MXPA99007561A - Composicion de revestimiento teñida en forma de polvo - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una masa de revestimiento en polvo teñida que contiene partículas globulares con un tamaño de partícula promedio de<40æm, de dos o más combinaciones de color diferentes, en donde por lo menos las partículas de una combinación de color están teñidas y las partículas de la otra combinación son incoloras;las partículas utilizadas para la mezcla tienen una distribución de tamaño de partícula monomodal con un intervalo (d9O-d10/d5O) de<2.5;la masa de revestimiento en polvo también puede fundirse en un revestimiento continuo a temperaturas de<200§C, en donde las diferencias de color en el revestimiento endurecido, que provienen de las partículas con tinción diferente, no pueden distinguirse por el ojo humano;de preferencia, el tamaño de partícula promedio (d5O) de las partículas globulares estáen la escala de 40æm->10æm;la masa de revestimiento descrita en la invención permite la producción de un revestimiento con grosor de<50æm.

Description

COMPOSICIÓN DE REVESTIMIENTO TEÑIDA EN FORMA DE POLVO MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se refiere a las composiciones de revestimiento pulverulento teñidas que comprenden partículas esféricas que tienen un tamaño promedio de partícula de < 40 µm y una distribución de tamaño de partícula monomodal con un intervalo (d90-d10/d50) de < 2.5. Las nuevas composiciones de revestimiento pueden fundirse a temperaturas < 200°C para formar un revestimiento continuo y son adecuadas en particular para emplearse como revestimientos en polvo. En general, los revestimientos en polvo consisten en un polímero formador de películas, que es entrelazable si se desea, de aditivos, por ejemplo, mejoradores de flujo o auxiliares de devolatización, y, en el caso de revestimientos en polvo teñidos, de uno o más pigmentos o tintes y rellenadores. Casi siempre, los revestimientos en polvo se preparan mezclando enteramente los componentes mencionados con anterioridad en un extruidor a una temperatura que está por encima de la temperatura de ablandamiento del polímero formador de películas, pero por debajo de la temperatura de entrelazamiento, y luego llevando el matepal extruido resultante a un tamaño de partícula aproximadamente de 40 a 70 µm mediante un procedimiento de molienda.

