ES2226217T3 - Aglutinantes de laca transparente que contienen nanoparticulas con resistencia a arañazos mejorada, un procedimiento para su preparacion asi como su uso. - Google Patents

Aglutinantes de laca transparente que contienen nanoparticulas con resistencia a arañazos mejorada, un procedimiento para su preparacion asi como su uso.

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Abstract

LA INVENCION TRATA DE LIGANTES TRANSPARENTES DE PINTURA QUE CONTIENEN NANOPARTICULAS CON MEJOR RESISTENCIA AL RAYADO, UN PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACION, ASI COMO SU UTILIZACION.

Description

Aglutinantes de laca transparente que contienen nanopartículas con resistencia a arañazos mejorada, un procedimiento para su preparación así como su uso.
La invención se refiere a aglutinantes de laca transparente que contienen nanopartículas con resistencia a arañazos mejorada, a un procedimiento para su preparación así como a su uso.
Las preparaciones de partículas de escala esencialmente nanométrica en una matriz orgánica, inorgánica u orgánica/inorgánica son de interés para una pluralidad de usos. Así, pueden obtenerse combinaciones de propiedades especiales en recubrimientos, como por ejemplo transparencia y resistencia al desgaste, mediante el uso de nanopartículas. Por tanto, es deseable, ante todo para usos de laca transparente de alto valor, proporcionar aglutinantes de laca con nanopartículas que alcancen una mejora de la resistencia a arañazos manteniendo la transparencia y el brillo.
Para la preparación de preparaciones que contienen partículas de escala nanométrica, se tienen en cuenta una serie de procedimientos distintos.
Para la preparación de materiales secos de escala nanométrica, son conocidos diversos procedimientos que encuentran uso a escala industrial ante todo en la preparación de ácidos silícicos pirogénicos (por ejemplo procedimiento Aerosil, procedimiento de arco voltaico, documento DE-A 1180723, procedimiento de plasma (Powder Technol. 1978, 20, 159). Estos procedimientos se describen, entre otros, en "Chemische Technologie", vol. 2, "Anorganische Technologie II", 4ª Ed., 1983, página 77.
Otros ejemplos de producción de materiales secos primarios de escala nanométrica se refieren a la preparación de partículas cerámicas mediante el procedimiento de pirólisis en matriz en un material vehículo inflamable, por ejemplo documentos EP-A 680454 y EP-A 697995.
Los citados procedimientos para preparación de polvo de escala nanométrica proporcionan por supuesto con el correspondiente procesamiento partículas primarias de escala nanométrica con diámetros medios de partícula muy bajos (aproximadamente 5 a 50 nm), que sin embargo no se presentan como partículas discretas, sino predominantemente como aglomerados por el apelmazamiento de las partículas primarias entre sí. Dichos aglomerados pueden alcanzar diámetros de varios cientos de nanómetros, de modo que las propiedades deseadas ligadas a la naturaleza de escala nanométrica de las partículas no son obtenibles.
Mediante, por ejemplo, molido puede efectuarse una desaglomeración de las partículas (por ejemplo documento EP-A 637616). Los aglomerados pueden reducirse así a un sexto de su tamaño. Sin embargo, son desventajas el bajo rendimiento espaciotemporal así como la inevitable contaminación por el desgaste de los coadyuvantes de molido empleados conjuntamente.
Hasta ahora, no se sabe producir con un gasto justificable, a partir de los polvos de escala nanométrica que contienen aglomerado disponibles, polvos exentos de aglomerado o preparaciones en polvo. Como procesos de preparación alternativos, se han desarrollado diferentes procedimientos en los que pueden prepararse a partir de materiales de síntesis discretos de bajo peso molecular o que se presentan por ejemplo como soles, mediante un proceso de crecimiento controlado, preparaciones con partículas o composites de escala nanométrica exentos al menos en gran medida de aglomerado.
