutos .

Tabla 4 Peso y espesor para recubrimiento Panel Capa base/peso Espesor capa Peso recubrimiento recubrimiento (g/m2) base (mieras) capa clara (g/m2) 1 Geomet®/25.7 8.1 N/A 2 Geomet®/27.6 8.7 N/A 3 Geomet®/26.7 8.4 N/A 4 Geomet®/26.9 8.4 N/A 5 Geomet®/26.2 8.2 N/A 6 Geomet®/24.7 7.7 N/A 7 Geomet®/25 7.8 N/A 8 Geomet®/25.9 8.1 N/A 9 Geomet®/24.5 7.7 N/A 10 Geomet®/25 7.8 N/A 11 Geomet®/23.8 7.5 4.6 12 Geomet®/2 .7 7.7 N/A 13 Geomet®/2 .2 7.6 N/A 14 Geomet®/23.8 7.5 3.6 15 Geomet®/23 7.2 3.9 16 Geomet®/22.6 7.1 3.9 17 Geomet®/23.3 7.3 3.6 18 Geomet®/22.8 7.1 4.6 19 Geomet®/22.1 6.5 4.8 Tabla 4 (continuación) Fueron aplicados varios grados de capa en polvo a los paneles revestidos previamente descritos . Todas las composiciones de capa en polvo fueron obtenidas de Ferro Corporation, Cleveland, Ohio, bajo los siguientes diseños: VP-346 poliéster negro de brillo bajo VP-1389 poliéster negro de brillo alto 6B123 poliéster negro de brillo alto VE-309 epoxi negro de brillo alto VE-1383-F epoxi negro de brillo medio VA-2345 acrilico negro de brillo alto Todas estas composiciones para recubrimiento en polvo para la parte inferior de carrocerías y para exteriores.

Después del recubrimiento y apropiado secado y curado, se describe abajo en tabla 5, los sistemas para recubrimiento resultantes fueron sometidos a pruebas de adhesión de acuerdo con ASTM- D-3359, método B. Los varios paneles recubiertos fueron comparados con paneles recubiertos con el recubrimiento fosfato Bonderite® comercialmente disponible.

Tabla 5 Sustratos Geomet® y Dacromet® 320LV Adhesión de los recubrimientos en polvo automotivos Revestim. Panel Tipo sustrato Antes Espesor Sasifio. Clasif. en polvo No. . horneado película revest. , 1 adhesión (mils) VP-346 Bonderite Ninguno 2.7-2.8 Ninguna 5B VP-3 6 30 Dacromet® 320LV Ninguno 2.5-2.7 Ninguna 0B VP-346 5 Geomet® Ninguno 2.7-2.7 Ninguna 4D VP-346 47 Dacromet® 320LV Ninguno 2.7-2.8 Ninguna 0B + Clear VP-346 15 Geomet® + Clear Ninguno 2.6-2.8 Ninguna IB VP-1389 Bonderite 1000 Ninguno 2.4-2.6 Ninguna 5B VP-1389 29 Dacromet® 320LV 5'@ 190°C 2.4-2.6 Leve 4B VP-1389 3 Geomet® 5'@ 190°C 2.5-2.7 Moderada 5B VP-1389 26 Dacromet® 320LV 5'@ 190°C 2.5-2.7 Leve IB + Clear VP-1389 16 Geomet® + Clear 5'@ 190°C 2.5-2.6 Leve 5B 6B123 Bonderite 1000 Ninguno 2.5-2.6 Ninguna 5B 6B123 36 Dacromet® 320LV 5'@ 190°C 2.7-2.7 Ninguna IB 6B123 4 Geomet® 5'@ 190°C 2.5-2.7 Moderada 5B 6B123 40 Dacromet® 320LV 5'@ 190°C 2.6-2.8 Moderada 0B + Clear 6B123 20 Geomet® + Clear "5'@ 190°C 2.6-2.7 Moderada 4B VE-309 Bondsrite 1000 Ninguno 2.7-2.8 Ninguna 5B VE-309 43 Dacromet® 320LV Ninguno 2.7-2.9 Leve OB VE-309 1 Geomet® Ninguno 2.7-2.8 Moderada 5B VE-309 38 Dacromet® 320LV Ninguno 2.8-2.8 Grave 0B + Clear VE-309 21 Geomet® + Clear Ninguno 2.7-2.8 Moderada OB VE-1383-F Bonderite 1000 Ninguno 2.7-3.0 Ninguna 5B VE-1383-F 42 Dacromet® 320LV 5'@ 190°C 2.6-2.8 Leve 0B VE-1383-F 9 Geomet® 5'@ 190°C 2.8-2.9 Moderada 3B VE-1383-F 46 Dacromet® 320LV 5'@ 190°C 2.4-2.8 Leve 0B + Clear VE-1383-F 24 Geomet® + Clear 5'@ 190°C 2.7-2.8 Leve 0B VA-2345 Bonderite 1000 Ninguno 2.5-2.7 Ninguna 5B VA-2345 50 Dacromet® 320LV 5'@ 190°C 2.5-2.7 Leve 0B VA-2345 12 Geomet® 5'@ 190"C 2.5-2.6 Moderada IB VA-2345 44 Dacromet® 320LV 5'@ 190°C 2.6-2.7 Leve 0B + Clear VA-2345 18 Geomet® + Clear 5'@ 190°C 2.5-2.8 Leve IB El modo de falla es algunas veces difícil de percibir pero la mayor pérdida de adhesión parece ser para el acero. El prehorneado de los substratos Geomet® y Dacromet® fue iniciado después de severa gasificación con VE-309. Los recubrimientos epoxídicos fueron curados durante 15 minutos a 149°C (300°F) . Todos los otros recubrimientos se curaron por 15 minutos a 190°C (375°F) .

