ES2239247T3 - Material que se puede pintar. - Google Patents

Material que se puede pintar.

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ES2239247T3 ES02756743T ES02756743T ES2239247T3 ES 2239247 T3 ES2239247 T3 ES 2239247T3 ES 02756743 T ES02756743 T ES 02756743T ES 02756743 T ES02756743 T ES 02756743T ES 2239247 T3 ES2239247 T3 ES 2239247T3
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Michael J. Czaplicki
Renee Bradley
Jeff Bradley
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L&L Products Inc
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Abstract

Artículo fabricado que comprende: a) un primer componente de un vehículo automóvil; b) un segundo componente de un vehículo automóvil contiguo a dicho primer componente; c) un material de sellado sobre dicho primer componente y dicho segundo componente, incluyendo dicho material de sellado i) de un 10 a un 50% de una resina epóxido; ii) de un 10 a un 30% de un copolímero o una mezcla de un material epóxido y un elastómero; iii)hasta un 40% de un modificador reológico; iv) hasta un 5% de un agente de soplado; v) un agente de curado; y vi) un material de relleno; d) opcionalmente, una capa de imprimación sobre dicho material de sellado; y e) opcionalmente, una capa de pintura sobre dicha capa de imprimación.

Description

Material que se puede pintar.
Sector al que pertenece la invención
La presente invención se refiere a materiales que se pueden pintar, y particularmente a materiales de sellado para recubrir una superficie.
Antecedentes de la invención
Los materiales de sellado se aplican habitualmente a superficies para sellar o bien, para recubrir la superficie, incluyendo cualquier junta asociada con la misma. Actualmente existen una gran variedad de materiales de sellado que cubren estos objetivos en diferentes artículos fabricados. Sin embargo, en ciertas circunstancias, puede ser deseable utilizar los materiales de sellado para otros objetivos adicionales dependiendo de los componentes o artículos fabricados a los que se aplican los materiales de sellado.
Por ejemplo, en algunas industrias, tales como las industrias del mueble, de equipos o automovilística, las juntas son habitualmente parte de una superficie que se ve y, por lo tanto, son visibles para la persona que las utiliza o el consumidor. Por consiguiente, una característica deseable de un material de sellado para recubrir la junta es que proporcione un patrón de superficie generalmente liso o continuo o controlado y que sea cosméticamente agradable. Si el material de sellado no incluye un colorante, pero se desea que tenga color, preferiblemente, se puede pintar el material de sellado.
Ciertas operaciones de ensamblaje de las industrias mencionadas anteriormente y otras, requieren que el material de sellado sea calentado junto con el artículo al que se aplica. Por ejemplo, algunas operaciones de imprimación o de pintura se llevan a cabo a temperaturas elevadas. De este modo, otro rasgo deseable para ciertos materiales de sellado es que muestren características de respuesta a la temperatura atractivas para una aplicación deseada. Por ejemplo, una unidad de estanterías metálicas que tiene un material de sellado aplicado en una junta de la misma, tras la exposición al calor, de forma ventajosa no experimentará filtración, formación de burbujas, ondulaciones aleatorias, o similares, lo que requeriría procesos de limpieza posteriores al tratamiento.
Además, en ciertas aplicaciones también puede ser deseable que el material de sellado se nivele por sí mismo o bien, que fluya de una manera predeterminada durante o tras la aplicación del material, de manera que el material de sellado pueda funcionar adecuadamente.
Resumen de la invención
La presente invención cubre las necesidades anteriores proporcionando un material de sellado mejorado que se puede pintar, y artículos que incorporan al mismo, incluyendo:
(a)
un material de resina epóxido;
(b)
una mezcla epóxido/elastómero;
(c)
un modificador reológico;
(d)
un agente de soplado;
(e)
un agente de curado; y
(f)
un material de relleno.
El material de sellado y los métodos para su utilización, dados a conocer en la presente, están adaptados en particular para permitir que el material se pueda pintar utilizando las técnicas convencionales de recubrimiento o las dadas a conocer en la técnica.
El material de sellado se puede aplicar a una superficie, o a las juntas de la misma o entre una o más superficies. En algunas aplicaciones, el material de sellado se puede utilizar para unir una primera superficie a una segunda superficie. El material de sellado se puede extrudir, moldear, o procesar utilizando otras técnicas dadas a conocer en la técnica. En un aspecto particularmente ventajoso, el material de sellado se utiliza para el sellado o bien, para el recubrimiento de juntas visibles o dobleces en productos fabricados, tales como puertas de refrigeradores, parte superior de cocinas, lavaplatos, congeladores, hornos microondas, mesas de escritorio, cajones de escritorio, protectores de sillas, archivadores, estanterías, o similares.
Alternativamente, el material de sellado se aplica a diversos componentes de un automóvil, tales como rebordes de las dobleces, puertas de llenado de combustible, montajes de llenado de combustible, placas de matrícula, puertas, marcos de puertas, revestimientos de protección, montajes de la rejilla del aire del vehículo, barras de parachoques, consolas, placas de identificación, distintivos o similares. Además, en ciertas realizaciones, el material de sellado se une a un sustrato de un componente como una junta preformada separada, por ejemplo, moldeada en una configuración deseada.