Una desventaja clave de los revestimientos en polvo en comparación con los sistemas de revestimiento en líquido es el hecho de que es necesario establecer el color del revestimiento en polvo durante la preparación del material extruido antes del procedimiento de molienda, mediante la medición apropiada de los componentes impartidores de color. La alteración del matiz en el polvo terminado mediante la mezcla de polvos de diferentes colores, a la fecha, no ha sido posible, porque, debido al tamaño de las partículas de los polvos a partir del procedimiento de molienda empleado a la fecha, el ojo humano aún puede distinguir, en el revestimiento final, los colores individuales empleados para la mezcla, y por lo tanto, el revestimiento da una impresión no homogénea (D.A. Bate, "The Science of Powder Costings" página 17, SITA, UK 1990 ISBN 0 9477798005). Por otro lado, para los revestimientos en líquido es normal preparar pinturas en diversos colores base y establecer el matiz requerido en el momento mezclando esos colores base. Este procedimiento tiene la ventaja de que sólo es necesario para almacenar los colores base. La complejidad logística es por lo tanto mucho menor que los sistemas de revestimiento convencional, en donde cada matiz debe prepararse de manera específica y en donde es imposible corregir las desviaciones de color provocadas, por ejemplo, por fluctuaciones en la calidad de las materias primas empleadas. Por esta razón, en el pasado, no han faltado intentos para superar estas desventajas de los revestimientos en polvo. Por ejemplo, EPB-0 459 048 describe un procedimiento para la preparación de revestimientos en polvo teñidos mediante la mezcla de partículas ultrafinas que tienen el tamaño de < 20 µm, que se obtienen mediante procedimientos de molienda extensivos. En el caso de que las composiciones de revestimiento descritas aquí, es necesario para todas las partículas esencialmente tener un tamaño de partículas de 20 µm, en particular < 15 µm. La desventaja de las composiciones de revestimiento descrita es, en particular, que las partículas que tienen un tamaño menor a 15 µ ya no pueden procesarse mediante el procedimiento de aspersión eslectrostática. La situación es esencialmente debido a la estructura irregular de las partículas obtenidas en el procedimiento de molienda. Las partículas teñidas mencionadas con anterioridad deben ser aglomeradas, en un paso del procedimiento adicional previo a la aplicación, tal como un revestimiento en polvo, para formar partículas más grandes que tengan un diámetro de alrededor de 30µm o más. Este paso del procedimiento adicional implica un gasto considerable. En particular, el establecimiento del color de un revestimiento en polvo mediante la simple mezcla de dos o más polvos teñidos, sin tratamiento posterior, tampoco es posible de conformidad con este procedimiento. El diámetro de partícula promedio de un polvo y el ancho de la distribución del tamaño de la partícula se caracterizan empleando no sólo el parámetro d50, para el que precisamente 50% de las partículas son más pequeñas o más grandes que el valor d50, pero también otros dos parámetros. d10 designa el tamaño de partículas para el que 10% de las partículas son más pequeñas que este valor. Correspondientemente, d90 designa el tamaño de partícula para el que 90% de las partículas son más finas que el valor d90. Para caracterizar el ancho de una distribución del tamaño de partículas es común formar un cociente, al que se hace referencia como el intervalo y se calcula de conformidad con la siguiente fórmula: intervalo = d90-d10/d50. Por lo tanto, la relación es: mientras más pequeño es el intervalo, más angosta es la distribución del tamaño de partículas. Un polvo formado a partir partículas idénticas tendría el intervalo de 0. Para los polvos molidos de la técnica anterior, con un tamaño de partícula promedio d50 de 50µ, casi siempre se obtiene un intervalo de 3-4. Ahora se ha descubierto que las composiciones de revestimientos que comprenden partículas esféricas de revestimiento en polvo, no porosas, teñidas, con un tamaño promedio de < 40 µm y una distribución de tamaño de partículas angosta puede procesarse de una manera simple utilizando técnicas de aspersión electrostática para formar revestimientos teñidos homogéneamente. Por lo tanto, la presente invención proporciona composiciones de revestimiento pulverulento que comprenden partículas esféricas que tienen un tamaño de partícula promedio de < 40 µm, en dos o más tintes de color diferentes, en donde por lo menos las partículas de un tinte son teñidas y las partículas del otro tinte pueden ser incoloras, y cada una de las partículas empleadas para la mezcla tiene una distribución de tamaño de partícula monomodal con un intervalo (d90-d10/d50) de < 2.5 y la composición de revestimiento pulverulento puede fundirse a temperaturas < 200°C para formar un revestimiento continuo, las diferencias en el color que provienen de las partículas con diferentes tintes que no son distinguibles para el ojo humano en el revestimiento curado. Además, la presente solicitud proporciona un procedimiento para la preparación de composiciones de revestimiento pulverulento teñido que tienen un color deseado proporcionando al menos una composición de revestimiento en un color base y por lo menos una composición de revestimiento más, con tinción diferente o incolora, y mezclando las composiciones de revestimiento. En este sistema, cada una de las composiciones de revestimiento empleadas comprende partículas esféricas que tienen un tamaño de partícula promedio de < 40 µm. Cuando la composición de revestimiento mezclada que se obtiene se aplica al sustrato a temperaturas < 200°C, se forma un revestimiento continuo en el color deseado, en el que las diferencias en color que provienen de las partículas diferentes no son distinguibles para el ojo humano. El establecimiento del color deseado de la nueva composición de revestimiento pulverulento teñida se lleva a cabo mezclando por lo menos dos composiciones distintas de revestimiento pulverulento teñidas, una de las cuales puede ser incolora, si se desea. No obstante, en muchos casos se requieren tres o más composiciones de revestimiento en tintes diferentes para establecer un sombreado específico. A través del uso de una composición de revestimiento incolora o una proporcionada con rellenador, como un componente mezclado, es posible de esta manera para establecer la fuerza del color de una mezcla, es decir, para producir también sombreados relativamente claros. Las composiciones de revestimiento pulverulento que son adecuadas como componentes iniciales para el nuevo procedimiento de mezcla pueden prepararse, por ejemplo, mediante un método de dispersión.