Así, en el proceso sol-gel, pueden producirse partículas a partir de óxidos metálicos mediante una estructura de peso molecular modulado cuyo diámetro medio se encuentra por debajo de 50 nm. Dichos sistemas encuentran uso por ejemplo como agentes de recubrimiento o precursores de materiales (por ejemplo, "The Polymeric Materials Encyclopedia" 1996, vol. 6, 4782-4792 y siguientes).
Mediante un elevado gasto técnico, que generalmente está ligado a dichos procesos de preparación, los productos así obtenidos son utilizables sólo limitadamente. Dichos procedimientos son también utilizables sólo con una selección limitada de clases de productos químicos distintos.
Los soles óxidos metálicos de escala nanométrica son igualmente conocidos. Se trata a este respecto de soluciones coloidales de óxidos metálicos (Si, Al, Ti, Zr, Ta, Sn, Zn) cómo máximo al 30 al 50% en medios acuosos u orgánicos con tamaños medios de partícula de 4 a aproximadamente 60 nm. Mediante estabilización eléctrica y/o estérica de la superficie de las partículas, se consigue reducir la aglomeración de dichos soles óxidos metálicos. Son especialmente destacables soles de silicio acuosos que pueden prepararse por ejemplo mediante un procedimiento de intercambio iónico con soluciones alcalinas (por ejemplo, "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", 5ª ed., vol. A23, editorial VCH, Weinheim, 1993, pág. 614-629). Dichos productos son obtenibles comercialmente por ejemplo con marcas como Levasil® (compañía Bayer AG).
La desventaja de las nanopartículas disueltas dispersas como por ejemplo soles de silicio u otros soles de óxidos metálicos se encuentra en la fuerte tendencia a la aglomeración en la separación o cambio del medio de solución, de modo que no es posible una incorporación homogénea a una matriz extraña, como por ejemplo una formulación de laca, sin más. Mediante la modificación de la superficie de las partículas y la adaptación del disolvente puede posibilitarse un procesamiento homogéneo en una formulación de laca. Pero dicho procedimiento (por ejemplo documento EP-A 768351) es técnicamente muy costoso y sólo limitadamente utilizable.
En el documento EP-A 766997 se describe un procedimiento para la preparación de dispersiones sólidas finamente divididas. Según este procedimiento, es posible alcanzar un desmenuzamiento de las partículas sólidas suspendidas. No se tuvo en cuenta aquí una desaglomeración de las partículas primarias de escala nanométrica y su uso en aglutinantes de laca. El procedimiento es conocido en principio como procedimiento de dispersión por tobera, y se utiliza ya industrialmente para otros fines como por ejemplo la distribución fina de fases líquidas no miscibles, como agua en aceite. La preparación de emulsiones de laca acuosas de dos componentes mejoradas mediante emulsionamiento en partículas finas puede realizarse por ejemplo mediante el procedimiento del documento EP-A 685544.
Era cometido de la invención poner a disposición entonces un procedimiento sencillo para la preparación de aglutinantes de laca transparente que contienen partículas de escala nanométrica para la mejora del nivel de propiedades, como por ejemplo la resistencia a arañazos.
Se ha encontrado ahora sorprendentemente que es posible efectuar una clara reducción de la proporción de aglomerado con el procedimiento de dispersión por chorro de tobera descrito en el documento EP-A 766997 en una predispersión de nanopartículas que contienen aglomerado, de modo que pueden utilizarse las dispersiones sólidas preparadas según este procedimiento como aglutinante de laca para recubrimientos transparentes. Además, las dispersiones de nanopartículas en presencia de aglutinante de laca se manifiestan como especialmente estables frente a reaglomeración y sedimentación.
Son objeto de la invención aglutinantes de laca transparente que contienen nanopartículas que contienen, referido a los sólidos de la laca, de 0,5 a 25% en peso de partículas primarias de escala nanométrica integrables como sólido, preparados mediante la dispersión por chorro de tobera de las partículas de escala nanométrica en el aglutinante.
