ES2243719T3

ES2243719T3 - Composicion de pintura de reparacion de capa base de tipo alquida de secado rapido.

Info

Publication number: ES2243719T3
Application number: ES02725772T
Authority: ES
Inventors: Emerson Keith Colyer; Henry Stateczny
Original assignee: BASF Corp
Current assignee: BASF Corp
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2022-04-23
Also published as: WO2002090449A2; EP1397448B1; ATE297970T1; DE60204689D1; DE60204689T2; AU2002256319A1; WO2002090449A3; EP1397448A2; US6518338B2; US20020169241A1; WO2002090449B1

Abstract

Composición de capa base de reparación que comprende una resina alquídica, como mínimo un pigmento dispersado en una resina que incluye la resina alquídica, y un polímero acrílico con funcionalidad hidroxilo, en la que el polímero acrílico tiene un peso molecular promedio en número de como mínimo 6.000 y se polimeriza utilizando como mínimo un 60% en peso de un monómero cicloalifático, con respecto al peso total de monómeros polimerizados.

Description

Composición de pintura de reparación de capa base de tipo alquida de secado rápido.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones de pintura de reparación de automóviles y a los métodos para preparar y utilizar tales composiciones.

Antecedentes de la invención

Actualmente los revestimientos de pintura de acabado de automóviles son predominantemente revestimientos de acabado capa base/capa transparente, aplicándose el revestimiento de acabado en dos capas, una primera de una composición de capa base pigmentada y una segunda de una composición de capa transparente. Los revestimientos capa base/capa transparente son muy adecuados gracias a su alto brillo e intensidad de color. Además, las capas base con pigmentos de efecto decorativo especiales, por ejemplo pigmentos en copos como pigmentos metálicos y de brillo perlino, presentan un excelente efecto gonioaparente en revestimientos de capa base.

Los revestimientos de acabado de reparación de automóviles también se aplican en capas individuales capa base y capa transparente para lograr una correspondencia óptima con el aspecto del revestimiento de acabado original. A diferencia de las composiciones de revestimiento de acabado originales, que típicamente se endurecen a temperaturas de 110ºC o mayores, los revestimientos de reparación de automóviles se han de formular como composiciones termoplásticas o termoendurecibles que se endurecen a temperaturas relativamente bajas ya que muchos componentes de un vehículo acabado no pueden resistir ahornados a altas temperaturas y porque los grandes equipos necesarios para el acabado de un vehículo por ahornado son muy costosos. No obstante, se prefieren las composiciones termoendurecibles porque generan revestimientos más duraderos y resistentes al rayado y al desgaste natural. Normalmente, las composiciones de pintura de reparación termoendurecibles están concebidas para que endurezcan a temperatura ambiente. Aunque el endurecimiento completo dure horas o días, es deseable que el revestimiento esté seco al tacto, es decir, no pegajoso, en un plazo razonablemente breve. Un revestimiento se presenta seca al tacto en poco tiempo permite tiempos de procesamiento más cortos, lo que mejora la productividad del taller de pintura. Tiempos de secado al tacto más cortos también reducen la posibilidad de que el revestimiento se ensucie con partículas suspendidas en el aire.

En la aplicación de los sistemas capa base/capa transparente resulta conveniente disponer de capas base de secado rápido por otra razón: si la composición de capa base aplicada no se ha secado lo suficiente antes de ser aplicada la composición de capa transparente, aplicar la capa transparente altera la capa base, lo que influye negativamente en el aspecto de ésta. En particular se daña el control metálico de las capas base metálicas ya que se altera el pigmento en copos por entremezclarse las capas de revestimiento en su superficie de contacto.

En las composiciones de revestimiento de reparación de automóvilestermoendurecibles, el agente endurecedor reacciona con la resina principal o polímero a temperatura ambiente en un plazo de tiempo razonable sin o con calentamiento a bajas temperaturas, por ejemplo hasta 150ºF. Debido a la reactividad entre el agente endurecedor y la resina principal o polímero a las temperaturas de almacenamiento típicas, estos materiales se presentan separados en componentes almacenados individualmente hasta poco antes de aplicarse la composición de revestimiento sobre el sustrato. Este tipo de composición de revestimiento, donde los materiales que reaccionan para endurecer el revestimiento se presentan en dos componentes almacenados por separados, se denomina, en este campo, composición de revestimiento "de dos componentes" o "de dos envases" o "2C". Las composiciones de capa transparente de reparación, que no están pigmentadas, suelen ser composiciones de dos componentes. Por otra parte, las composiciones de capa base de reparación también se pueden formular como composiciones de dos componentes para cada color deseado o, en su lugar, se pueden preparar a partir de un sistema de mezcla que incluye componentes de color almacenados por separado, un componente que incluye la resina principal o polímero, un componente reticulante y posiblemente otros componentes.

