ES2259690T3 - Composciones de barniz en polvo endurecibles por radiacion y su uso. - Google Patents
Composciones de barniz en polvo endurecibles por radiacion y su uso.Info
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Abstract
Composición de barniz en polvo endurecible por radiación, que contiene I. un aglutinante constituido por A) 60 a 90% en peso de al menos un acrilato de uretano amorfo y B) 10 a 40% en peso de al menos un acrilato de uretano cristalino, ascendiendo la Tg de la mezcla a partir de A y B al menos a 35ºC; y II. coadyuvantes y aditivos, estando excluidos de la composición de barniz en polvo los iniciadores por UV.
Description
Composiciones de barniz en polvo endurecibles
por radiación y su uso.
La invención se refiere a composiciones de
barniz en polvo endurecibles por radiación que se reticulan formando
películas de barniz estables frente a la luz y a la intemperie.
Se conocen barnices en polvo térmicamente
reticulables y se usan con frecuencia en la industria del
procesamiento de barnices.
Así, por ejemplo, el documento
DE-PS2735497 describe barnices en polvo de PUR con
una estabilidad excelente a la intemperie y frente al calor. Los
reticulantes, cuya preparación está descrita en el documento
DE-PS2712931, están constituidos por
isoforonadiisocianato que contiene grupos isocianurato bloqueados
por \varepsilon-caprolactama. También se conocen
poliisocianatos que contienen grupos uretano, biuret o urea, cuyos
grupos isocianato también están bloqueados.
La desventaja de estos sistemas consiste en la
escisión del agente bloqueante durante la reacción térmica de
reticulación. Como de esta manera el agente bloqueante puede
emitirse al medio ambiente, por razones ecológicas y de higiene
laboral, deben tomarse precauciones especiales para purificar el
aire de salida y/o para recuperar el agente bloqueante. Además, los
reticulantes presentan una baja reactividad. Se requieren
temperaturas de endurecimiento mayores de 170ºC.
Ambas desventajas, la emisión de agentes
bloqueantes y el endurecimiento a altas temperaturas, pueden
eliminarse mediante barnices en polvo que no se endurecen de forma
térmica, sino por radiación. Tales barnices en polvo endurecibles
por radiación son conocidos y están descritos, por ejemplo, en los
documentos USP3.485.732, EP0407826, EP0636669, WO99/14254,
USP3.974.303, USP5.639.560 y EP0934359.
Los documentos EP0636669 y WO99/14254 describen
barnices en polvo de dos componentes, endurecibles por radiación,
basados en un poliéster no saturado y un éter vinílico. Los
revestimientos preparados a partir de éstos no son apropiados para
el uso en exteriores, porque se amarillean fuertemente.
La patente estadounidense 3.974.303 describe
resinas termoplásticos que por 1000 g del peso molecular contienen
de 0,5 a 3,5 grupos no saturados polimerizables. Sin embargo, los
poliuretanos descritos (véase el ejemplo 1) no son estables a la
intemperie y poseen sólo una baja flexibilidad, debido a la falta de
grupos poliéster y a la baja longitud de cadena.
La patente estadounidense 5.639.560 describe
composiciones en polvo endurecibles por radiación, con poliésteres
cristalinos especiales como aglutinantes, que adicionalmente
presentan grupos metacrilo terminales. Estas composiciones en
polvo, de forma facultativa contienen oligómeros etilénicamente
insaturados, entre otros, acrilatos de uretano, en cantidades
subordinadas, preferentemente, de hasta el 10% en peso. Pero las
formulaciones de barniz en polvo endurecibles por radiación,
presentadas en dicha patente, tienen considerables desventajas.
Sólo pueden molerse a -80ºC y normalmente, los revestimientos
resultantes de éstas, o bien, no son estables a la intemperie, o
bien no son flexibles. La desventaja de una dureza pendular (según
König) muy baja, menor de 120 s, es especialmente
agravante.
agravante.