Los aglutinantes de laca transparente que contienen nanopartículas sólidas según la invención pueden utilizarse ahora para campos que anteriormente a causa de la gran proporción de aglomerado no eran accesibles, como por ejemplo en usos de laca transparente, como materiales de partida atractivos para la mejora de propiedades. Era también sorprendente que el uso de estos aglutinantes de laca modificados con nanopartículas condujera, ante todo en usos de laca transparente, a una resistencia a arañazos mejorada y además causara al mismo tiempo una resistencia a los productos químicos mejorada.
Los aglutinantes de laca transparente que contienen nanopartículas según la invención contienen de 0,5 a 25% en peso, preferiblemente de 2 a 20% en peso, referido a los sólidos del aglutinante, de partículas primarias de escala nanométrica procesables como sólido. Las nanopartículas se desaglomeran mediante el procedimiento de dispersión citado en el documento EP-A 766997. Se utilizan ventajosamente según la invención en aglutinantes de lacas de poliuretano de dos componentes. Los recubrimientos así preparados tienen un valor de brillo a 20º (según la norma DIN 67530) de más de 70, preferiblemente de más de 80, de forma especialmente preferida de más de 85 unidades relativas de brillo.
Los materiales de escala nanométrica que contienen aglomerado tenidos en cuenta como materiales de partida para el aglutinante según la invención, son preferiblemente polvos o preparaciones en polvo. Estas partículas primarias son de escala nanométrica, es decir, su diámetro medio de partícula primaria se encuentra por debajo de 200 nm, preferiblemente por debajo de 100 nm, y de forma especialmente preferida por debajo de 50 nm.
Son ejemplos, entre otros, los ácidos silícicos pirogénicos conocidos también como agentes de esmerilado óxido de aluminio y óxido de aluminio hidratado de escala nanométrica, dióxido de titanio y tipos de dióxido de circonio de escala nanométrica, así como otros, por ejemplo óxidos de los elementos aluminio, titanio, circonio, tantalio y estaño de escala nanométrica preparables como soles. Puede ser ventajoso utilizar también partículas de superficie modificada o por ejemplo efectuar una modificación de superficie después de la desaglomeración, puesto que esto causa una estabilización adicional frente a la reaglomeración, y además reduce un efecto tixotrópico excesivo indeseado.
Se utilizan preferiblemente ácidos silícicos pirogénicos, como se obtienen por ejemplo de la compañía Degussa con el nombre comercial Aerosil®. Son especialmente preferidos por las razones anteriormente citadas tipos de superficie modificada que presentan una superficie hidrófoba. La modificación de superficie se proporciona convencionalmente con compuestos reactivos frente a Si-OH, como por ejemplo octametilciclotetrasiloxano, octiltrimetoxisilano, hexametildisilazano y/o dimetildimetoxisilano. Son ejemplos de dichos productos Aerosil® R 104, R 202, R 805, R 812, R 812 S, R 972, R 974 de la compañía Degussa.
Son también adecuados nitruros y carburos de metales y semimetales, por ejemplo de boro, silicio, titanio. Además, cualquier otro compuesto inorgánico como BaSO_{4}, TiO_{2} y demás, que se presente como partículas sólidas con estructura primaria de escala nanométrica. Por supuesto, puede utilizarse también una mezcla discrecional de distintos materiales de escala nanométrica con proporción de aglomerado más o menos alta.
Como aglutinante se tienen en cuenta las resinas convencionales en la tecnología de lacas y recubrimientos, como se describen por ejemplo en "Lackharze, Chemie, Eigenschaften und Anwendungen", Ed. D. Stoye, W. Freitag, Hanser Verlag, Múnich, Viena 1996.
Se citan como ejemplos entre otros los polimerizados y copolimerizados de ácido (met)acrílico y sus ésteres que portan eventualmente otros grupos funcionales con otros compuestos olefínicos insaturados, como por ejemplo estireno; además resinas de poliéter, poliéster, policarbonato, poliuretano y epóxido, así como mezclas discrecionales de estos polímeros.