El coste y el contenido de disolvente son otros aspectos a tener en cuenta en la formulación de composiciones de revestimiento de reparación de automóviles. Por ejemplo, se han utilizado resinas celulosa acetato butirato (CAB) para acortar el tiempo de secado al tacto y como aditivos de control de reología para aumentar el control metálico y otras propiedades de los revestimientos de reparación, pero un gran inconveniente de las composiciones de revestimiento que contienen estos materiales CAB es que requieren una cantidad muy grande de disolventes orgánicos. Además, estos materiales CAB son relativamente costosos y requieren de pasos adicionales durante el proceso de producción de revestimientos. Por último, los materiales CAB son productos muy especializados que no se fabrican a gran
escala.

También se pueden utilizar determinados agentes endurecedores, por ejemplo reticulantes poliisocianato, para acortar los tiempos necesarios para que se no de detecte pegajosidad y para otras propiedades, pero éstos también son relativamente costosos. La utilización de reticulantes poliisocianato en capas base también aumenta la complejidad de la preparación y mezcla de las pinturas de reparación.

Por consiguiente, sería deseable disponer de una composición de revestimiento (o un sistema de mezcla para preparar dicha composición de revestimiento) que presentara un tiempo de secado corto hasta ausencia de sensación pegajosa, un buen control metálico, que fuera menos costosa y que se pudiera aplicar de forma que disminuyeran las emisiones sometidas a regulaciones especiales.

Sumario de la invención

La invención proporciona una composición de capa base de reparación que incluye una resina alquídica, como mínimo un pigmento dispersado en la resina alquídica, opcionalmente en combinación con una o más resinas adicionales, y un polímero acrílico con funcionalidad hidroxilo. El polímero acrílico con funcionalidad hidroxilo tiene un peso molecular promedio en número de al menos 6.000 dalton aproximadamente y contiene como mínimo un 45% en peso aproximadamente de uno o más monómeros cicloalifáticos. Preferentemente, la capa base de reparación está libre de materiales reactivos frente al polímero acrílico.

La invención proporciona además un sistema de mezcla para preparar la composición de capa base de la invención. El sistema de mezcla incluye múltiples componentes de color, cada uno de los cuales contiene al menos un pigmento dispersado en la resina alquídica, opcionalmente en combinación con una o más resinas adicionales; un componente libre de pigmentos que contiene el polímero acrílico hidroxilo funcional; y opcionalmente otros componentes. Combinando los componentes del sistema de mezcla se puede producir una composición de capa base de reparación de automóviles de cualquier color que se desee.

Además, la invención también proporciona un método para reparar un sustrato que incluye los pasos de aplicar la composición de capa base de la invención sobre una zona deseada del sustrato, permitir que la capa base aplicada se seque durante aproximadamente veinte minutos y aplicar después una composición de capa transparente sobre la capa base. La composición de capa transparente puede contener como mínimo un componente reactivo frente al polímero acrílico de la composición de capa base. La reacción entre este componente reactivo de la composición de capa transparente y el polímero acrílico de la capa base favorece la adhesión entre capas, incluso aunque sólo reaccione una pequeña parte del polímero acrílico disponible. La alquida de la capa base puede reaccionar con oxígeno para reticularse y/o se puede reticular a través de la funcionalidad hidroxilo.

Es particularmente deseable que la composición de capa transparente sea termoendurecible con el fin de generar un revestimiento duradero y resistente al rayado y al desgaste natural. En el revestimiento compuesto capa base/capa transparente, las propiedades superficiales vienen determinadas por la capa transparente, por lo que no es necesario que la composición de capa base genere una capa de revestimiento dura y resistente. La composición de capa base se seca rápidamente con emisiones relativamente bajas de materiales sometidos a regulaciones especiales. El revestimiento compuesto capa base y capa transparente presenta una excelente adhesión al sustrato y entre las capas base y transparente.

Descripción detallada de la invención

La composición de capa base de reparación incluye una resina alquídica, como mínimo un pigmento dispersado en la resina alquídica o una combinación de la resina alquídica y una o más resinas adicionales, y un polímero acrílico con funcionalidad hidroxilo.

En primer lugar, la composición de capa base incluye una resina alquídica. Las resinas alquídicas se preparan utilizando aceites insaturados y se pueden secar químicamente mediante oxidación (es decir, reticulación a través de los enlaces dobles en presencia del oxígeno del aire). La resina alquídica también se puede reticular a través de la funcionalidad hidroxilo con un componente reactivo frente al hidroxilo en la composición de la capa base o en la composición de capa transparente, preferentemente en la composición de capa transparente. Las resinas alquídicas son convenientes por una serie de razones. Las resinas alquídicas son relativamente económicas. Dado que las resinas alquídicas se pueden endurecer por oxidación, no necesitan de un agente reticulante independiente, el cual requeriría un almacenamiento por separado y aumentaría la complejidad del sistema de mezcla en la preparación de la composición de capa base. En tercer lugar, las resinas alquídicas son resinas en las que se dispersan gran variedad de pigmentos. También es importante que la resina alquídica sea compatible con el polímero acrílico, en particular que la alquida y el acrílico sean miscibles entre sí en solución.

La capa base puede incluir un secante metálico para favorecer el endurecimiento oxidante de la alquida, opcionalmente junto con una o más resinas adicionales. Ejemplos adecuados de secantes metálicos incluyen, sin limitación, naftenato de cobalto, naftenato de calcio, naftenato de cinc, naftenato de circonio y combinaciones de ellos.