Una característica adicional particularmente atractiva de la presente invención es la capacidad, en algunas aplicaciones, de utilizar el material de sellado por sí mismo y sin ningún sustrato de soporte fabricado separadamente.
Breve descripción de los dibujos
Las características y los aspectos inventivos de la presente invención quedarán más claras tras la lectura de la siguiente descripción detallada, reivindicaciones, y dibujos, de los cuales la siguiente es una breve descripción.
La figura 1 muestra una vista transversal de un material de sellado de ejemplo formado según un aspecto de la presente invención;
la figura 2 muestra una vista transversal del material de sellado de la figura 1 después de que se haya curado una parte del material de sellado, según otro aspecto de la presente invención;
la figura 3 muestra una vista transversal del material de sellado de las figuras 1-2 aplicado a un ejemplo de sustrato;
la figura 4 muestra una vista transversal del material de sellado de las figuras 1-3 después de que el material haya fluido sobre el sustrato;
la figura 5 muestra un ejemplo de cómo se puede utilizar una extrusora para formar y/o aplicar el material de sellado de la presente invención.
Descripción detallada de la realización preferida
La presente invención se basa en un material de sellado mejorado, y en artículos que lo incorporan, incluyendo:
(a)
hasta, aproximadamente, un 80% de una resina epóxido;
(b)
hasta, aproximadamente, un 40% de un epóxido/elastómero;
(c)
hasta, aproximadamente, un 40% de un modificador reológico;
(d)
hasta, aproximadamente, un 5% de un agente de soplado;
(e)
hasta, aproximadamente, un 7% de un agente de curado; y
(f)
un material de relleno.
Los porcentajes en la presente se refieren a porcentajes en peso, a menos que se indique lo contrario.
Resina epóxido
Resina epóxido se utiliza en la presente para indicar cualquiera de los materiales convencionales epóxido diméricos, oligoméricos o poliméricos que contienen, como mínimo, un grupo funcional epóxido. Los materiales basados en polímeros pueden ser materiales que contienen epóxidos que tienen uno o más anillos de oxirano polimerizables mediante una reacción de abertura del anillo. En las realizaciones preferidas, el material de sellado incluye hasta, aproximadamente, un 80% de una resina epóxido. Más preferiblemente, el material de sellado incluye, aproximadamente, entre un 10% y un 50% en peso de materiales que contienen epóxidos.
Los materiales que contienen epóxidos pueden ser alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos o similares. El epóxido se puede suministrar como un sólido (por ejemplo, como pelets, gránulos, trozos o similares) o un líquido (por ejemplo, una resina epóxido). El epóxido puede incluir un copolímero o un terpolímero de etileno que puede tener una alfa-olefina. Como copolímero o terpolímero, el polímero está compuesto de dos o tres monómeros diferentes, es decir, moléculas pequeñas con una reactividad química elevada que son capaces de unirse con moléculas similares. Preferiblemente, al material de sellado se añade una resina epóxido para aumentar las propiedades de fluido del material. Una resina epóxido de ejemplo puede ser una resina fenólica, que puede ser una resina de tipo novalac o de otro tipo. Entre otros materiales preferidos que contienen epóxidos se pueden incluir un polímero de bisfenol-A epiclorohidrina éter, o una resina epóxido de bisfenol-A que puede estar modificada con butadieno u otro aditivo polimé-
rico.
Epóxido/Elastómero
En una realización muy preferida, uno o más de los materiales que contienen epóxido se pueden proporcionar al material de sellado como un híbrido de epóxido/elastómero, por ejemplo, una mezcla o copolímero que se ha fabricado previamente. El híbrido de epóxido/elastómero se puede incluir en una cantidad de hasta, aproximadamente, un 40% en peso del material de sellado. Más preferiblemente, el híbrido de epóxido/elastómero es, aproximadamente, de un 10 a un 30%, y más preferiblemente de, aproximadamente, un 20% en peso del material de sellado.
A su vez, el propio híbrido incluye, generalmente, de 1:5 a 5:1 partes de epóxido a elastómero, aproximadamente, y más preferiblemente de 1:3 a 3:1 partes de epóxido a elastómero, aproximadamente. En una realización preferida, el híbrido de epóxido/elastómero incluye, preferiblemente, de un 40% a un 80%, aproximadamente, de una resina epóxido (tal como se dio a conocer anteriormente), y, aproximadamente, de un 20 a un 60% de un compuesto elastómero. El compuesto elastómero puede ser cualquier elastómero termoplástico adecuado, elastómero termoendurecido adecuado o una mezcla de los mismos dado a conocer en la técnica. Entre los elastómeros de ejemplo se incluyen, sin limitación, caucho natural, caucho de estireno-butadieno, poliisopreno, poliisobutileno, polibutadieno, copolímero de isopreno-butadieno, neopreno, caucho de nitrilo, caucho de butilo, elastómero de polisulfuro, elastómero acrílico, elastómeros de acrilonitrilo, caucho de silicona, polisiloxanos, caucho de poliéster, elastómero de condensación de diisocianato unido, EPDM (cauchos de etileno-propileno dieno), polietileno clorosulfonado, hidrocarburos fluorados y similares. En una realización se utiliza caucho de neumático reciclado.