Generalmente, los paneles de acuerdo con la presente invención muestran superior desempeño sobre los paneles cubiertos con los recubrimientos de fosfato Bonderite® comercialmente disponibles.

La anterior descripción es, a la fecha, considerada las modalidades preferidas de la presente invención. Sin embargo, esta contemplado que varios cambios y modificaciones aparentes por aquellos expertos en la técnica, pueden hacerse sin apartarse de la presente invención. Por lo tanto, la descripción anterior tiene la intención de cubrir todos tales cambios y modificaciones incluidos dentro del espíritu y alcance de la presente invención, incluyendo todos los aspectos equivalentes.

Claims (19)

1. REIVINDICACIONES Un sistema para recubrimiento anti-corrosión que comprende: una primera capa formada por una composición que inhibe la corrosión que comprende partículas metálicas líquido orgánico, espesante, y un agente aglomerante silano; y una segunda capa dispuesta sobre la primera capa, la segunda capa formada por una composición para recubrimiento en polvo. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 1 en donde las partículas metálicas se seleccionan del grupo que consiste en: aluminio, manganeso, cadmio, níquel, acero inoxidable, estaño, aleaciones de hierro, magnesio, zinc finamente divido y combinaciones de éstos. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 2 en donde las partículas metálicas es zinc. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 1 en donde la composición para recubrimiento en polvo comprende una resina termoplástica . El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 4, en donde la resina termoplástica se selecciona del grupo que consiste en: policloruros de vinilo, poliamidas, polietilenos, polipropilenos, fluoruros de poli (vinilideno) , y combinaciones de éstos. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 1, en donde la composición para recubrimiento en polvo comprende una resina termoestable . El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 6, en donde la resina termoestable se selecciona del grupo que consiste en: epóxidos, epóxipoliéster, poliéster-TGIC, poliésteres de uretano, poliésteres no saturados, acrilicos y combinaciones de éstos. Un sistema para recubrimiento anti-corrosión que comprende : una primera capa formada por una composición que incluye hojuelas de zinc y hojuela de alúmina dispersadas en un aglutinante; y una segunda capa dispuesta sobre la primera capa, la segunda capa formada por una composición para recubrimiento en polvo. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 8, en donde la composición para recubrimiento en polvo comprende una resina termoplástica . El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 9, en donde la resina termoplástica se selecciona del grupo que consiste en: poli cloruros de vinilo, poliamidas, polietilenos, polipropilenos, fluoruros de poli (vinilideno) , y combinaciones de éstos. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 8, donde la composición para recubrimiento en polvo comprende una resina termoestable . El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 11, donde la resina termoestable se selecciona del grupo que consiste en: epóxidos, epóxipoliésteres, poliéster-TGIC, poliésteres uretano, poliésteres no saturados, acrilicos y combinaciones de éstos. Un sistema para recubrimiento anticorrosión que comprende : una primera capa formada de una composición que comprende aleación de zinc en forma de partícula que comprende más de 50% en peso de zinc y menos de 50% en peso de aleación metálica no zinc; y una segunda capa dispuesta sobre la primera capa, la segunda capa formada por una composición para recubrimiento en polvo. El sistema para recubrimiento de la reivindicación 13, donde la aleación de zinc esta en forma de hojuelas y es zinc aleado con cuando menos un metal seleccionado del grupo que consiste en: aluminio, estaño, magnesio, níquel, cobalto, manganeso, y combinaciones de éstos. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 13, en donde la composición para recubrimiento en polvo comprende una resina termoplástica . El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 15, en donde la resina termoplástica se selecciona del grupo que consiste en: poli cloruros de vinilo, poliamidas, polietilenos, polipropilenos, fluoruros de poli (vinilideno) , y combinaciones de éstos. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 13, donde la composición para recubrimiento en polvo comprende una resina termoestable. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 17, donde la resina termoestable se selecciona del grupo que consiste en: epóxidos, epoxipoliésteres, poliéster-TGIC, poliésteres uretano, poliésteres no saturados, acrilicos y combinaciones de éstos. 19. Un sistema para recubrimiento anticorrosión que comprende : una primera capa formada por una composición que comprende (A) medio liquido, (B) aleación de zinc en forma de partícula que comprende más de 50% en peso de zinc y menos de 50% en peso de aleación metálica no zinc y (C) agente aglutinante silano; y una segunda capa dispuesta sobre la primera capa, la segunda capa formada por una composición para recubrimiento en polvo.- El sistema para recubrimiento de la reivindicación 19, en donde la aleación de zinc esta en forma de hojuelas y es zinc aleado con cuando menos un metal seleccionado del grupo que consiste en: aluminio, estaño, magnesio, níquel, cobalto, manganeso y combinaciones de éstos. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 19, donde la composición para recubrimiento en polvo comprende una resina termoplástica . El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 21, donde la resina termoplástica se selecciona del grupo que consiste en: cloruros de polivinilo, poliamidas, polietilenos, polipropilenos, fluoruros de poli ( inilideno ) , y combinaciones de éstos. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 19, donde la composición para recubrimiento en polvo comprende una resina termoestable . El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 23, donde la resina termoestable se selecciona del grupo que consiste en: epóxidos, epoxipoliésteres, poliéster-TGIC, poliésteres uretano, poliésteres no saturados, acrilicos y combinaciones de éstos. Un sistema para recubrimiento anticorrosión que comprende : una primera capa formada de una composición que comprende (A) medio liquido, (B) aleación de zinc en forma de partícula que comprende más de 50% en peso de zinc y menos de 50% en peso de aleación metálica no zinc y (C) uno o más de una sustancia de sílice dispersable en agua y soluble en agua; y una segunda capa dispuesta sobre la primera capa, la segunda capa formada por una composición para recubrimiento en polvo. El sistema para recubrimiento de la reivindicación 25, donde la aleación metálica esta en forma de hojuelas y es zinc aleado con cuando menos un metal seleccionado del grupo que consiste en: aluminio, estaño, magnesio, níquel, cobalto, manganeso, y combinaciones de éstos. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 25, donde la composición para recubrimiento en polvo comprende una resina termoplástica . El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 27, donde la resina termoplástica se selecciona del grupo que consiste en: cloruros de polivinilo, poliamidas, polietilenos, polipropilenos, fluoruros de poli (vinilideno) , y combinaciones de éstos. El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 25, donde la composición para recubrimiento en polvo comprende una resina termoestable . El sistema para recubrimiento anticorrosión de la reivindicación 29, donde la resina termoestable se selecciona del grupo que consiste en: epóxidos, epoxipoliésteres, poliéster-TGIC, poliésteres uretano, poliésteres no saturados, acrilicos y combinaciones de éstos.