Mediante una elección adecuada de las condiciones de reacción es posible obtener polvos que tengan una distribución de tamaño de partículas angosta. Un procedimiento para la preparación de los polvos teñidos o transparentes esféricos necesarios para las nuevas composiciones de revestimiento, que tienen un tamaño de partícula promedio de < 40 µm y un intervalo de < 2.5, queda descrito en las Solicitudes de Patente alemanas 19705961.9 y 19705962.7, que son de igual prioridad y que se incorporan aquí de manera expresa mediante referencia. De esta manera, por ejemplo, las composiciones de revestimiento empleadas de conformidad con la invención, que comprenden partículas esféricas, teñidas con homogeneidad, y que son entrelazables si se desea, pueden prepararse: a) dispersando los materiales iniciales para un aglutinante de poliester en un medio de transferencia de calor de punto de ebullición alto inerte a una temperatura que es por lo menos tan alta como la temperatura de ablandamiento de los materiales iniciales, en la presencia de por lo menos un estabilizador de dispersión, orgánico de preferencia, polimérico; y b) luego calentando la mezcla de reacción a una temperatura en la escala de 120 a 280°C, mientras al mismo tiempo se eliminan los subproductos de condensación, hasta que el poliester tiene el peso molecular deseado; c) posteriormente, en la escala de temperatura en una escala de 140 a 220°C, añadiendo tintes, pigmentos y/o rellenadores y cualesquiera aditivos extra; d) en el caso de un poliester funcional entrelazable, enfriando posteriormente la mezcla de reacción a un temperatura en la escala de 60 a 140°C y añadiendo por lo menos un agente de entrelazamiento polifuncional o resina epóxica; y e) después reduciendo la temperatura a una escala que está debajo de la temperatura de ablandamiento del poliester, y separándola de las partículas esféricas resultantes de poliester, teñidas homogéneamente. Como materiales iniciales para las composiciones de revestimiento mencionadas con anterioridad se prefiere el uso de oligoésteres que tienen una viscosidad menor a 1000 mPas (medidos a 200°C), en particular < 500 mPas. Las composiciones de revestimiento pulverulento con tinción diferente se mezclan mediante dispositivos de mezcla mecánicos demasiado simples, como revolvedores o agitadores, o mediante fluidización conjunta de los polvos en un lecho fluidizado como se emplea, por ejemplo, para técnicas de aspersión electrostática.