El híbrido de epóxido/elastómero, cuando se añade al material de sellado, se añade, preferiblemente, para modificar las propiedades estructurales del material de sellado, tales como la resistencia, la tenacidad, la rigidez, el módulo de flexión, o similares. Además, el híbrido de epóxido/elastómero puede seleccionarse para obtener un material de sellado más compatible con los recubrimientos, tales como una pintura soluble en agua o un sistema de imprimación u otros recubrimientos convencionales.
Modificador reológico
Preferiblemente, el material de sellado incluye uno o más materiales para controlar las características reológicas del material de sellado en un intervalo de temperaturas (por ejemplo, hasta, aproximadamente, unos 250ºC). Cuando se utiliza, el modificador reológico está presente, preferentemente, en una cantidad de hasta, aproximadamente, un 40%, y más preferiblemente entre, aproximadamente, un 1 y, aproximadamente, un 20%, y aún más preferiblemente, inferior a, aproximadamente, un 10%. Naturalmente, también son posibles cantidades más elevadas.
En una realización, se puede utilizar cualquier modificador reológico adecuado dado a conocer en la técnica, y de este modo, el modificador reológico puede ser orgánico o inorgánico, líquido o sólido, o de otra manera. En una realización particularmente preferida, el modificador reológico es un polímero, y más preferiblemente uno basado en un olefínico (por ejemplo, un etileno, un butileno, un propileno o similares), un estirénico (por ejemplo, un caucho que contiene estireno-butadieno), un ácido acrílico o un ácido carboxílico insaturado o su éster (tal como acrilatos, metacrilatos o mezclas de los mismos; por ejemplo, polímero de etileno acrilato de metilo). El modificador reológico se puede proporcionar en un estado generalmente homogéneo o adecuadamente compuesto con otros ingredientes.
Según la presente invención, para ciertas aplicaciones puede ser posible utilizar ciertos acetatos (por ejemplo, EVA). Sin embargo, es preferible que el modificador reológico (o todo el material de sellado) esté sustancialmente libre de un acetato en vista de la propensión a la descomposición a temperaturas más elevadas y la correspondiente potencial liberación perjudicial de ácido acético en la superficie pintada.
Agente de soplado
Se pueden añadir uno o más agentes de soplado al material de sellado para producir gases inertes que forman, según se desee, una estructura celular abierta y/o cerrada en el material de sellado. De esta manera, puede ser posible disminuir la densidad de los artículos fabricados a partir del material. Además, el material de expansión ayuda a mejorar la capacidad de sellado.
El agente de soplado puede incluir uno o más grupos que contienen nitrógeno, tales como amidas, aminas y similares. Algunos ejemplos de agentes de soplado adecuados incluyen azodicarbonamida, dinitrosopentametilentetramina, 4,4-oxi-bis-(benceno-
sulfonilhidrazida), trihidrazinotriazina y N,N-dimetil-N,N-dinitrosotereftalamida. En una realización muy preferida, al material (10) se pueden suministrar azocarbonamidas modificadas o no modificadas en forma de partículas, con tamaños de partícula, por ejemplo, de 120 y 180 micras. De manera ventajosa, las azocarbonamidas pueden ayudar al material de sellado a nivelarse (es decir, formando una superficie que mantiene la superficie (24) en unas condiciones sustancialmente planas).
También se puede suministrar un acelerador de los agentes de soplado en el material de sellado. Se pueden utilizar diversos aceleradores para aumentar la velocidad a la que los agentes de soplado forman gases inertes. Un acelerador preferido del agente de soplado es una sal metálica, o es un óxido, por ejemplo, un óxido metálico, tal como óxido de cinc.
Las cantidades de los agentes de soplado y los aceleradores de los agentes de soplado pueden variar ampliamente en el material de sellado dependiendo del tipo de estructura celular deseada, la cantidad de expansión deseada del material de sellado, la velocidad de expansión deseada y similares. Los intervalos de ejemplo de las cantidades de los agentes de soplado y los aceleradores de los agentes de soplado en el material de sellado varían entre, aproximadamente, un 0% en peso y, aproximadamente, un 5% en peso y están, preferiblemente, en el material de sellado en fracciones de porcentaje en peso.
Agente de curado
Se pueden añadir uno o más agentes de curado y/o aceleradores de los agentes de curado al material de sellado. Las cantidades de los agentes de curado y los aceleradores de los agentes de curado, al igual que los agentes de soplado, pueden variar ampliamente en el material de sellado dependiendo del tipo de estructura celular deseada, la cantidad de expansión deseada del material de sellado, la velocidad de expansión deseada, las propiedades estructurales deseadas del material de sellado y similares. Los intervalos de ejemplo de los agentes de curado y los aceleradores de los agentes de curado presentes en el material de sellado varían entre, aproximadamente, un 0% en peso y, aproximadamente, un 7% en peso.