El documento EP0934359 describe mezclas
pulverulentas endurecibles por radiación, a partir de poliésteres
amorfos y cristalinos con grupos metacrilato terminales. Aunque
estos revestimientos de barniz en polvo, preparados a partir de
dichas mezclas, poseen una temperatura de transición vítrea más alta
que los metacrilatos cristalinos del documento US 5.639.560, deben
seguir moliéndose con refrigeración. Además, la dureza y la
adherencia de los revestimientos sólo son mediocres.
El objetivo de la presente invención era hallar
composiciones de barniz en polvo endurecibles por radiación que
fueran estables en el almacenamiento a 35ºC, y que además, después
del endurecimiento de las películas de barniz, condujeran a
revestimientos tanto duros, como flexibles y estables a la
intemperie. Estos revestimientos deben poder ajustarse para ser
tanto altamente transparentes, como opalescentes. Además, los
barnices en polvo deben poder molerse requiriendo poco o ningún
refrigerante.
Sorprendentemente, pudo alcanzarse este objetivo
mediante una composición de barniz en polvo endurecible
por radiación, que como aglutinante contiene una mezcla de al menos un acrilato de uretano amorfo y al menos
un acrilato de uretano cristalino, con una temperatura de transición vítrea (Tg) de la mezcla de al menos
35ºC.
por radiación, que como aglutinante contiene una mezcla de al menos un acrilato de uretano amorfo y al menos
un acrilato de uretano cristalino, con una temperatura de transición vítrea (Tg) de la mezcla de al menos
35ºC.
\newpage
El objeto de la invención son composiciones de
barniz en polvo endurecibles por radiación, que contienen
- I.
- un aglutinante constituido por
- A)
- 60 a 90% en peso de al menos un acrilato de uretano amorfo
- y
- B)
- 10 a 40% en peso de al menos un acrilato de uretano cristalino, ascendiendo la Tg de la mezcla a partir de A y B al menos a 35ºC;
- y
- II.
- coadyuvantes y aditivos,
- estando excluidos de la composición de barniz en polvo los iniciadores por UV.
Otro objeto de la invención, es el uso de
composiciones que contienen
- I.
- un aglutinante constituido por
- A)
- 60 a 90% en peso de al menos un acrilato de uretano amorfo
- y
- B)
- 10 a 40% en peso de al menos un acrilato de uretano cristalino, ascendiendo la Tg de la mezcla a partir de A y B al menos a 35ºC;
- y
- II.
- coadyuvantes y aditivos, estando excluidos los iniciadores por UV, para la preparación de composiciones de barniz en polvo endurecibles por radiación.
También es objeto de la invención un
procedimiento para la preparación de composiciones de barniz en
polvo endurecibles por radiación, que contienen
- I.
- un aglutinante constituido por
- C)
- 60 a 90% en peso de al menos un acrilato de uretano amorfo
- y
- D)
- 10 a 40% en peso de al menos un acrilato de uretano cristalino, ascendiendo la Tg de la mezcla a partir de A y B al menos a 35ºC;
- y
- II.
- coadyuvantes y aditivos,
- estando excluidos de la composición de barniz en polvo los iniciadores por UV, manteniéndose un límite superior de temperaturas de entre 120ºC y 130ºC, en amasadores calefaccionables, en particular, extrusores (¿correcto?).
También es objeto de la invención un
procedimiento para la preparación de revestimientos con
transparencia alta o baja, mediante el uso de composiciones de
barniz en polvo endurecibles por radiación, que contienen
- I.
- un aglutinante constituido por
- A)
- 60 a 90% en peso de al menos un acrilato de uretano amorfo
- y
- B)
- 10 a 40% en peso de al menos un acrilato de uretano cristalino, ascendiendo la Tg de la mezcla a partir de A y B al menos a 35ºC;
- y
\newpage
- II.
- coadyuvantes y aditivos,
- estando excluidos de la composición de barniz en polvo los iniciadores por UV.
En el sentido de esta invención, los acrilatos
de uretano están constituidos por un poliéster que contiene grupos
hidroxilo, al que se enlazan grupos uretano y acrilato, por reacción
con poliisocianatos y alcoholes que contienen grupos acrilato.