La composición de capa base también incluye uno o más pigmentos dispersados en la resina alquídica. Prácticamente se puede incluir cualquier pigmento de color orgánico o inorgánico. Ejemplos de tipos de pigmentos orgánicos adecuados a utilizar incluyen, sin limitación, pigmentos azo metalizados y no metalizados, pigmentos azometina, pigmentos metina, pigmentos antraquinona, pigmentos ftalocianina, pigmentos perinona, pigmentos perileno, pigmentos dicetopirrolopirrol, pigmentos tioindigo, pigmentos iminoisoindolina, pigmentos iminoisoindolinona, pigmentos quinacridona tales como rojos y violetas de quinacridona, pigmentos flavantrona, pigmentos indantrona, pigmentos antrapirimidina, pigmentos carbazol, amarillos monoarilida y diarilida, amarillos benzimidazolona, naranja de tolilo, naranja naftol y pigmentos quinoftalona. Ejemplos de pigmentos inorgánicos adecuados incluyen, sin limitación, pigmentos de óxidos metálicos como dióxido de titanio, óxidos de hierro incluyendo óxido de hierro rojo, óxido de hierro negro y óxido de hierro marrón, y verde de óxido de cromo; negro de humo; ferrocianuro férrico (azul de Prusia); azul ultramar; cromato de plomo; etc.

El pigmento o los pigmentos de color se dispersan en la resina alquídica, o en la combinación de resinas que incluye la resina alquídica, según métodos conocidos. En general, el pigmento y la resina alquídica (o la resina alquídica y
otra(s) resina(s)) se ponen en contacto bajo un cizallamiento lo suficientemente alto como para romper los aglomerados de pigmento en partículas de pigmento primarias y para humedecer la superficie de las partículas de pigmento con la resina alquídica. La ruptura de los aglomerados y la humectación de las partículas de pigmento primarias son importantes para la estabilidad del pigmento y el desarrollo del color. Cuando la dispersión de pigmento se utiliza para producir un componente de color del sistema de mezcla, la dispersión de pigmento se puede ajustar adicionalmente con resina alquídica, disolventes y/u otros materiales en la cantidad necesaria como para que los componentes de color del sistema de mezcla se puedan utilizar juntos con el fin de generar los diversos colores del revestimiento de reparación deseados.

Los colores de capa base metálicos se producen utilizando uno o más pigmentos en copos especiales. En general, los colores metálicos se definen como colores que presentan efectos gonioaparentes. Por ejemplo, el documento F284 de la American Society of Testing Methods (ASTM) define metálico como "relativo al aspecto de un material gonioaparente que contiene copos metálicos". Los colores de capa base metálicos se pueden producir utilizando pigmentos en copos metálicos, por ejemplo pigmentos en copos de aluminio, de cobre, de cinc, de acero inoxidable y pigmentos en copos de bronce, y/o utilizando pigmentos en copos de brillo perlino que incluyen micas tratadas, por ejemplo pigmentos de mica revestidos con dióxido de titanio y pigmentos de mica revestidos con óxido de hierro, para proporcionar a los revestimientos un aspecto diferente según el ángulo bajo el que se contemple.

A diferencia de los pigmentos de color sólidos, los pigmentos en copos no se aglomeran y no se muelen con un cizallamiento alto, ya que éste rompería o doblaría los copos, disminuyendo o destruyendo los efectos gonioaparentes. Los pigmentos en copos se dispersan satisfactoriamente en la resina alquídica, o en la combinación de resinas que incluye la resina alquídica, por agitación con un cizallamiento bajo.

La composición de capa base de reparación también incluye un polímero acrílico de funcionalidad hidroxilo. El polímero acrílico de funcionalidad hidroxilo tiene un peso molecular promedio en número de al menos 6.000 aproximadamente, preferentemente de al menos 8.000 aproximadamente y en especial de al menos 10.000 aproximadamente. El polímero acrílico de funcionalidad hidroxilo también tiene, preferentemente, un peso molecular promedio en peso de al menos aproximadamente 17.000, en especial de al menos aproximadamente 19.000 y en particular de como mínimo aproximadamente 21.000. Los pesos moleculares se pueden determinar mediante cromatografía de filtración en gel utilizando patrones de poliestireno.

El polímero acrílico se polimeriza utilizando uno o más monómeros cicloalifáticos. Ejemplos adecuados de monómeros cicloalifáticos incluyen, sin limitación, (met)acrilato de ciclohexilo, ésteres (met)acrilato de ciclohexanol alquil sustituido y ésteres (met)acrilato de ciclohexano alcanol sustituido, por ejemplo (met)acrilato de 2-terc-butilciclohexilo y de 4-terc-butilciclohexilo, (met)acrilato de 4-ciclohexil-1-butilo y (met)acrilato de 3,3,5,5-tetrametilciclohexilo; (met)acrilato de isobornilo; (met)acrilato de isomentilo; (met)acrilato de ciclopentilo, ésteres (met)acrilato de ciclopentanoles sustituidos con alquilo y ésteres (met)acrilato de ciclopentanos sustituidos con alcanol; (met)acrilatos de adamantanilo; (met)acrilato de ciclododecilo; (met)acrilato de cicloundecanometilo; (met)acrilato de diciclohexilmetilo; (met)acrilato de ciclododecanometilo; (met)acrilato de mentilo; etc., y también combinaciones de éstos. El término "(met)acrilato" se utiliza aquí para indicar tanto el éster acrilato como el éster metacrilato. Entre éstos, son preferentes (met)acrilato de ciclohexilo y (met)acrilato de isobornilo.