Se prefiere utilizar como compuestos orgánicos poliméricos polímeros que portan grupos hidroxilo, por ejemplo poliolacrilatos, poliolésteres, poliolcaprolactonas, polioléteres, poliolcarbonatos, polioluretanos y resinas epóxido hidroxifuncionales, así como mezclas discrecionales de estos polímeros.
Como compuestos orgánicos poliméricos especialmente preferidos se utilizan poliolacrilatos y poliolésteres acuosos o que contienen disolvente o exentos de disolvente, así como mezclas discrecionales de los mismos.
Son poliolacrilatos adecuados copolimerizados de monómeros que presentan grupos hidroxilo con otros monómeros olefínicos insaturados, como por ejemplo ésteres de ácido (met)acrílico, estireno, \alpha-metilestireno, viniltolueno, viniléster, mono- y dialquilésteres del ácido maleico y fumárico, \alpha-olefinas y otros oligómeros y polímeros insaturados.
Los poliolacrilatos especialmente adecuados presentan un peso molecular ponderado medio mediante cromatografía de exclusión molecular (patrón de poliestireno) de 2.000 a 100.000, preferiblemente de 2.500 a 50.000 y de forma especialmente preferida de 3.000 a 40.000, una temperatura de transición vítrea TG de -50ºC a +100ºC, preferiblemente de -40ºC a +90ºC, y de forma especialmente preferida de -30ºC a +80ºC, un índice de acidez de <30 mg KOH/g, preferiblemente <25 mg KOH/g, así como un contenido de grupos hidroxilo de 0,5 a 14,0, preferiblemente de 0,5 a 10,0 y de forma especialmente preferida de 1,0 a 8,0% en peso, y están compuestos por
a)
de 0 a 70 partes en peso, preferiblemente de 5 a 70 partes en peso, de al menos un monómero aromático insaturado, como estireno, \alpha-metilestireno o viniltolueno,
b)
de 0 a 70 partes en peso, preferiblemente de 5 a 70 partes en peso, de al menos un éster (ciclo)alifático de ácido acrílico y/o metacrílico con 1 a 18 átomos de carbono en el resto (ciclo)alquilo,
c)
de 4 a 95 partes en peso, preferiblemente de 10 a 60 partes en peso, de al menos un éster hidroxialquílico del ácido acrílico y/o metacrílico con 2 a 4 átomos de carbono en el resto hidroxialquilo y/o productos de adición de monoepóxidos sobre ácido acrílico y/o metacrílico.
d)
de 0 a 10 partes en peso, preferiblemente de 0,1 a 5 partes en peso, de al menos un ácido mono- o dicarboxílico \alpha,\beta-monoolefínico insaturado de 3 a 7 átomos de carbono y/o al menos un semiéster del ácido maleico o fumárico con 1 a 14 átomos de carbono en el resto alcohol, y
e)
de 0 a 30 partes en peso, preferiblemente de 0 a 20 partes en peso, de otros compuestos monoméricos y/o poliméricos olefínicos insaturados copolimerizables (también varias veces).
Los polioles con funciones hidroxilo que contienen nanopartículas descritos pueden emplearse en sistemas de laca de un componente así como de dos componentes junto con los endurecedores convencionales en la tecnología de lacas y recubrimientos. Como endurecedores, se tienen en cuenta a este respecto por ejemplo poliisocianatos o poliisocianatos bloqueados con disociadores como metiletilcetoxima, caprolactama, ésteres del ácido malónico, triazol o 2,5-dimetilpirazol o resinas de melaminaformaldehído (parcialmente) eterificadas, como se describen por ejemplo en "Lackharze, Chemie, Eigenschaften und Anwendungen", ed. D. Stoye, W. Freitag, Hanser Verlag, Múnich, Viena, 1996.