Preferiblemente, los agentes de curado ayudan al material de sellado en el curado mediante la reticulación de los polímeros, las resinas epóxido (por ejemplo, reaccionando en cantidades estequiométricamente en exceso del agente de curado con los grupos epóxido en las resinas) o ambos. También se prefiere que los agentes de curado ayuden en el termoendurecimiento del material de sellado. Algunos tipos útiles de agentes de curado son materiales seleccionados de aminas alifáticas o aromáticas o sus respectivos aductos, amidoaminas, poliamidas, aminas cicloalifáticas (por ejemplo, anhídridos, poliésteres policarboxílicos, isocianatos, resinas basadas en fenol (tales como resinas fenol o cresol novolak, copolímeros, tales como los de fenol terpeno, polivinil fenol, o copolímeros de bisfenol-A formaldehído, bishidroxifenil alcanos o similares), o mezclas de los mismos. Entre los agentes de curado particularmente preferidos se incluyen poliaminas modificadas o no modificadas, tales como trietilentetramina, dietilentriamina, tetraetilenpentamina, cianoguanidina y similares. También se puede suministrar un acelerador de los agentes de curado (por ejemplo, metilen difenil bis urea) para preparar el material de sellado.
Material de relleno
El material de sellado también puede incluir uno o más materiales de relleno, que incluyen pero no están limitados a materiales en forma de partículas (por ejemplo, polvo), perlas, microesferas, o similares. Preferiblemente, el material de relleno incluye un material de densidad relativamente baja que, en general, no es reactivo con los otros componentes presentes en el material de sellado.
Entre los ejemplos de materiales de relleno se incluyen sílica, tierra de diatomeas, vidrio, arcilla, talco, pigmentos, colorantes, perlas o burbujas de vidrio, vidrio, fibras cerámicas de carbono, antioxidantes, y similares. Dichos rellenos, particularmente las arcillas, pueden ayudar al material de sellado a nivelarse durante el flujo del material. Entre las arcillas que se pueden utilizar como materiales de relleno se incluyen arcillas de los grupos de la caolinita, illita, cloritem, esmectita o sepiolita. Algunos ejemplos de materiales de relleno adecuados incluyen, sin limitación, talco, vermiculita, pirofilita, sauconita, saponita, nontronita, montmorillonita o mezclas de los mismos. Las arcillas también pueden incluir cantidades menores de otros ingredientes, tales como carbonatos, feldespatos, micas y cuarzo. Los materiales de relleno también pueden incluir cloruros amónicos, tales como cloruro de dimetil amonio y cloruro de dimetil bencil amonio. También se puede utilizar dióxido de titanio.
En una realización preferida, se pueden utilizar como materiales de relleno uno o más materiales de relleno de tipo mineral o roca, tales como carbonato cálcico, carbonato sódico o similares. En otra realización preferida, como materiales de relleno se pueden utilizar minerales silicatos, tales como mica. Se ha encontrado que, además de realizar las funciones normales de un material de relleno, los minerales silicatos y la mica en particular.
Cuando se utilizan, los materiales de relleno en el material de sellado pueden variar entre el 10% y el 90% en peso del material de sellado. Según algunas realizaciones, el material de sellado puede incluir arcillas o materiales de relleno similares desde, aproximadamente, un 0% hasta, aproximadamente, un 3% en peso, y más preferiblemente, ligeramente inferior a un 1% en peso. El material de relleno de tipo mineral en polvo (por ejemplo, un diámetro de partícula promedio de, aproximadamente, de 0,01 a, aproximadamente, 50, y más preferiblemente, aproximadamente, de 1 a 25 micras) puede comprender entre, aproximadamente, un 5% y un 70% en peso, más preferiblemente entre, aproximadamente, un 40% y, aproximadamente, un 60%, y aún más preferiblemente, aproximadamente, un 55% en peso del material de sellado. En una realización muy preferida, el material de sellado puede contener, aproximadamente, un 7% en peso de mica.
Otros aditivos
En el material de sellado también se pueden incluir otros aditivos, agentes o modificadores del comportamiento, según se desee, incluyendo pero sin limitarse a un agente de resistencia al UV, un retardante de llama, un modificador de impacto, un estabilizador al calor, un colorante, un producto auxiliar del procesado, un lubricante, un reforzante (por ejemplo, vidrio cortado o continuo, cerámica, aramida o fibra de carbono o similares).
También se pueden incorporar otros polímeros al material de sellado, por ejemplo, por copolimerización, mezcla, u otros modos. Por ejemplo, sin limitación, entre los polímeros que se pueden incorporar de manera apropiada en el material de sellado se incluyen polímeros halogenados, policarbonatos, policetonas, uretanos, poliésteres, silanos, sulfonas, alilos, olefinas, estirenos, acrilatos, metacrilatos, epóxidos, siliconas, fenólicos, cauchos, óxidos de polifenileno, terftalatos, o mezclas de los mismos. Entre otros materiales poliméricos potenciales que pueden ser o se pueden incluir se incluyen, sin limitación, polietileno, polipropileno, poliestireno, poliolefina, poliacrilato, poli(óxido de etileno), poli(etilenimina), poliéster, poliuretano, polisiloxano, poliéter, polifosfazina, poliamida, poliimida, poliisobutileno, poliacrilonitrilo, poli(cloruro de vinilo), poli(metacrilato de metilo), poli(acetato de vinilo), poli(cloruro de vinilideno), politetrafluoroetileno, poliisopreno, poliacrilamida, ácido poliacrílico, polimetacrilato, y poliacetales.