Las unidades monoméricas cicloalifáticas se incluyen en el polímero acrílico en cantidades de como mínimo aproximadamente un 45% en peso, preferentemente como mínimo aproximadamente un 60% en peso y en especial de como mínimo aproximadamente un 65% en peso de polímero. Resulta ventajoso que las unidades monoméricas cicloalifáticas estén presentes en el polímero acrílico en cantidades de hasta aproximadamente un 85% en peso, en especial de hasta aproximadamente un 80% en peso y en particular de hasta aproximadamente un 75% en peso de polímero. El límite superior de la cantidad de unidades monoméricas cicloalifáticas depende de factores tales como el monómero utilizado en particular, la viscosidad obtenida en el polímero acrílico utilizando el monómero, la cantidad de monómero hidroxilo y otros monómeros utilizados, etc.

El polímero acrílico también tiene funcionalidad hidroxilo. La funcionalidad hidroxilo se puede introducir convenientemente en el polímero copolimerizando al menos un monómero con funcionalidad hidroxilo. Ejemplos adecuados de monómeros con funcionalidad hidroxilo incluyen, sin limitación, (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilatos de hidroxipropilo, (met)acrilatos de hidroxibutilo y combinaciones de ellos. Preferentemente, en el polímero se incluye como mínimo aproximadamente un 5% en peso de monómero con funcionalidad hidroxilo. También es preferible incluir en el polímero hasta aproximadamente un 15% en peso de monómero con funcionalidad hidroxilo. La funcionalidad hidroxilo también se puede introducir a través de compuestos tioalcohol, incluyendo, sin limitación, 3-mercapto-1-propanol, 3-mercapto-2-butanol, 11-mercapto-1-undecanol, 1-mercapto-2-propanol, 2-mercaptoetanol, 6-mercapto-1-hexanol, alcohol 2-mercaptobencílico, 3-mercapto-1,2-propanodiol, 4-mercapto-1-butanol y combinaciones de ellos. La funcionalidad hidroxilo también se puede introducir en el polímero acrílico, por ejemplo, mediante reacción del polímero con un material que contiene o produce la funcionalidad hidroxilo, por ejemplo por apertura de anillo de un grupo epóxido. En una realización preferente, el polímero acrílico tiene un índice hidroxilo de como mínimo aproximadamente 15 mgKOH / g de polímero, preferentemente como mínimo aproximadamente 40 mgKOH / g
de polímero, en especial como mínimo aproximadamente 45 mgKOH / g de polímero y en particular como mínimo aproximadamente 50 mgKOH / g de polímero. También es preferible que el polímero acrílico tenga un índice hidroxilo de hasta aproximadamente 115 mgKOH / g de polímero, preferentemente de hasta aproximadamente 90 mgKOH / g de polímero, en especial de hasta aproximadamente 75 mgKOH / g de polímero y en especial de hasta aproximadamente 60 mgKOH / g de polímero. La funcionalidad hidroxilo se puede incorporar por cualquier método o combinación de métodos.

Junto con el monómero cicloalifático y el monómero hidroxilo (y/o el compuesto y/o monómero hidroxitiol que proporciona funcionalidad hidroxilo a través de reacción adicional después de la polimerización) se pueden copolimerizar otros monómeros. Ejemplos de comonómeros adecuados incluyen, sin limitación, ácidos monocarboxílicos \alpha-\beta-etilénicamente insaturados de 3 a 5 átomos de carbono, por ejemplo los ácidos acrílico, metacrílico y crotónico y sus ésteres; ácidos dicarboxílicos \alpha-\beta-etilénicamente insaturados de 4 a 6 átomos de carbono y sus anhídridos, monoésteres y diésteres; ésteres vinílicos, éteres vinílicos, vinil cetonas y compuestos vinílicos aromáticos o heterocíclicos alifáticos. Ejemplos representativos de ésteres de los ácidos acrílico, metacrílico y crotónico adecuados incluyen, sin limitación, los ésteres procedentes de la reacción con alcoholes alifáticos saturados de 1 a 20 átomos de carbono, por ejemplo acrilatos, metacrilatos y crotonatos de metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo, terc-butilo, hexilo, 2-etilhexilo, dodecilo, laurilo y estearilo; y acrilatos y metacrilatos de polialquilenglicol. Ejemplos representativos de otros monómeros polimerizables etilénicamente insaturados incluyen, sin limitación, compuestos tales como monoésteres y diésteres de los anhídridos fumárico, maleico e itacónico con alcoholes como metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol y terc-butanol. Ejemplos representativos de monómeros vinílicos copolimerizables incluyen, sin limitación, compuestos como acetato de vinilo, propionato de vinilo, éteres vinílicos tales como etil vinil éter, haluros de vinilo y vinilideno, y vinil etil cetona. Ejemplos representativos de compuestos vinílicos aromáticos o heterocíclicos alifáticos incluyen, sin limitación, compuestos como estireno, \alpha-metilestireno, viniltolueno, terc-butilestireno y 2-vinilpirrolidona. Los comonómeros se pueden utilizar en cualquier combinación. En una realización preferente, el polímero acrílico se prepara utilizando una mezcla de monómeros que incluye estireno y metacrilato de metilo (como mínimo aproximadamente de un 1% y hasta aproximadamente un 20% en peso en combinación, referido al peso total de monómeros polimerizados) y un éster acrílico o metacrílico que tiene como mínimo aproximadamente seis átomos de carbono y que no es un monómero cicloalifático (como mínimo aproximadamente de un 0,5% y hasta aproximadamente un 20% en peso, referido al peso total de monómeros polimerizados). El polímero acrílico se debería formular de modo que tenga una viscosidad útil a la vista de las restricciones legales sobre compuestos orgánicos volátiles. Los monómeros se seleccionan y dosifican de modo que una solución al 50% en peso del polímero acrílico en acetato de n-butilo tenga una viscosidad preferentemente menor o igual a 6,3 stokes a 25ºC, en especial menor o igual a 5,8 stokes a 25ºC y en particular menor o igual a 5,5 stokes
a 25ºC.