Se prefiere el uso de los aglutinantes acuosos o que contienen disolvente según la invención en sistemas de dos componentes junto con poliisocianatos basados en hexametilendiisocianato, isoforondiisocianato, 4,4'-diisocianatodiciclohexilmetano, tetrametilendiisocianato, 2-metilpentametilendiisocianato, 2,2,4- y 2,4,4-trimetilhexametilendiisocianato (THDI), 1,4-diisocianatociclohexano, 3-isocianatometil-1-metil-1-isocianatociclohexano (IMCI), a,a,a',a'-tetrametil-m- o -p-xililendiisocianato (TMXDI), 1,4- y 1,3-xililendiisocianato (XDI), hexahidroxililendiisocianato (H6-XDI) y/o sus mezclas así como eventualmente sus variantes hidrofilizadas para aglutinantes acuosos, como se describen por ejemplo en el documento DE-A 4136618. Pero se prefieren especialmente los poliisocianatos basados en hexametilendiisocianato, isoforondiisocianato y 4,4'-diisocianatodiciclohexilmetano.
Estos poliisocianatos se utilizan como endurecedores en lacas de poliuretano de alto valor que presentan una resistencia a los productos químicos notable y un alto grado de brillo. Un aglutinante que contiene partículas demasiado grandes daría lugar una caída de brillo claramente visible.
Mediante el aglutinante según la invención puede alcanzarse sin embargo una resistencia a arañazos mejorada con un brillo y transparencia inalterados.
Los aglutinantes según la invención son especialmente adecuados para la preparación de lacas transparentes, puesto que así pueden alcanzarse mejoras significativas de las propiedades, como la mejora de la resistencia a arañazos, con transparencia y alto grado de brillo constantes. Los usos típicos de lacas transparentes en los que el aglutinante según la invención conduce a ventajas especialmente claras son, por ejemplo, el lacado en serie de vehículos y el lacado de reparaciones, el recubrimiento resistente al desgaste de parqué y otros suelos, así como la aplicación antipintadas de fachadas y muros en entornos exteriores.
Es también objeto de la invención un procedimiento para la preparación de aglutinantes de laca transparente que contienen nanopartículas, caracterizado porque la preparación compuesta por nanopartículas y aglutinantes de laca se conduce al menos una pasada por al menos un dispositivo que presenta al menos una tobera o al menos una ranura con un diámetro de orificio o anchura de ranura de 0,05 a 1 mm, así como una relación de longitud a diámetro de orificio o una relación de profundidad a anchura de ranura de 1 a 10, existiendo entre la entrada de la tobera y la salida de la tobera una diferencia de presión de al menos 0,5, preferiblemente de 1 MPa.
Se utiliza preferiblemente un dispositivo, como se describe y representa en el documento EP-A 766997. El dispositivo está compuesto por al menos una cámara a alta presión y una cámara a baja presión para la incorporación de la dispersión y una tobera desmenuzadora situada entre ellas, como una tobera de orificio o ranura, caracterizado porque el diámetro de orificio o la anchura de ranura de la tobera es de 0,05 a 1 mm y la relación de longitud a diámetro de orificio o la relación de profundidad a anchura de ranura de la ranura de la tobera es de 1 a 10. Se prefieren toberas con al menos dos orificios o ranuras con su salida enfrentada. Se prefieren especialmente toberas en las que la distancia entre las salidas de al menos dos toberas o ranuras enfrentadas es de 2 a 50 veces el diámetro del orificio o la anchura de la ranura. En una realización preferida, el diámetro de orificio o la anchura de ranura de una ranura de la tobera es de 0,1 a 0,5 mm. Como material para la preparación de la tobera, se utilizan especialmente materiales cerámicos, preferiblemente materiales de óxido y grafito, o eventualmente materiales recubiertos con las citadas cerámicas.