Cuando se determinan los componentes apropiados para el material de sellado, puede ser importante formar el material de manera que sólo se activará (por ejemplo, por cambios de flujo, formación de espuma u otros cambios de estado) a tiempos y temperaturas apropiados. Por ejemplo, en la mayoría de aplicaciones, no es deseable que el material sea reactivo a temperatura ambiente o bien, a la temperatura ambiente en un ambiente de producción. Más habitualmente, el material de sellado se activa para fluir a temperaturas de procesado más elevadas. Como ejemplo, las temperaturas, tales como las encontradas en una planta de montaje de automóviles, pueden ser adecuadas, especialmente cuando el material de sellado se procesa junto con el resto de componentes a temperaturas elevadas o a niveles de energía aplicados más elevados, por ejemplo, durante las etapas de preparación del pintado. Las temperaturas que se utilizan en muchas de las operaciones de recubrimiento, por ejemplo, varían hasta unos 250ºC o más.
Los presentes materiales muestran la capacidad de fluir y nivelarse por sí mismos para, a continuación, servir como una superficie generalmente lisa que se puede pintar en un intervalo de temperaturas de hasta, aproximadamente, 100ºC, más preferiblemente hasta unos 175ºC, aún más preferiblemente hasta unos 250ºC, e incluso aún más preferiblemente hasta unos 325ºC.
La formación del material de sellado se puede conseguir según diversas técnicas conocidas o nuevas. Preferiblemente, el material de sellado se forma como un material de composición sustancialmente homogénea. Sin embargo, se contempla que se puedan utilizar diversas técnicas combinadas para aumentar o disminuir la concentración de ciertos componentes en ciertos puntos del material de sellado.
Según una realización, el material de sellado se forma suministrando los componentes del material en forma sólida, tal como pelets, gránulos y similares, en forma líquida o una combinación de los mismos. Habitualmente, los componentes se combinan en uno o más recipientes, tales como cubos grandes u otros recipientes. Preferiblemente, los recipientes se pueden utilizar para entremezclar los componentes por rotación o bien, moviendo el recipiente. A continuación, se puede aplicar calor, presión o una combinación de los mismos para ablandar o licuar los componentes, de manera que los componentes se puedan entremezclar mediante agitación o bien, en una única composición homogénea.
Según otra realización, el material de sellado se puede formar calentando uno o más de los componentes que son, en general, más fáciles de ablandar o licuar, tales como los materiales basados en polímeros, para inducir a aquellos componentes a un estado que se pueden mezclar. A continuación, los componentes restantes se pueden entremezclar con los componentes ablandados.
Dependiendo de los componentes utilizados, puede ser importante asegurar que la temperatura de los componentes permanece por debajo de ciertas temperaturas de activación que pueden provocar la activación del material de sellado (por ejemplo, formar gases, fluir o bien, activarse), el curado (por ejemplo, endurecerse, ponerse rígido o bien, cambios de estado) o ambos. De forma notable, cuando el material de sellado contiene un agente de soplado, habitualmente se desea que la temperatura del material de sellado se mantenga por debajo de una temperatura que activará el agente de soplado durante la formación del material de sellado o antes de que el material de sellado se aplique a una superficie.
En las situaciones en las que se desea mantener el material de sellado a temperaturas más bajas, puede ser deseable mantener los componentes en un estado semisólido o viscoelástico utilizando presión o una combinación de presión y calor para entremezclar los componentes del material de sellado. Se han diseñado diversas máquinas para aplicar calor, presión o ambos a los materiales. Una máquina preferida es una extrusora. Según una realización de la presente invención, se puede premezclar diversos componentes en una, dos o más pre-mezclas e introducirlas en uno o varios puntos en una extrusora de doble husillo o de husillo único. A partir de ese momento, el calor y la presión proporcionados por la extrusora mezcla el material de sellado en una única composición, generalmente homogénea, y preferiblemente lo hace sin activar el material.
Como ejemplo, y en referencia a la figura 5, se puede suministrar una primera mezcla (60) de componentes a una parte del cuello (54) de la extrusora (40). Cada uno de los componentes se suministra, preferiblemente, en forma sólida, tal como gránulos, pelets o polvos que se pueden mezclar juntos completamente en un vaso o en otro recipiente de mezcla. La primera mezcla (60) puede comprender cualquiera de los componentes descritos anteriormente. En una realización preferida, la primera mezcla (60) puede incluir una combinación de uno o más componentes, que se pueden seleccionar entre una resina epóxido, un epóxido/elastómero, un material de relleno, otro polímero o una mezcla de los mismos.