A. Los acrilatos de uretano amorfos conforme a
la invención, se preparan a partir de poliésteres amorfos que
contienen grupos hidroxilo (A1), con una Tg de 35 a 80ºC, mediante
la reacción con poliisocianatos (A2) y un compuesto que
simultáneamente contiene al menos un grupo alcohólico y al menos un
grupo acrilato polimerizable (A3). Presentan tanto grupos uretano,
como grupos acrilato terminales.
A1. Los poliésteres amorfos que contienen grupos
hidroxilo, con una Tg de 35 a 80ºC, se preparan por policondensación
de ácidos dicarboxílicos y dioles apropiados. La condensación se
efectúa de manera en sí conocida, en una atmósfera de gas inerte, a
temperaturas de 100 a 260ºC, preferentemente, de 130 a 220ºC, en la
masa fundida, o en forma azeotrópica como, por ejemplo, está
descrito en "Methoden der Organischen Chemie"
(Houben-Weyl); tomo 14/2, páginas 1 a 5, 21 a 23,
40 a 44, editorial Georg Thieme, Stuttgart, 1963, o en C. R.
Martens, "Alkyd Resins", páginas 51 a 59, Reinhold Plastics
Appl. Series, Reinhold Publishing Comp., Nueva York, 1961. Los
ácidos carboxílicos preferidos para la preparación de poliésteres
pueden ser de naturaleza alifática, cicloalifática, aromática y/o
heterocíclica y, dado el caso, pueden estar sustituidos por átomos
de halógeno y/o pueden ser no saturados. Como ejemplos de éstos,
son de mencionar: ácido succínico, ácido adípico, ácido subérico,
ácido azelaico, ácido sebácico, ácido ftálico, ácido tereftálico,
ácido isoftálico, ácido trimelítico, ácido piromelítico, ácido
tetrahidroftálico, ácido hexahidroftálico, ácido
hexahidrotereftálico, ácido dicloroftálico y tetracloroftálico,
ácido endometilentetrahidroftálico, ácido glutárico, ácido
1,4-ciclohexanodicarboxílico o, si son accesibles,
sus anhídridos o ésteres. El ácido isoftálico, tereftálico,
hexahidrotereftálico y 1,4-ciclohexanodicarboxílico
son especialmente apropiados.
Como polioles, por ejemplo, entran en
consideración monoetilenglicol, 1,2- y
1,3-propilenglicol, 1,4- y
2,3-butilenglicol,
di-\beta-hidroxietilbutanodiol,
1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol,
1,8-octanodiol, decanodiol, dodecanodiol,
neopentilglicol, ciclohexanodiol,
3(4),8(9)-bis(hidroximetil)triciclo[5.2.1.0^{2,6}]decano
(dicidol),
bis-(1,4-hidroximetil)ciclohexano,
2,2-bis-(4-hidroxiciclohexil)-propano,
2,2-bis-[4-(\beta-hidroxietoxi)-fenil]-propano,
2-metil-1,3-propanodiol,
2-metil-1,5-pentanodiol,
2,2,4(2,4,4)-trimetil-1,6-hexanodiol,
glicerina, trimetilolpropano, trimetiloletano,
1,2,6-hexanotriol,
1,2,4-butanotriol,
tris-(\beta-hidroxietil)-isocianurato,
pentaeritrita, manitol y sorbitol, así como dietilenglicol,
trietilenglicol, tetraetilenglicol, dipropilenglicol,
polipropilenglicoles, polibutilenglicoles, xililenglicol y éster
neopentilglicólico de ácido hidroxipiválico. Se prefieren
monoetilenglicol, neopentilglicol, dicidol, ciclohexanodimetanol,
trimetilolpropano y glicerina.
Los poliésteres amorfos así preparados tienen un
índice de OH de 15 a 150 mg de KOH/g, una Tg de
35-80ºC y un índice de ácidos < 5 mg de KOH/g.
También pueden usarse mezclas de poliésteres amorfos.
A2. Para los acrilatos de uretano amorfos
conforme a la invención, como poliisocianatos se usan diisocianatos
de estructura alifática, (ciclo)alifática, o cicloalifática.