El polímero acrílico se puede preparar utilizando técnicas convencionales, por ejemplo calentando los monómeros en presencia de un agente iniciador de polimerización y opcionalmente agentes de transferencia de cadena. Preferentemente, la polimerización se lleva a cabo en solución, aunque también es posible polimerizar el polímero acrílico en masa fundida.

Los iniciadores típicos son peróxidos orgánicos, por ejemplo peróxidos de dialquilo como peróxido de di-t-butilo, peroxiésteres como peroctoato de t-butilo y peracetato de t-butilo, peroxidicarbonatos, peróxidos de diacilo, hidroperóxidos como hidroperóxido de t-butilo, y peroxicetales; compuestos azo como 2,2'-azobis(2-metilbutanonitrilo) y 1,1'-azobis(ciclohexanocarbonitrilo); y combinaciones de ellos. Los agentes de transferencia de cadena típicos son mercaptanos como octilmercaptano, n- o terc-dodecilmercaptano; compuestos halogenados, ácido tiosalicílico, ácido mercaptoacético, mercaptoetanol y los otros tioalcoholes ya mencionados, y alfa-metilestireno dimérico.

Normalmente la reacción se lleva a cabo a temperaturas de entre aproximadamente 20ºC y aproximadamente 200ºC. La reacción se puede llevar a cabo convenientemente a la temperatura de reflujo del disolvente o de la mezcla de disolventes, aunque con un control apropiado se puede mantener una temperatura inferior a la temperatura de reflujo. El iniciador se debe elegir según la temperatura a la que se lleva a cabo la reacción, de modo que la vida media del iniciador a dicha temperatura no sea superior a aproximadamente treinta minutos preferentemente.

La composición de capa base de reparación puede contener otros materiales, incluyendo otras resinas o polímeros utilizados en combinación con la resina alquídica para dispersar los pigmentos, tales como acrílicos, poliésteres y/o poliuretanos; y aditivos tales como agentes de control de reología, agentes de acabado mate, agentes tensioactivos, materiales de carga (por ejemplo talco o barita), estabilizadores, humectantes, dispersantes, promotores de adherencia, materiales de carga, absorbentes UV, fotoestabilizadores de amina impedida, etc. Opcionalmente, la invención puede incluir una o más ceras, por ejemplo copolímeros poli(etilenvinil acetato) u otros agentes de control de reología. Los agentes de control de reología se añaden para mejorar el aspecto y/o la lisura de la capa base, en particular el aspecto metálico de las capas base metálicas.

Preferentemente, la capa base de reparación está libre de materiales reactivos frente al polímero acrílico. Cuando la composición no incluye ningún reticulante para el polímero acrílico, la composición de capa base se puede formular como una pintura de un componente (un envase). Como alternativa, la composición de capa base puede incluir un agente reticulante reactivo frente al polímero acrílico y opcionalmente con funcionalidad hidroxilo en la resina alquídica, por ejemplo un poliisocianato como, pero no exclusivamente, isocianurato de hexametilenisocianato. El agente reticulante se mantiene separado del polímero acrílico hasta justo antes de su aplicación en forma de una pintura de dos componentes (dos envases).

En otra realización, la invención proporciona un sistema de mezcla para preparar la composición de capa base de la invención. El sistema de mezcla incluye múltiples componentes de color, conteniendo cada uno de ellos, independientemente, como mínimo un pigmento dispersado en como mínimo la resina alquídica; un componente libre de pigmentos que contiene el polímero acrílico con funcionalidad hidroxilo de la composición de capa base; y opcionalmente otros componentes.