A medida que la primera mezcla (60) se introduce en la extrusora (40), el husillo de la extrusora (70) mezcla los componentes para formar un material viscoelástico que se mueve progresivamente desde la parte del cuello (54) de la extrusora (40) y a través de la parte intermedia (58) de la extrusora. Tras una mezcla sustancial de la primera mezcla (60), se suministra una corriente lateral, que es preferiblemente líquida, para mejorar la mezcla de los componentes en la extrusora (40). La corriente lateral proporciona, preferiblemente, un epóxido en forma de resina que se puede combinar o no con los otros componentes. Alternativamente, la corriente lateral puede incluir cualquiera de los materiales poliméricos descritos anteriormente.
Cerca de la parte de la matriz (48) de la extrusora (40), se combina una segunda mezcla (90) con la primera mezcla (60) y el material de la corriente lateral. De nuevo, cada uno de los componentes se proporciona, preferiblemente, en forma sólida, tal como gránulos, pelets o polvos que se pueden mezclar juntos completamente en un vaso o en otro recipiente de mezcla. Además, la segunda mezcla (90) es una combinación de uno o más de los mismos componentes que se suministraron en la primera mezcla (60). Adicionalmente, sin embargo, a la segunda mezcla (90) se añade, preferiblemente, cualquier agente de soplado, acelerador del agente de soplado, agente de curado o acelerador del agente de curado.
Una vez se combinan y se mezclan la primera mezcla (60), la corriente lateral y la segunda mezcla (90), éstos forman el material de sellado, que se puede extraer de la extrusora (40). A continuación, el material de sellado puede transportarse y aplicarse a sustratos o, en ciertas circunstancias, el material puede aplicarse directamente a una superficie a medida que sale de la extrusora (40). El técnico experimentado reconocerá que se pueden utilizar otras técnicas para formar el material de sellado a partir de los diversos componentes.
Las figuras 1-4 muestran un ejemplo de un material de sellado (10) que se aplica a un sustrato (12). El material de sellado (10) se puede aplicar a diversos sustratos. Sin embargo, para los objetivos de ejemplo y sin intención de limitar la presente invención, el material (10) se muestra aplicado a los componentes (14), (16) (por ejemplo, paneles superpuestos) para formar una junta (18). La junta (18), tal como se muestra, está formada de partes arqueadas superpuestas de los dos componentes (14), (16). En una realización, el material de sustrato se selecciona entre acero, aluminio o plástico (por ejemplo, plástico reforzado).
El material de sellado (10) se puede formar inicialmente con diferentes formas, tamaños, diseños, grosores y similares, y se puede formar utilizando diversas técnicas de formación, tales como moldeo, extrusión, termoendurecimiento y similares. Alternativamente, el material de sellado (10) se puede formar inicialmente en un estado sustancialmente líquido en el que el material (10) toma la forma del recipiente que lo contiene o de un sustrato al que el material se ha aplicado. Preferiblemente, el material de sellado (10) se forma inicialmente como una única composición fundida homogénea que fluye, aunque, en realizaciones alternativas, el material de sellado (10) puede formar una capa de un artículo multicapa. El material de sellado (10) puede secarse por contacto poco después de que se forme inicialmente para facilitar la manipulación, el envasado y similares del material (10), aunque, también es posible que el material (10) esté húmedo, pegajoso o ambos. En una realización preferida, mostrada en la figura 1, el material de sellado (10) se ha extruído en un estado viscoelástico, como una tira alargada, que se muestra en sección transversal. Naturalmente, también se contemplan otras formas de sección (por ejemplo, con una forma asimétrica alrededor de un eje longitudinal, una forma simétrica alrededor del eje longitudinal, variando las formas a lo largo del eje longitudinal, canales longitudinales o conductos, o similares) y se pueden formar según se desee o se requiera para cualquier aplicación seleccionada. También puede ser posible coextruir el material de sellado con una tira o alambre (por ejemplo, para formar una tira o un alambre encapsulado o laminado, tal como para fabricar una antena para un sistema de comunicaciones). A partir del material de sellado de la presente invención también se pueden formar artículos moldeados o troquelados.
Una vez se ha formado el material de sellado (10) en la configuración deseada, el material se puede activar, curar o ambos para formar una junta de una configuración deseada. La activación del material de sellado, el curado del material o ambos pueden tener lugar en una única etapa o en múltiples etapas y se pueden utilizar diversos estímulos para provocar la activación o el curado. La activación, tal como se utiliza en la presente, generalmente indica la inducción del material de sellado (10) a fluir, formar espuma o, generalmente, ablandarse y puede ser provocada por la exposición del material de sellado (10) a diversos estímulos, tales como calor, luz, electricidad, presión, humedad y similares. El curado, tal como se utiliza en la presente, indica, generalmente, cualquier rigidización, endurecimiento, solidificación o similares del material de sellado y puede ser provocado por la exposición a diversos estímulos, tales como enfriamiento, luz y similares.
La activación del material puede incluir, como mínimo, algún grado de formación de espuma o burbujas en situaciones en las que el material de sellado incluye un agente de soplado. Dicha formación de espuma o burbujas puede ayudar al material de sellado a mojar un sustrato y formar una unión íntima con el sustrato. Alternativamente, sin embargo, se debe reconocer que el material de sellado puede ser activado para fluir sin formación de espuma o burbujas y aún puede mojar sustancialmente el sustrato para formar una junta deseada.