Ejemplos representativos de los poliisocianatos son:
2-metilpentametilen-1,5-diisocianato,
hexametilendiisocianato,
trimetilhexametilen-1,6-diisocianato,
en particular, los isómeros 2,2,4- y 2,4,4, y mezclas técnicas de
ambos isómeros,
4,4'-metilen-bis(ciclohexilisocianato),
norbornanodiisocianato, y
3,3,5-trimetil-1-isocianato-3-isocianatometilciclohexano
(IPDI). También son bien apropiados los poliisocianatos que pueden
obtenerse por reacción de poliisocianatos consigo mismos, a través
de grupos isocianato, como isocianuratos, que se forman por reacción
de tres grupos isocianato. Los poliisocianatos también pueden
contener grupos biuret o alofanato. El IPDI es especialmente
apropiado.
A3. Como compuestos polimerizables con al menos
un grupo OH libre y un grupo acrilato polimerizable, por ejemplo,
entran en consideración: acrilato de hidroxietilo (HEA), acrilato de
hidroxipropilo y diacrilato de glicerina. El acrilato de
hidroxietilo (HEA) es especialmente apropiado.
Para la preparación del acrilato de uretano
amorfo A, a partir de los poliésteres amorfos que contienen grupos
OH (A1), poliisocianatos A2 y A3, en primer lugar, se coloca el
poliisocianato, se añade DBTL como catalizador y se añade IONOL CP
(Shell) como inhibidor de polimerización, y luego se añade el
poliéster en una relación de NCO:OH de 2,5 a 1,5:1. Después de
finalizada la adición, se completa la reacción a 100 hasta 140ºC.
Después de esto, se añade el componente A3, por ejemplo, acrilato
de hidroxietilo, al producto de la reacción, en la relación de NCO
remanente:OH de 1,0 a 1,1:1, y se completa la reacción a 80 hasta
140ºC, de manera que se alcance un contenido de NCO menor de 0,1%.
También es posible una reacción previa de un poliisocianato, por
ejemplo, IPDI, con el componente A3, y la adición de este producto
previo que contiene NCO al poliéster que contiene grupos
hidroxilo.
B. Los acrilatos de uretano cristalinos conforme
a la invención se preparan por reacción de poliésteres cristalinos
que contienen grupos hidroxilo (B1) con poliisocianatos (B2) y un
componente A3. El acrilato de hidroxietilo (HEA) es especialmente
apropiado como A3. Presentan tanto grupos uretano como grupos
acrilato terminales.
B1. Los poliésteres cristalinos que contienen
grupos hidroxilo se preparan por policondensación, como ya se ha
descrito en A1, para poliésteres amorfos. Para ello, se hace
reaccionar un componente ácido, constituido por 80 a 100% en moles
de un ácido dicarboxílico saturado lineal alifático o
cicloalifático, con 4 a 14 átomos de carbono, y 0 a 20% en moles de
otro ácido dicarboxílico o policarboxílico alifático o
cicloalifático o aromático, con un componente alcohólico,
constituido por 80 a 100% en moles de un diol alifático lineal, con
2 a 15 átomos de carbono y 0 a 20% de otro diol o poliol alifático o
cicloalifático, con 2 a 15 átomos de carbono. Los poliésteres
cristalinos que contienen grupos hidroxilo así preparados, tienen un
índice de OH de 15 a 150 mg de KOH/g, un índice de ácidos < 5 mg
de KOH/g y un punto de fusión de 40 a 130ºC.
Ácidos carboxílicos preferidos para la
preparación de poliésteres cristalinos son: ácido succínico, ácido
adípico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido
dodecanodioico, ácido tetrahidroftálico, ácido hexahidroftálico,
ácido hexahidrotereftálico, ácido endometilentetrahidroftálico,
ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido
1,4-ciclohexanodicarboxílico y ácido glutárico o, si
son accesibles, sus anhídridos o ésteres. El ácido succínico, ácido
adípico, ácido sebácico y ácido dodecanodioico son especialmente
apropiados.