En la realización del procedimiento, se utiliza una presión de 5 a 50 MPa, preferiblemente de 7 a 30 MPa. Eventualmente, puede ser conveniente utilizar dispersores de chorro en los que se proporcionan varias toberas conectadas una detrás de otra de modo que la dispersión se comprime varias veces a través de una tobera tras otra. En dichos dispersores de chorro con varias pasadas de tobera se emplea una presión elevada correspondiente al número de toberas. En general, sin embargo, una pasada por toberas de más de 3 veces no conduce ya a una mejora esencial.
El material a desaglomerar puede someterse discrecionalmente a menudo, cuando esto es necesario, a un proceso de dispersión diseñado para varias etapas.
Para la realización del procedimiento (de dispersión) según la invención para dispersiones de laca transparente, se suspende antes el material de escala nanométrica a desaglomerar, generalmente presente ya en forma de polvo fino, en un medio líquido adecuado. Esto puede realizarse por ejemplo con procedimientos técnicos conocidos, por ejemplo mediante agitación o procesamiento en un disolvedor.
Para la realización del procedimiento según la invención, por ejemplo para nanopartículas predominantemente inorgánicas, son adecuados los disolventes convencionales como agentes de dispersión, como hidrocarburos aromáticos, alifáticos, aralifáticos o cicloalifáticos, hidrocarburos aromáticos, alifáticos, aralifáticos o cicloalifáticos parcial o totalmente halogenados, alcoholes como por ejemplo metanol, etanol, isopropanol, butanol, alcohol bencílico, diacetonalcohol, ésteres como por ejemplo acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo, éteresteres como por ejemplo acetato de metoxipropilo o acetato de butilglicol, cetonas como acetona, metiletilcetona, metilisobutilcetona o ciclohexanona, disolventes polares fuertes como por ejemplo N,N-dimetilacetamida, dimetilsulfóxido o N-metilpirrolidona.
Son otros medios dispersantes adecuados agua, ésteres de ácido líquidos como por ejemplo éster dibutílico del ácido fosfórico, éster tributílico del ácido fosfórico, ésteres de ácido sulfónico, boratos o derivados de ácido silícico, por ejemplo tetraetoxisilano, metiltrimetoxisilano, 3-aminopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropiltrietoxisilano, glicidiloxipropiltrimetoxisilano, glicidiloxipropiltrietoxisilano. Puede utilizarse también dióxido de carbono líquido como medio dispersante.
El proceso dispersante según la invención puede efectuarse también a temperatura elevada (hasta 200ºC). En este caso, pueden utilizarse también compuestos altamente viscosos o sólidos a temperatura ambiente, eventualmente también de naturaleza de alto peso molecular, como medio dispersante.
Pueden añadirse otras sustancias a los materiales empleados como medios dispersantes. Se prefieren a este respecto aquellas sustancias previstas también para posterior reutilización o que mejoran la desaglomeración o propiedades como por ejemplo la estabilidad de los materiales desaglomerados.
Se prefieren especialmente los compuestos orgánicos oligoméricos o poliméricos como por ejemplo las resinas y aglutinantes, citados anteriormente, convencionales en la tecnología de lacas y recubrimientos.
También pueden utilizarse proporcionalmente en el medio dispersante conjuntamente las resinas de combinación empleadas en sistemas de varios componentes, como por ejemplo resinas de amina y melamina que funcionan como endurecedores, poliisocianatos, aductos caracterizados como poliisocianatos bloqueados de poliisocianatos aromáticos o alifáticos y los denominados disociadores como metiletilcetoxima, caprolactama, ésteres de ácido malónico o triazol y 2,5-dimetilpirazol. Es entonces posible un uso exclusivo como medio dispersante cuando el aglutinante exento de disolvente tenido en cuenta no presenta una viscosidad demasiado alta para la realización del procedimiento según la invención.
Para los modos de procedimiento en los que se emplea agua como componente esencial del medio dispersante, son adecuados como aditivos especialmente compuestos solubles en agua o compatibles con agua, como por ejemplo polivinilacetato parcial o totalmente saponificado o variantes hidrofiladas de las clases de compuestos citadas anteriormente. Son otros aditivos adecuados y preferidos utilizados en medios acuosos, por ejemplo, sol de sílice y los soles de óxidos metálicos de los elementos aluminio, titanio, circonio, tantalio y estaño.