Los factores que determinan la calidad de las nuevas composiciones de revestimiento son, en particular, la forma esférica de las partículas que se mezclarán y su distribución de tamaño de partículas. La nueva composición de revestimiento comprende partículas esféricas que tienen un tamaño de partícula promedio de < 40 µm, de preferencia < 30 µm. El tamaño de partícula promedio (d50) de las partículas esféricas debe estar en la escala de 40 a > 10, en particular de 35 a 20 µm. Si se excede el tamaño de partícula promedio superior de 40 µm, ya no es posible preparar revestimientos delgados con grosores de < 50 µm. Además, para polvos que tienen un tamaño de partícula promedio marcadamente mayores a 40 µm, las diferencias en el color del revestimiento llegan a ser notorias para el ojo humano. Aun los polvos muy finos que comprenden partículas esféricas que tienen un tamaño promedio menor a 20 µm pueden procesarse sin problemas mediante técnicas de aspersión electrostática que son habituales para los revestimientos en polvo, y dan como resultado revestimientos particularmente delgados que tienen una superficie muy uniforme. Las partículas esféricas presentes en la nueva composición de revestimiento pulverulento teñida tienen una distribución de tamaño de partícula monomodal con un intervalo (d90-d10/50) de < 2.5, en particular < 2.0, de preferencia < 1.5. La distribución de tamaño de partícula particularmente angosta de la nueva composición de revestimiento evita fracciones gruesas que llevan a una falta de uniformidad del revestimiento. Como resultado, sólo la mezcla física simple de los polvos presentes en la composición de revestimiento da la impresión, al ojo humano, de un polvo teñido con homogeneidad. Las partículas teñidas en la composición de revestimiento de preferencia comprenden unidades para las fórmulas (1 ) y (2) -CO-X-CO -O-D-O- (1 ) (2) en donde X es un radical aromático de C6 a C14 sustituido o no sustituido o un grupo alquileno, polimetileno, cicloalcano o dimetilencicloalcano o un grupo alcanodiilo saturado o insaturado, de cadena ramificada o recta, y D es un grupo alquileno, polimetileno, cicloalcano o dimetilencicloalcano o un grupo alcanodiilo saturado o insaturado, de cadena ramificada o recta. Como aglutinantes para las composiciones de revestimiento descritas con anterioridad se prefiere emplear poliesteres, que si se desea son entrelazables. Sin embargo, otros aglutinantes conocidos, por ejemplo basados en poliuretano, epóxido o poliacrilato también pueden emplearse para el procedimiento de mezcla. Las composiciones de revestimiento obtenidas a través de la mezcla de los polvos con tinción diferente no requieren tratamiento posterior y pueden procesarse de manera directa mediante los métodos habituales para formar revestimientos. Por su distribución de tamaño de partícula uniforme, los nuevos polvos son adecuados en particular para el procesamiento mediante la técnica de aspersión electrostática. Por ejemplo, después de la aplicación a una superficie adecuada, las nuevas composiciones de revestimiento teñidas pueden fundirse a temperaturas por debajo de 200°C, en particular a temperaturas en la escala de 120 a 200°C, de preferencia de 160 a 200°C, para dar un revestimiento continuo, que si una composición de revestimiento que comprende un sistema aglutinante entrelazable se ha empleado para la mezcla, también puede curarse a estas temperaturas. Por su distribución de tamaño de partícula angosta, las composiciones de revestimiento teñidas de la presente invención se prestan de manera notable para el procesamiento a través de las técnicas habituales de la tecnología de revestimientos en polvo y da origen a revestimientos teñidos con homogeneidad que tienen una superficie muy buena. En comparación con los polvos conocidos, las nuevas composiciones de revestimiento pulverulento no experimentan ninguna separación de las partículas del pigmento a partir de las partículas del polímero ni de las composiciones de revestimiento con tinción diferente, empleadas a partir de otra, en el curso del procesamiento para formar acabados de revestimientos en polvo. Además, no es necesario aglomerar las partículas esféricas presentes en la composición de revestimiento antes de rociarlas como un revestimiento en polvo. En consecuencia, los revestimientos producidos de esta manera presentan una coloración uniforme sumamente homogénea y un excelente poder cubridor. En los revestimientos continuos formados, las diferencias en color que provienen de las partículas diferentes son imposibles de distinguir para el ojo humano. En comparación con otras composiciones de revestimiento, conocidas en la técnica anterior, que por lo común resultan en un grosor de revestimiento de 50 a 70 µm, es posible por medio del polvo como se describe aquí para producir revestimientos teñidos con homogeneidad que tengan grosores de < 50 µm, de preferencia revestimientos que tengan grosores en la escala de 5 a 40 µm, en particular de 10 35 µm. Los siguientes ejemplos ilustran la invención: EJEMPLOS EJEMPLO 1 Preparación de revestimientos entrelazables Mediante el procedimiento descrito en el ejemplo 3 en la solicitud de patente alemana 19705962.7, se prepararon los siguientes polvos teñidos: Polvo 1 : Corresponde al número 2 en el ejemplo 2, teñido con 5% del pigmento rojo sólido PV, tamaño de partícula promedio 28 µm.

Polvo 2: Corresponde al número 4 en el ejemplo 2, teñido con % del pigmento azul sólido PV, tamaño de partícula promedio 29 µm. Polvo 3: En analogía al procedimiento general en el ejemplo 2 de la 19705962.7, se preparó un polvo incoloro añadiendo una dispersión de 150 g de sulfato de bario y 3.5 g de ©Antaron (ISP Global) a 200°C. El polvo blanco obtenido tiene un tamaño de partícula promedio de 25 µm. Polvo 4: Revestimiento en polvo transparente preparado de conformidad con el ejemplo 2b de la solicitud de patente alemana 19705961.9, tamaño de partícula promedio 19 µm.

Desarrollo de los experimentos de mezclado: Los polvos se pesaron en un contenedor plástico en las proporciones mencionadas en el cuadro 1 y se mezclaron por completo mediante agitación manual. Las mezclas del polvo obtenidas ya mostraron el color de mezcla deseado. Posteriormente, las mezclas en polvo se aplicaron mediante aspersión con una pistola aspersora de poivo tribológico en paneles de aluminio con un grosor de alrededor de 0.9 mm. La curación del revestimiento a 180°C durante 20 minutos produjo revestimientos homogéneos que tienen una superficie excelente. El color de los revestimientos es uniforme en toda el área. Los grosores de la película obtenidos se listan en el cuadro 1.