Como polioles, son apropiados los siguientes
dioles: etilenglicol, 1,2-propanodiol y
1,3-propanodiol,
2,2-dimetil-1,3-propanodiol,
1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol,
1,6-hexanodiol,
2-metil-1,5-pentanodiol,
2,2,4-trimetil-1,6-hexanodiol,
2,4,4-trimetil-1,6-hexanodiol,
1,7-heptanodiol, 1,10-decanodiol,
1,12-dodecanodiol,
9,10-octadeceno-1,12-diol,
1,18-octadecanodiol,
2,4-dimetil-2-propil-1,3-heptanodiol,
1,4-butenodiol, 1,4-butinodiol,
dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, trans- y
cis-1,4-ciclohexanodimetanol, los
trioles glicerina, 1,2,6-hexanotriol,
1,1,1-trimetilolpropano y
1,1,1-trimetiloletano y el tetraol
pentaeritrita.
B2. Preferentemente, para la preparación de los
acrilatos de uretano cristalinos conforme a la invención, como
poliisocianatos se usan diisocianatos de estructura alifática,
(ciclo)alifática o cicloalifática. Ejemplos representativos
de los poliisocianatos son:
2-metilpentametilen-1,5-diisocianato,
hexametilendiisocianato,
trimetilhexametilen-1,6-diisocianato,
en particular, los isómeros 2,2,4 y 2,4,4, y mezclas técnicas de
ambos isómeros,
4,4'-metilen-bis(ciclohexilisocianato),
norbornanodiisocianato y
3,3,5-trimetil-1-isocianato-3-isocianatometilciclohexano
(IPDI). También son apropiados los poliisocianatos que pueden
obtenerse por reacción de poliisocianatos consigo mismos a través
de grupos isocianato, como isocianuratos, que se forman por reacción
de tres grupos isocianato. Los poliisocianatos también pueden
contener grupos biuret o alofanato. El IPDI es especialmente
apropiado.
B3. Los compuestos polimerizables son idénticos
con el componente A3.
Para la preparación de los acrilatos de uretano
conforme a la invención B, a partir de poliésteres cristalinos que
contienen grupos OH (B1), poliisocianatos (B2) y B3, en primer
lugar, de coloca el poliisocianato, se añaden DBTL como catalizador
e IONOL CP (Shell) como inhibidor de polimerización, y luego se
añade el poliéster en una relación de NCO:OH de 2,5 a 1,5:1.
Después de finalizar la adición, se completa la reacción a 70 hasta
130ºC. Después de esto, al producto de la reacción se añade el
componente B3, por ejemplo, acrilato de hidroxietilo, en la
relación de NCO remanente: OH de 1,0 a 1,1:1, y se completa la
reacción a 70 hasta 130ºC, de manera que se alcance un contenido de
NCO menor de 0,1%.
Se mezclan acrilatos de uretano amorfos y
cristalinos en una relación de amorfo respecto a cristalino de
60-40 hasta 90-10% en peso, de
manera que el producto final presente una Tg de al menos 35ºC.
También es posible mezclar los poliésteres amorfos y cristalinos de
partida y hacer reaccionar éstos entonces en mezcla con
poliisocianatos y alcoholes que contienen grupos acrilato.
Para el endurecimiento por radiación de la
composición de barniz en polvo conforme a la invención, son
apropiados rayos de electrones acelerados. La radiación de
electrones genera radicales libres a partir de la composición de
barniz en polvo, en una cantidad que brinda una polimerización
extremadamente rápida de los grupos acrilato reactivos.
Preferentemente, se usan dosis de radiación de 5 a 15 Mrad.
También es posible el uso de iniciadores, por
ejemplo, tioxantonas, óxidos de fosfina, metalocenos, aminobencenos
terciarios o aminobenzofenonas terciarias, que se descomponen en
radicales por irradiación con luz visible.
Aditivos opcionales son: compuestos que
contienen grupos acrilato o metacrilato como, por ejemplo, el
triacrilato de
tris(2-hidroxietil)isocianurato (SR
386, Sartomer), y mediadores de adherencia, que pueden usarse en
proporciones subordinadas, de 0 a 20% en peso, para modificar las
propiedades de los revestimientos.