Como aditivos de bajo peso molecular con los que se puede obtener por ejemplo una estabilización de las partículas de escala nanométrica desaglomeradas frente a una nueva aglomeración, son adecuados en principio todos los compuestos que se utilizan para la estabilización de otros materiales de escala nanométrica preparados, por ejemplo, según uno de los procedimientos anteriormente citados. Han de citarse por ejemplo compuestos que portan grupos silano hidrolizables, como alcoxi- o clorosilanos. También pueden referirse determinados compuestos anfífilos. Los disolventes y aditivos a tener en cuenta para la preparación del medio dispersante pueden mezclarse entre sí discrecionalmente.
Los aglutinantes de laca según la invención pueden mezclarse con todos los endurecedores (o combinaciones) convencionales para la preparación de recubrimientos.
Con respecto a una alta eficacia del procedimiento según la invención, la viscosidad del medio dispersante no debe superar a la temperatura de procedimiento seleccionada los 10.000 mPa.s, preferiblemente 5.000 mPa.s, de forma especialmente preferida 2.000 mPa.s.
En las variantes de procedimiento preferidas, se disponen en porciones las partículas primarias de escala nanométrica en forma de polvo en el componente poliol diluido con los disolventes a menos de 2.000 mPa.s en un disolvedor, y se desaglomeran como se ha descrito. Convencionalmente, la mezcla contiene, referido a los sólidos, de 0,5 a 25% en peso, preferiblemente de 2 a 20% en peso de nanopartículas.
Ejemplos
La realización de la invención se ilustra a continuación mediante las Figuras.
Se muestra:
Figura 1 un esquema de una disposición para la realización del procedimiento según la invención,
Figura 2 un esquema para la sustitución de la tobera de la Figura 1 por una disposición de toberas de n etapas,
Figura 3 una tobera desmenuzadora para la realización del procedimiento según la invención en una vista en corte,
Figura 4 un corte de una variante con dos toberas desmenuzadoras enfrentadas con los orificios de tobera enfrentados,
Figura 5 un corte de una variante del dispositivo según la invención con dos toberas de orificios enfrentadas.
En el caso más sencillo, se alimenta la dispersión 2 desde un recipiente de depósito 1 con agitador mediante una bomba 3 y un conducto a alta presión 8 del lado a alta presión a una tobera 4. La dispersión atraviesa la tobera 4 y se alimenta mediante el conducto a baja presión 9 al recipiente 5 para una dispersión de aglutinante de laca más fina 7 o mediante una recirculación 6 al recipiente de partida 1 para un nuevo tránsito.
Según la Figura 2, pueden conectarse también directamente una detrás de otra varias toberas desmenuzadoras 4.1, 4.2 hasta 4.n para mejorar la actividad de desaglomeración.
Ejemplos de realización
Los datos de porcentaje en los ejemplos se refieren al peso.
Preparación del aglutinante según la invención
Se diluye Desmophen® LS 2009/1 (poliol 1, producto de ensayo de Bayer AG) mediante la adición de la mezcla de disolventes a un 40% de contenido de sólidos. Se añaden las nanopartículas sólidas en porciones con agitación constante hasta alcanzar un contenido de un 20%, referido a los sólidos del aglutinante.
A continuación, se añade más mezcla de disolventes para ajustar el contenido de sólidos y el peso equivalente según la Tabla 1. Los polioles 2 y 3 (no según la invención, ejemplos comparativos) se utilizan sin tratamiento adicional. Los polioles 4 a 8 según la invención se comprimen a la presión dada tres veces mediante el dispositivo dispersante por chorro de tobera (Fig. 5, 0,2 mm, toberas de ZrO_{2}).