CUADRO 1 EJEMPLO 2 Preparación de revestimientos termoplásticos Mediante el procedimiento descrito en el ejemplo 3 en la solicitud de patente alemana 19705962.7, se prepararon los siguientes polvos: Polvo 5: Corresponde al No. 4, teñido con el pigmento amarillo sólido PV, tamaño de partícula promedio: 32 µm. Polvo 6: Corresponde al No. 5, teñido con el pigmento azul sólido PV, tamaño de partícula promedio: 34 µm. Polvo 7: Corresponde al No. 1 , teñido con el pigmento ©Hostaperm (Hosechst) violeta Rl, tamaño de partícula promedio: 19 µm.

Polvo 8: Como se describe en el ejemplo 4b de la solicitud de patente alemana 19705961.9, se prepara un polvo incoloro que tiene un diámetro de partícula promedio 16.6 µm.

Desarrollo de los experimentos de mezclado: Los polvos se pesaron en un contenedor plástico en las proporciones mencionadas en el cuadro 2 y se mezclaron por completo mediante agitación manual. Las mezclas del polvo obtenidas ya mostraron el color de mezcla deseado. Posteriormente, las mezclas en polvo se aplicaron mediante aspersión con una pistola aspersora de polvo tribológico en paneles de aluminio con un grosor de alrededor de 0.9 mm. La fundición del revestimiento a 190°C durante 10 minutos produjo revestimientos homogéneos que tienen una superficie excelente. El color de los revestimientos es uniforme en toda el área. Los grosores de la película obtenidos se listan en el cuadro 2.

CUADRO 2

Claims (7)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una composición de revestimiento pulverulento teñida que comprende partículas esféricas que tienen un tamaño de partícula promedio de > 40 µm, en dos o más tintes de colores diferentes, en donde por lo menos las partículas de un tinte se tiñen y las partículas del otro tinte pueden ser incoloras, caracterizada porque cada una de las partículas empleadas para la mezcla tiene una distribución de tamaño de partícula monomodal con un intervalo (d90-d10/d50) de = 2.5 y la composición de revestimiento pulverulento puede fundirse a temperaturas < 200°C para formar un revestimiento continuo, siendo indistinguibles para el ojo humano las diferencias en color que provienen de partículas con tinción diferente en el revestimiento curado.

2.- La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el tamaño de partícula promedio (d50) de las partículas esféricas está en la escala de 40 µm a > 10 µm.

3.- La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada además porque puede utilizarse para producir revestimientos que tengan un grosor de < 50 µm.

4.- La composición de revestimiento de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada además porque es un aglutinante que comprende poliésteres que pueden ser entrelazados si se desea.

5.- La composición de revestimiento de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada además porque las partículas teñidas comprenden unidades de las fórmulas (1 ) y (2) -CO-X-CO -O-D-O- (1 ) (2) en donde X es un radical aromático de C6 a C sustituido o no sustituido o un grupo alquileno, polimetileno, cicloalcano o dimetilencicloalcano o un grupo alcanodiilo saturado o insaturado, de cadena ramificada o recta, y D es un grupo alquileno, polimetileno, cicloalcano o dimetilencicloalcano o un grupo alcanodiilo saturado o insaturado, de cadena ramificada o recta.

6.- El uso de la composición de revestimiento de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 5 para revestimientos en polvo.

7.- Un procedimiento para la preparación de una composición de revestimiento pulverulento de un color deseado, proveyendo por lo menos una composición de revestimiento en un color base y por lo menos una composición de revestimiento adicional, teñida en forma diferente o incolora, y mezclando las composiciones de revestimiento, caracterizado porque cada una de las composiciones de revestimiento empleadas comprende partículas esféricas que tienen un tamaño de partícula promedio de < 40 µm, y porque en la aplicación de la composición de revestimiento a un sustrato a temperaturas < 200°C se forma un revestimiento continuo del color deseado, en el que las diferencias en color que provienen de las partículas diferentes no son distinguibles para el ojo humano.