Los componentes de color del sistema de mezcla se formulan de modo que el sistema pueda generar la composición de capa base de reparación de la invención en cualquier color deseado. El sistema de mezcla tiene como mínimo aproximadamente 30 componentes de color, pero puede contener hasta 60 o más componentes de color. Es conveniente reducir en la mayor medida posible la cantidad de componentes de color para lograr una formulación más simple y costes más bajos, pero se ha de incluir una cantidad suficiente de componentes de color para poder formular cualquier color deseado para la reparación de los automóviles.

Los componentes de color se pueden formular de modo que la composición de capa base de reparación tenga, en general y sustancialmente, las propiedades físicas, por ejemplo empleando esencialmente la misma proporción en peso de resina alquídica con respecto al polímero acrílico (en base a los pesos de componentes no volátiles), independientemente de los componentes de color necesarios para preparar el color deseado de la capa base. La resina alquídica se utiliza para dispersar el pigmento en el componente de color, pero algunos pigmentos o combinaciones de pigmentos requieren más resina para formar una dispersión estable y con la viscosidad adecuada. Los pigmentos, incluyendo los pigmentos en copos, se pueden incorporar en cantidades de entre aproximadamente un 2% y aproximadamente un 35% en peso de la parte no volátil del componente de color, dependiendo del pigmento o los pigmentos particulares incluidos. Se puede añadir más resina alquídica a los componentes de color en la medida necesaria para que cada componente de color aporte la cantidad de resina alquídica a la composición de capa base.

El sistema de mezcla también incluye un componente libre de pigmentos que contiene el polímero acrílico con funcionalidad hidroxilo de la composición de capa base arriba descrito. El sistema de mezcla puede incluir opcionalmente otros componentes, tales como un componente reticulante que contiene un reticulante reactivo frente al polímero acrílico con funcionalidad hidroxilo y/o un componente disolvente reductor.

La composición de capa base puede incluir uno o más disolventes. En general, el disolvente puede ser cualquier disolvente o disolventes orgánicos adecuados para la alquida y/o el polímero acrílico. El disolvente o disolventes se pueden seleccionar entre disolventes alifáticos o aromáticos, por ejemplo cetonas, ésteres, acetatos, tolueno, xileno, mezclas de hidrocarburos aromáticos, o combinaciones de cualesquiera de ellos.

En el sistema de mezcla, el disolvente se puede incluir en cualquiera de los componentes, y el sistema de mezcla puede incluir un componente adicional que contenga disolventes diferente de los componentes de color y el componente que contiene polímero acrílico. En general, cada uno de los componentes incluirá uno o más tipos de disolventes orgánicos.

La capa base de reparación de la invención se aplica en una capa sobre la zona deseada del sustrato a reparar. La capa base aplicada se deja secar y después se aplica una composición de capa transparente en una capa sobre la capa de composición de capa base. La composición de capa base de la invención resulta ventajosa porque la composición de capa transparente se puede aplicar en un tiempo tan breve como 5 minutos después de la aplicación de la capa base. En general no se requieren más de aproximadamente 20 minutos de tiempo de secado antes de poder aplicar la composición de capa transparente.

Sobre la capa base seca se aplica una capa de una composición de capa transparente. La composición de capa transparente puede incluir un material reactivo con el polímero acrílico y, opcionalmente, la alquida de la capa de composición de capa base. Por ejemplo, la composición de capa transparente puede incluir un reticulante reactivo con funcionalidad hidroxilo, tal como un agente reticulante con funcionalidad isocianato, por ejemplo, pero no exclusivamente, isocianurato de hexametilendiisocianato.

Después de la aplicación de la capa transparente, el revestimiento compuesto se endurece a temperatura ambiente, mediante ahornado a baja temperatura (por ejemplo, siguiendo un programa de ahornado de reparación de automóviles típico), o por secado al aire (endurecimiento oxidante). El endurecimiento oxidante de la resina alquídica de la capa base puede realizarse durante varios días mediante difusión de oxígeno a través de la capa transparente.

El sustrato reparado puede ser un automóvil o un componente del mismo. No obstante, las composiciones de revestimiento de la invención se pueden aplicar sobre otros artículos para los que se desee un revestimiento protector y/o decorativo. Estos artículos pueden consistir en artículos que tengan partes o sustratos que no resistan las condiciones de endurecimiento a alta temperatura o que no se puedan colocar fácilmente en un horno de alta cocción.

La invención se describe adicionalmente mediante los siguientes ejemplos. Los ejemplos son meramente ilustrativos y no limitan en modo alguno el alcance de la invención descrito y reivindicado. Todas las partes son partes en peso a no ser que se indique de otro modo.

Ejemplo 1 Preparación de una Mezcla Modificadora

Se preparó una resina acrílica polimerizando, en 24,61 partes en peso de acetato de n-butilo, un total de 48,47 partes en peso de una Mezcla A formada por 73,73 partes en peso de metacrilato de ciclohexilo, 12,09 partes en peso de metacrilato de 2-hidroxietilo, 13,63 partes en peso de comonómeros polimerizables por adición y 0,56 partes en peso de 2-mercaptoetanol con 6,88 partes en peso de una Mezcla B formada por 0,44 partes en peso de iniciador de polimerización de adición y 99,56 partes en peso de acetato de n-butilo y 6,15 partes en peso de una Mezcla C formada por 96,98 partes en peso de acetato de n-butilo y 3,02 partes en peso de un segundo iniciador de polimerización de adición. Para limpiar las líneas de adición se utilizó un total de 3,46 partes en peso de acetato de n-butilo. La mezcla de reacción se mantuvo a la temperatura de reacción para completar la polimerización, después se enfrió y a continuación se añadieron 10,42 partes en peso de metil etil cetona a la resina fría. La resina acrílica tenía un peso molecular promedio en número de aproximadamente 8.700.