Según una realización, el material de sellado puede activarse antes de la aplicación del material de sellado a un sustrato, de manera que el material de sellado se encuentra generalmente en un estado fluido cuando se aplica al sustrato. En dicha situación, el curado del material puede tener lugar durante o después del momento en el que el material se aplica al sustrato.
Según otra realización, el material de sellado (10) puede experimentar una activación en una única etapa, un curado en una única etapa o ambos. En la realización, el material de sellado se coloca, habitualmente, adyacente (por ejemplo, en contacto directo o próximo) al sustrato con el cual el material formará una junta. A partir de ese momento, el material de sellado (10) se activa por exposición a un estímulo, tal como energía en forma de calor, luz u otro modo, que activa el material de sellado (10) y hace que fluya sobre el sustrato. A continuación, después de que se haya inducido una cantidad deseada de flujo, el material de sellado se cura sustancialmente por todo su volumen para formar una junta sobre el sustrato.
Según todavía otras realizaciones, el material de sellado (10) puede experimentar una activación selectiva en múltiples etapas, un curado en múltiples etapas o ambos. Por ejemplo, una parte del material de sellado (10) se puede exponer a un estímulo para curar parcialmente, como mínimo, una parte del material de sellado, por ejemplo, un curado hasta una profundidad predeterminada (por ejemplo, en el orden de, aproximadamente, 1 mm a, aproximadamente, 2 mm), o un curado en ciertas regiones a lo largo o dentro de la masa de material. En la figura 2 se muestra el material de sellado (10) con una parte (20) parcialmente curada que se formó por la exposición, como mínimo, de una parte de la superficie (24) del material de sellado a luz ultravioleta (UV), radiación UV, humedad, luz infrarroja, calor o similares de una fuente de estímulos para reticular o bien, para curar la parte (20) parcialmente curada. Tal como se puede observar, el resto del material de sellado (10) forma una segunda parte (26), que se puede curar en un momento posterior o en un lugar diferente.
Alternativamente, la parte (20) parcialmente curada se puede formar exponiendo una superficie del material de sellado (10) a un estímulo (por ejemplo, calor) que primero activa (por ejemplo, ablanda) la parte (20) y, a continuación, la parte (20) se puede exponer a otro estímulo (por ejemplo, enfriamiento) para el curado. Preferiblemente, la cantidad de calor utilizada para activar la parte (20) es suficiente para ablandar la parte (20) sin provocar ningún grado sustancial de flujo. De esta manera, el material de sellado (20) puede, en general, mantener la forma en la que se formó originalmente hasta que se activa posteriormente para fluir sobre un sustrato.
La parte (20) parcialmente curada se puede formar a casi cualquier profundidad en el material de sellado (10) dependiendo del estímulo aplicado a la parte (20), el periodo de tiempo de exposición al estímulo y similares. Además, la longitud o la profundidad de la parte (20) selectiva o parcialmente curada puede variar en diferentes puntos del material de sellado (10) según se desee o dependiendo del sustrato al que se aplica el material (10).
Una característica particularmente ventajosa de la presente invención es la capacidad para curar los materiales de la presente en ausencia de un fotoiniciador. De este modo, aunque se pueden utilizar fotoiniciadores en algunas aplicaciones, en una realización preferida, la composición de la presente invención está sustancialmente libre de un fotoiniciador.
El curado o el curado parcial del material de sellado también se puede realizar utilizando un curado ácido para inducir la homopolimerización sobre o en el interior del material, o con un líquido adecuado para realizar la iniciación de una reacción de condensación. A modo de ejemplo, se puede llevar a cabo un curado parcial de una superficie del material de sellado con cualquier ácido adecuado, pero más preferiblemente, con un ácido suave (tal como ácido fosfórico, ácido cítrico o similares). También se puede realizar mediante el recubrimiento con un agente de curado líquido dispersado en agua o basado en 100% amina, adecuado para la polimerización por condensación. En cualquier aproximación, el líquido se puede aclarar, opcionalmente, después de la aplicación.
Antes o después de la formación de la parte (20) parcialmente curada, el material de sellado (10) se coloca habitualmente adyacente al sustrato (12), de manera que la parte (26) que fluye fundida del sustrato (12) podrá fluir sobre una parte del sustrato (12). En la figura 3, la tira de material de sellado (10) se coloca en el canal (18), de manera que una longitud de la tira se extiende a lo largo de una longitud del canal (18) y, de manera que una anchura de la tira, generalmente, se cruza sobre una longitud del canal (18). Preferiblemente, la parte (26) que fluye fundida se encuentra directamente adyacente a la parte superpuesta de los paneles (14), (16) y la parte (20) parcialmente curada del material de sellado (10) está frente al canal (18).
Una vez el material de sellado (10) está situado tal como se desea, el material (10) se expone al calor o a temperatura elevada, tal como a la de un proceso de recubrimiento por electrodeposición u otro ciclo de operación de pintado, provocando así que la parte (26) que fluye cubra una parte del sustrato (12). En la figura 4, se muestra el material de sellado (10) después de que se haya calentado hasta un estado en el que fluye, permitiendo que el material (10) se ponga íntimamente en contacto con las partes superpuestas de los paneles (14), (16).