Otros aditivos usuales para barnices en polvo,
son agentes de nivelación, estabilizantes frente a la luz y agentes
desgasificantes. Éstos pueden usarse en la proporción de 0 a 5% en
peso. Además, es posible el uso de pigmentos y cargas, por ejemplo,
óxidos metálicos como dióxido de titanio e hidróxidos metálicos,
sulfatos, sulfuros, carbonatos, silicatos, talco, hollín, etc., en
proporciones en peso de 0 a 30%.
Para la preparación de la composición de barniz
en polvo lista para usar, se mezclan los materiales de partida. La
homogeneización de los materiales de partida puede efectuarse en
equipos apropiados como, por ejemplo, amasadores calefaccionables,
sin embargo, preferentemente, por extrusión, en los que no deberían
superarse límites superiores de temperatura de 120 a 130ºC. La masa
extrudida, después de enfriada hasta temperatura ambiente y después
de una trituración apropiada, se muele sin añadir refrigerantes,
para obtener un polvo listo para pulverizar. La aplicación del
polvo listo para pulverizar sobre sustratos apropiados puede
efectuarse mediante los procedimientos conocidos como, por ejemplo,
por pulverización electrostática o tribostática de polvo,
sinterización en lecho fluidizado o sinterización electrostática en
lecho fluidizado. Sustratos apropiados son, por ejemplo, sustratos
metálicos no tratados o tratados previamente, madera, materiales de
madera, plásticos, vidrio o papel.
Los revestimientos preparados a partir de las
composiciones de barniz en polvo conforme a la invención pueden
ajustarse para ser altamente transparentes hasta opalescentes.
Por lo tanto, también es objeto de la invención
el uso de las composiciones de barniz en polvo endurecibles por
radiación, para la preparación de revestimientos con alta o baja
transparencia.
La invención se explica en más detalle mediante
los siguientes ejemplos:
A los componentes ácidos y alcohólicos se añade
0,2% en masa de trioctonoato de n-butilestaño y se
calienta a 190ºC, bajo nitrógeno y con agitación, en un conjunto de
aparatos que está provisto de una columna de destilación. En el
transcurso de la separación de agua, se aumenta lentamente la
temperatura hasta 230ºC. Después de que se haya eliminado por
destilación aproximadamente el 98% de la cantidad teórica de agua,
se enfría el producto y se examinan el índice de OH (en mg de KOH/g)
y el índice de ácidos (en mg de KOH/g).
De esta manera se produjeron cuatro
poliésteres:
A1: Poliéster amorfo a partir de IPS 100%, MEG
20% y NPG 80%, índice de OH: 42 mg de KOH/g, Tg : 48ºC.
A2: Poliéster amorfo a partir de IPS 100%, MEG
20% y DCD 80%, índice de OH: 40 mg de KOH/g, Tg: 75ºC.
B1: Poliéster cristalino de DDS 100%, MEG 100%,
índice de OH: 31 mg de KOH/g, P.F.: 81ºC.
B2: Poliéster cristalino de BSA 100%,
BD-1,4 100%, índice de OH: 31 mg de KOH/g, P.F.:
113ºC.
BSA: anhídrido succínico, DDS: ácido
dodecanodioico, IPS: ácido isoftálico, BD-1,4:
1,4-butanodiol, MEG: monoetilenglicol, NPG:
neopentilglicol, DCD: dicidol
Se funden 111,2 g del poliéster A1 (índice de
OH: 42) y a 120ºC se añaden en porciones con fuerte agitación a una
mezcla de 23,7 g de IPDI, 0,3 g de IONOL CP y 0,3 g de DBTL. Después
de 30 min de reacción, adicionalmente se añaden gota a gota 14,9 g
de acrilato de hidroxietilo. Después de otros 30 min de agitación,
el contenido de NCO se encuentra por debajo de 0,1%, y se vierte la
mezcla caliente de reacción desde el matraz sobre una lámina. En
cuanto la masa de reacción se haya solidificado y enfriado, se
tritura mecánicamente y se muele. La Tg de este producto asciende a
41ºC.
Se funden 37,7 g del poliéster A2 (índice de OH
40) y a 140ºC se añaden en porciones con fuerte agitación a una
mezcla de 7,5 g de IPDI, 0,1 g de IONOL CP y 0,1 g de DBTL.