Una porción de 83,8 partes en peso del producto de resina acrílica se combinó con 31,9 partes en peso de una dispersión de cera (10% en peso en xileno) y 4,3 partes en peso de un agente de acabado mate.

Ejemplo 2 Preparación de una composición de revestimiento de capa base

Se preparó una composición de revestimiento de capa base negra combinando una parte en volumen de la Mezcla Modificadora del Ejemplo 1 con 2 partes en volumen de una dispersión de color basada en alquida de aproximadamente un 2,5% en peso de pigmento negro y aproximadamente un 46% en peso de resina alquídica referido al peso total del material no volátil. La mezcla se redujo a un 50% en volumen con un reductor disolvente.

Ejemplo comparativo A

Se preparó una composición de revestimiento de capa base negra comparativa combinando una parte en volumen de un componente que contenía poliisocianato (aproximadamente un 15,25% en peso de isocianato activo) con 8 partes en volumen de la dispersión de color basada en alquida del Ejemplo 2 y 4 partes en peso del reductor disolvente del Ejemplo 2.

Ejemplo comparativo B

Se preparó un polímero acrílico comparativo de acuerdo con el procedimiento del Ejemplo 1, pero utilizando una mezcla de monómero que contenía 17,9 partes en peso de metacrilato de hidroxipropilo, 13,4 partes en peso de metacrilato de isobornilo, 0,2 partes en peso de mercaptoetanol y 68,4 partes en peso de comonómeros polimerizables de adición. El polímero acrílico se utilizó para preparar una Mezcla Modificadora Comparativa B del mismo modo que en el Ejemplo 1.

Se preparó una composición de revestimiento de capa base negra combinando una parte en volumen de la Mezcla Modificadora Comparativa B con 2 partes en volumen de la dispersión de color basada en alquida del Ejemplo 2. La mezcla se redujo a un 50% en volumen con el reductor disolvente del Ejemplo 2.

Ensayos

Las composiciones de revestimiento de capa base del Ejemplo 2 y los Ejemplos Comparativos A y B se pulverizaron, en cada caso, sobre un sustrato hasta cubrirlo y se observaron los tiempos de secado de las composiciones. Se aplicó una capa transparente de reparación comercial y se observó el aspecto del sustrato revestido con la capa transparente.

La muestra del Ejemplo 2 dejó de estar pegajosa en aproximadamente 5 minutos, momento en el que se aplicó la capa transparente de reparación comercial. La capa transparente formó una capa lisa y uniforme.

La muestra del Ejemplo Comparativo A seguía pegajosa después de 20 minutos, momento en el que se aplicó la capa transparente de reparación comercial. La capa transparente formó una capa lisa y uniforme.

La muestra del Ejemplo Comparativo B seguía pegajosa después de 20 minutos, momento en el que se aplicó la capa transparente de reparación comercial sobre la mitad de la placa. La capa transparente presentaba numerosos cráteres y no formó una película satisfactoria. Después de 24 horas, la mitad de la placa que no había sido revestida con la capa transparente seguía pegajosa.

Ejemplo 3 Preparación de una composición de revestimiento de capa base metálica plateada

Se preparó una composición de revestimiento de capa base metálica plateada combinando una parte en volumen de la Mezcla Modificadora del Ejemplo 1 con 2 partes en volumen de una dispersión de color basada en alquida formada por aproximadamente un 4,5% en peso de pigmento de aluminio y aproximadamente un 46% en peso de resina alquídica, con respecto al peso total de material no volátil. La mezcla se redujo a un 50% en volumen con el reductor disolvente del Ejemplo 2.

Ejemplo comparativo C

Se preparó una composición de revestimiento de capa base metálica plateada comparativa combinando una parte en volumen del componente que contenía poliisocianato del Ejemplo Comparativo A con 8 partes en volumen de la dispersión de color basada en alquida del Ejemplo 3 y 4 partes en peso del reductor disolvente del Ejemplo 2.

Ensayos

Las composiciones de revestimiento de capa base del Ejemplo 3 y el Ejemplo Comparativo C se pulverizaron, en cada caso, sobre un sustrato hasta cubrirlo. Una capa transparente de reparación comercial se aplicó después de 5 minutos sobre la capa base formada a partir del Ejemplo 3 y después de 20 minutos sobre la capa base formada a partir del Ejemplo Comparativo C, y se observó el aspecto de los sustratos revestidos. El sustrato revestido preparado con la composición de capa base del Ejemplo 3 tenía un efecto metálico sensiblemente mejor que el revestido preparado con la composición de capa base del Ejemplo Comparativo C.