TABLA 1
1
Para la preparación de las mezclas listas para pulverizar se mezclan en primer lugar los polioles correspondientes a la Tabla 2 en un recipiente metálico con los correspondientes disolventes y aditivos, y se homogeneiza mediante mezclado o agitación. A continuación, se añade el endurecedor Desmodur® N3390 (producto comercial de Bayer AG) y se homogeneiza de nuevo. Las formulaciones se pulverizan de forma cruzada sobre láminas de acero imprimadas (para el ensayo de resistencia a productos químicos), láminas de aluminio (para el ensayo de resistencia a arañazos) y placas de vidrio (para el ensayo de dureza y el ensayo de resistencia a disolventes) imprimadas y recubiertas con una capa base negra (compañía Spies & Hecker serie 293 negro oscuro). Después de 5 minutos de secado a temperatura ambiente, se calientan las lacas durante 30 minutos a 140ºC. Después de un envejecimiento de 16 horas, se efectúan los ensayos.
El brillo se determina según la norma DIN 67530, el velo según la norma ISO/CD 13803, la amortiguación de péndulo según la norma DIN ISO 1522 y el tiempo de vertido según la norma DIN EN ISO 2431.
Los arañazos de las láminas de aluminio lacadas se producen con un tren de lavado de laboratorio de la compañía Amtec Kistler GmbH. Se efectúan 10 lavados con un cepillo de polietileno a 15 a 25ºC de temperatura de agua con adición de 1,5 g/l de cuarzo molido (Sikron-Feinstmehl SH 2000, tamaño medio de grano 24 \mum).
El ensayo de resistencia a productos químicos se realiza según el procedimiento de estufa con gradiente (estufa de gradiente de la compañía Byk-Gardner tipo 2611). El ensayo se lleva a cabo sobre láminas de acero proporcionadas especialmente con este fin (compañía Franz Krüppel-Industriebedarf), que se exponen durante 20 minutos a un gradiente de temperatura de 36 a 75ºC (50% de humedad relativa). Como resultado del ensayo, se da para cada compuesto químico el valor de temperatura en el que (sin coadyuvante) aparece el primer daño visible. Los resultados del ensayo se resumen en la Tabla 3.
2
3
4
5

Claims (7)

1. Aglutinante de laca transparente que contiene nanopartículas, que contiene de 0,5 a 25% en peso referido a los sólidos de laca de partículas primarias de escala nanométrica integrables como sólido, preparado mediante dispersión por chorro de tobera de las partículas de escala nanométrica en el aglutinante.
2. Aglutinante de laca transparente que contiene nanopartículas según la reivindicación 1, basado en polímeros que portan grupos hidroxilo como poliolacrilatos, poliolésteres, poliolcaprolactonas, polioléteres, poliolcarbonatos, polioluretanos y resinas epóxido hidroxifuncionales, así como mezclas discrecionales de estos polímeros.
3. Aglutinante de laca transparente que contiene ácidos silícicos pirogénicos de escala nanométrica según la reivindicación 1.
4. Aglutinante de laca transparente que contiene ácidos silícicos pirogénicos hidrófobos de escala nanométrica según la reivindicación 1.
5. Uso del aglutinante de laca que contiene nanopartículas según la reivindicación 2, junto con poliisocianatos alifáticos, en lacas transparentes de dos componentes.
6. Procedimiento para la preparación de aglutinantes de laca transparente que contienen nanopartículas según la reivindicación 1, caracterizado porque la preparación se conduce al menos una pasada por al menos un dispositivo (4) que presenta al menos una tobera (32) o al menos una ranura con un diámetro de orificio o anchura de ranura de 0,05 a 1 mm, así como una relación de longitud a diámetro de orificio o una relación de profundidad a anchura de ranura de 1 a 10, existiendo entre la entrada de la tobera y la salida de la tobera una diferencia de presión de al menos 0,5, preferiblemente de 1 MPa.
7. Uso de aglutinantes de laca transparente que contienen nanopartículas según la reivindicación 2 a 6 en combinación con endurecedores para la preparación de recubrimientos.
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