Después de 30 min de reacción, adicionalmente se añaden gota a gota
4,7 g de acrilato de hidroxietilo. Después de otros 30 min de
agitación, el contenido de NCO se encuentra por debajo de 0,1%, y
se vierte la mezcla caliente de reacción desde el matraz sobre una
lámina. En cuanto la masa de reacción se haya solidificado y
enfriado, se tritura mecánicamente y se muele. La Tg de este
producto asciende a 62ºC.
Se funden 103,8 g del poliéster B1 (índice de
OH: 31), y a 90ºC se añaden en porciones con fuerte agitación a una
mezcla de 16,1 g de IPDI, 0,1 g de IONOL CP y 0,1 g de DBTL. Después
de 30 min de reacción, adicionalmente se añaden gota a gota 10,1 g
de acrilato de hidroxietilo. Después de otros 30 min de agitación,
el contenido de NCO se encuentra por debajo de 0,1%, y se vierte la
mezcla caliente de reacción desde el matraz sobre una lámina. En
cuanto la masa de reacción se haya solidificado y enfriado, se
tritura mecánicamente y se muele. El punto de fusión de este
producto asciende a 80ºC.
Se funden 103,8 g del poliéster B2 (índice de
OH: 31), y a 90ºC se añaden en porciones con fuerte agitación a una
mezcla de 16,1 g de IPDI, 0,1 g de IONOL CP y 0,1 g de DBTL. Después
de 30 min de reacción, adicionalmente se añaden gota a gota 10,1 g
de acrilato de hidroxietilo. Después de otros 30 min de agitación,
el contenido de NCO se encuentra por debajo de 0,1%, y se vierte la
mezcla caliente de reacción desde el matraz sobre una lámina. En
cuanto la masa de reacción se haya solidificado y enfriado, se
tritura mecánicamente y se muele. El punto de fusión de este
producto asciende a 109ºC.
Se mezclan los tres componentes A1U, A2U y BU en
la proporción de pesos correspondiente, y a 100 partes de esta
mezcla se añaden 0,5 parte de BYK 361 (agente de nivelación, BYK
Chemie), 0,5 parte de benzoína (agente desgasificante, Aldrich) y 1
parte de EBECRYL 170 (mediador de adherencia, UCB). Las sustancias
de partida trituradas se mezclan íntimamente en un molino de muelas
verticales y, a continuación, se homogeneizan en el extrusor a una
temperatura de un máximo de 130ºC. Después de enfriar, se quiebra el
producto extrudido y se muele en un molino de cruceta, en el caso
de los ejemplos comparativos, con adición de refrigerantes y en el
caso del ejemplo conforme a la invención, sin la adición de
refrigerantes (nitrógeno líquido o hielo seco), hasta obtener un
tamaño de partículas < 100 \mum. El polvo así preparado se
aplica mediante un dispositivo pulverizador electrostático de polvo
a 60 KV, sobre chapas de hierro desengrasadas, dado el caso,
tratadas previamente. Luego se funde mediante irradiación con luz IR
y se endurece con la ayuda de radiación de electrones (15 MRad).