La invención se ha descrito detalladamente con referencia a realizaciones preferentes de la misma. No obstante, se ha de entender que se pueden realizar variaciones y modificaciones dentro del espíritu y el alcance de la invención.

Claims

1. Composición de capa base de reparación que comprende una resina alquídica, como mínimo un pigmento dispersado en una resina que incluye la resina alquídica, y un polímero acrílico con funcionalidad hidroxilo, en la que el polímero acrílico tiene un peso molecular promedio en número de como mínimo 6.000 y se polimeriza utilizando como mínimo un 60% en peso de un monómero cicloalifático, con respecto al peso total de monómeros
polimerizados.

2. Composición de capa base de reparación según la reivindicación 1, en la que la capa base de reparación está libre de materiales reactivos frente al polímero acrílico.

3. Composición de capa base de reparación según la reivindicación 1, que comprende además como mínimo un secante metálico.

4. Composición de capa base de reparación según la reivindicación 1, que comprende además como mínimo un pigmento en copos.

5. Composición de capa base de reparación según la reivindicación 1, en la que el polímero acrílico tiene un peso molecular promedio en peso de como mínimo 17.000.

6. Composición de capa base de reparación según la reivindicación 1, en la que el monómero cicloalifático incluye un elemento seleccionado de entre el grupo consistente en acrilato de ciclohexilo, metacrilato de ciclohexilo, acrilato de isobornilo, metacrilato de isobornilo, y combinaciones de ellos.

7. Composición de capa base de reparación según la reivindicación 1, en la que el monómero cicloalifático representa hasta un 85% en peso, con respecto al peso total de monómeros polimerizados.

8. Composición de capa base de reparación según la reivindicación 1, en la que el polímero acrílico presenta un índice hidroxilo de desde 45 mgKOH / g de polímero a 75 mgKOH / g de polímero.

9. Composición de capa base de reparación según la reivindicación 1, en la que el polímero acrílico se polimeriza a partir de monómeros que comprenden entre un 1% y un 20% en peso de una combinación de estireno y metacrilato de metilo, con respecto al peso total de monómeros polimerizados, y entre un 0,5% y hasta un 20% en peso de como mínimo un éster acrílico o metacrílico que tiene como mínimo seis átomos de carbono y no es cicloalifático, con respecto al peso total de monómeros polimerizados.

10. Composición de capa base de reparación según la reivindicación 1, en la que una solución al 50% del polímero acrílico en acetato de n-butilo presenta una viscosidad menor o igual a 6,3 stokes a 25ºC.

11. Composición de capa base de reparación que comprende una resina alquídica, como mínimo un pigmento dispersado en la resina alquídica, y un polímero acrílico con funcionalidad hidroxilo, en la que el polímero acrílico tiene un peso molecular promedio en número de como mínimo 8.000 y se polimeriza utilizando entre un 60% y un 80% en peso de un monómero cicloalifático, con respecto al peso total de monómeros polimerizados.

12. Composición de capa base de reparación según la reivindicación 11, en la que una solución al 50% del polímero acrílico en acetato de n-butilo presenta una viscosidad menor o igual a 5,8 stokes a 25ºC.

13. Sistema de mezcla de capa base de reparación, que comprende

(a): múltiples componentes de color, cada uno de los cuales incluye independientemente como mínimo un pigmento dispersado en una resina que incluye una resina alquídica, y

(b): un componente libre de pigmentos que contiene un polímero acrílico con funcionalidad hidroxilo que tiene un peso molecular promedio en número de como mínimo 6.000 y se polimeriza utilizando como mínimo un 60% en peso de un monómero cicloalifático, con respecto al peso total de monómeros polimerizados,

en el que los componentes de color están relacionados entre sí de tal modo que combinando los componentes del sistema de mezcla se puede producir una composición de capa base de reparación de cualquier color deseado.

14. Sistema de mezcla de capa base de reparación según la reivindicación 13, en el que el sistema de mezcla comprende como mínimo 30 componentes de color.

15. Sistema de mezcla de capa base de reparación según la reivindicación 13, que comprende además un componente que contiene un reticulante reactivo frente al polímero acrílico de funcionalidad hidroxilo.

16. Método para reparar un sustrato, que incluye los pasos consistentes en:

(a): aplicar sobre un área deseada del sustrato una capa de una composición de capa base de reparación según la reivindicación 1;

(b): dejar que la capa aplicada de la composición de capa base se seque durante aproximadamente veinte minutos; y

(c): aplicar una composición de capa transparente sobre la capa de la composición de capa base.

17. Método según la reivindicación 16, en el que la composición de capa transparente es termoendurecible.

18. Método según la reivindicación 16, en el que la composición de capa transparente comprende como mínimo un material reactivo frente al polímero acrílico de la capa de composición de capa base.

19. Método según la reivindicación 18, en el que el material reactivo con el polímero acrílico de la capa de composición de capa base comprende isocianurato de hexametilendiisocianato.

20. Método según la reivindicación 16, en el que la composición de capa base está seca al tacto cinco minutos después de su aplicación.

21. Método según la reivindicación 16, en el que el sustrato es un automóvil o un componente de un automóvil.

22. Sustrato reparado preparado según el método de la reivindicación 16.