El material de sellado de la presente invención se puede utilizar en cualquier grosor adecuado (por ejemplo, desde, aproximadamente, 1 mm hasta, aproximadamente, 10 mm y más preferiblemente, de 1 a 5 mm, aproximadamente).
En una realización particularmente preferida, una junta sellada preparada según la presente invención se recubre adicionalmente con una capa de recubrimiento superior (por ejemplo, una pintura) y, opcionalmente, una capa de imprimación (entre la capa de recubrimiento superior y la junta), una capa de recubrimiento clara (por ejemplo, un poliuretano, un acrílico, tal como un recubrimiento basado en metacrilato de glicidilo (GMA), o una mezcla de los mismos) sobre la capa de recubrimiento superior, o una combinación de las mismas. Preferiblemente, dicho recubrimiento es un recubrimiento basado en agua, aunque también se pueden utilizar recubrimientos basados en disolventes. En una realización, el recubrimiento incluye un recubrimiento de poliuretano de dos componentes. En otra realización, el recubrimiento se aplica como un recubrimiento en polvo. Preferiblemente, se utiliza un proceso de recubrimiento por electrodeposición para aplicar una capa de recubrimiento, tal como la capa de imprimación.
Se ha dado a conocer la realización preferida de la presente invención. Sin embargo, una persona con experiencia en la técnica se daría cuenta de que se podrían hacer algunas modificaciones a partir de las enseñanzas de la presente invención. Por lo tanto, se deberían estudiar las siguientes reivindicaciones para determinar el verdadero alcance y contenido de la presente invención.

Claims (21)

1. Artículo fabricado que comprende:
a) un primer componente de un vehículo automóvil;
b) un segundo componente de un vehículo automóvil contiguo a dicho primer componente;
c) un material de sellado sobre dicho primer componente y dicho segundo componente, incluyendo dicho material de sellado
i)
de un 10 a un 50% de una resina epóxido;
ii)
de un 10 a un 30% de un copolímero o una mezcla de un material epóxido y un elastómero;
iii)
hasta un 40% de un modificador reológico;
iv)
hasta un 5% de un agente de soplado;
v)
un agente de curado; y
vi)
un material de relleno;
d) opcionalmente, una capa de imprimación sobre dicho material de sellado; y
e) opcionalmente, una capa de pintura sobre dicha capa de imprimación.
2. Artículo, según la reivindicación 1, que contiene de un 40 a un 60% en peso del material de relleno.
3. Artículo, según la reivindicación 1 ó 2, en el que el agente de curado está presente en una cantidad de hasta un 7%.
4. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que
a) el primer componente de un vehículo automóvil se selecciona entre aluminio, acero o plástico reforzado;
b) el segundo componente de un vehículo automóvil se selecciona entre aluminio, acero o plástico reforzado contiguo a dicho primer componente;
c) el material de sellado comprende
i)
de un 10 a un 50% en peso de una resina epóxido;
ii)
de un 10 a un 30% en peso de un copolímero o una mezcla de un material epóxido y un elastómero que tiene, aproximadamente, de 1:3 a 3:1 partes de epóxido a elastómero;
iii)
de un 1 a un 20% en peso de un modificador reológico;
iv)
hasta un 5% en peso de un agente de soplado azocarbonamida;
v)
un agente de curado en una cantidad de hasta un 70%, que comprende una amina; y
vi)
de un 40 a un 60% en peso de un material de relleno mineral; y que comprende adicionalmente
d) una capa de imprimación sobre dicho material de sellado;
e) una capa de pintura de poliuretano sobre dicha capa de imprimación; y
f) una capa clara de recubrimiento sobre dicha pintura.
5. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho material de sellado está sustancialmente libre de un fotoiniciador.
6. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho material de sellado está sustancialmente libre de un copolímero etileno-acetato de vinilo.
7. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho material de sellado ha sido curado parcialmente.
8. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho material de relleno es un material de relleno mineral.
9. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho material de relleno se nivela por sí mismo a temperaturas elevadas para proporcionar una superficie lisa que se puede pin-
tar.
10. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer y el segundo componente de automóvil son paneles o revestimientos de protección.
11. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer y el segundo componente de automóvil forman juntos un reborde de una doblez.
12. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que contiene un modificador reológico que es un polímero.
13. Artículo, según la reivindicación 12, en el que el polímero está basado en una olefina.
14. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agente de curado es una amina.
15. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agente de curado es una amidoamina.
16. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agente de curado es una poliamina.
17. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agente de curado es una amina cicloalifática.
18. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 17, en el que el curado parcial se realiza utilizando un curado ácido para inducir la homopolimerización sobre o en el interior del material.
19. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 17, en el que el curado parcial se realiza utilizando un líquido para efectuar la iniciación de una reacción de condensación.
20. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el copolímero o la mezcla de un material epóxido y un elastómero comprende una mezcla de un epóxido y un elastómero termoplástico.
21. Artículo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que el copolímero o la mezcla de un material epóxido y un elastómero comprende una mezcla de un epóxido y una mezcla de un elastómero termoendurecido y un elastómero termoplástico.
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