Para el ejemplo comparativo Z se usó la
siguiente formulación:
- 300 g de UVECOAT 2100 (UCB)
- 86 g de UVECOAT 9010 (UCB)
- 8 g de IRGACURE 184 (CIBA)
- 4 g de RESIFLOW PV 5 (Worlée)
- 2 g de WORLÉE Add 900 (Worlée)
Los valores del examen están recopilados en la
tabla 1:
| Ensayo | A1U | A2U | B1U | B2U | Tg | Puede | HK^{2} | ET^{3} | KS^{4} | LS^{5} | Enturbiamiento^{6} |
| total | molerse | [s] | [mm] | [en + | [%] | ||||||
| [ºC] | sin K^{1} | lb] | |||||||||
| 1 | 56 | 24 | 20 | - | 43 | sí | 176 | >10 | 80 | >7d | 82 |
| 2 | 56 | 24 | - | 20 | 45 | sí | 194 | >10 | >80 | >7d | 12 |
| Ejemplo | 100 | 100 | -80 | no | 70 | >10 | >80 | >1d | - | ||
| comparativo X | |||||||||||
| Ejemplo | 80 | 20 | 20 | 32 | no | 135 | 10 | >80 | 1d | - | |
| comparativo Y | |||||||||||
| Ejemplo | no | 88 | 6,4 | 50 | - | ||||||
| comparativo Z |
| 1: | Puede molerse sin usar refrigerantes |
| 2: | Dureza según König (DIN 53157) |
| 3: | Embutición según Erichsen (DIN 53156) |
| 4: | Penetración directa de la bola (DIN EN ISO 6272) |
| 5: | Estabilidad en el almacenamiento a 35ºC (Examen de estabilidad de bloque del polvo) |
| 6: | Transparencia a una longitud de onda de 500 nm. |
Solamente los ensayos conforme a la invención, 1
y 2, pueden molerse sin añadir refrigerantes y además, en el
revestimiento al mismo tiempo presentan alta dureza, flexibilidad y
estabilidad en el almacenamiento. Todos los ejemplos comparativos
no conforme a la invención (véanse X, Y y Z) en al menos uno de
estos puntos presentan desventajas. Adicionalmente, con las
composiciones de barniz en polvo 1 y 2, conforme a la invención,
pueden prepararse distintos revestimientos con grandes diferencias
entre sí de transparencia a la luz.
Claims (26)
1. Composición de barniz en polvo endurecible
por radiación, que contiene
- I.
- un aglutinante constituido por
- A)
- 60 a 90% en peso de al menos un acrilato de uretano amorfo
- y
- B)
- 10 a 40% en peso de al menos un acrilato de uretano cristalino, ascendiendo la Tg de la mezcla a partir de A y B al menos a 35ºC;
- y
- II.
- coadyuvantes y aditivos,
- estando excluidos de la composición de barniz en polvo los iniciadores por UV.
2. Composición de barniz en polvo endurecible
por radiación según la reivindicación 1, caracterizada porque
el acrilato de uretano amorfo A está sintetizado por reacción de los
siguientes componentes:
- A1)
- al menos un poliéster amorfo que contiene grupos hidroxilo con una Tg de 35 a 80ºC,
- A2)
- al menos un poliisocianato,
- A3)
- al menos un compuesto con al menos un grupo alcohólico y al menos un grupo acrilato polimerizable.
3. Composición de barniz en polvo endurecible
por radiación según la reivindicación 2, caracterizada porque
el poliéster A1 está sintetizado a partir de al menos un ácido
dicarboxílico monomérico, seleccionado entre ácido isoftálico, ácido
tereftálico, ácido hexahidrotereftálico y ácido
1,4-ciclohexanodicarboxílico
y
al menos un poliol monomérico, seleccionado
entre monoetilenglicol, butanodiol, hexanodiol, neopentilglicol,
dicidol, ciclohexanodimetanol, trimetilolpropano y glicerina.
4. Composición de barniz en polvo endurecible
por radiación según al menos una de las reivindicaciones 2 a 3,
caracterizada porque como poliisocianato A2 se usan
isoforonadiisocianato, hexametilendiisocianato,
trimetilhexametilendiisocianato, diciclohexilmetildiisocianato o
2,2,6-trimetil-1,4-diisocianatociclohexano,
norbornanodiisocianato, solos o en mezclas o productos consecuentes
de estos diisocianatos como isocianuratos, alofanatos o biurets.
5. Composición de barniz en polvo endurecible
por radiación según al menos una de las reivindicaciones 2 a 4,
caracterizada porque como componente A3 se usa acrilato de
hidroxietilo.
6. Composición de barniz en polvo endurecible
por radiación según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizada porque el acrilato de uretano cristalino B está
sintetizado por reacción de los siguientes componentes:
- B1)
- al menos un poliéster cristalino que contiene grupos hidroxilo,
- B2)
- al menos un poliisocianato,
- B3)
- al menos un compuesto con al menos un grupo alcohólico y al menos un grupo acrilato polimerizable.
7. Composición de barniz en polvo endurecible
por radiación según la reivindicación 6, caracterizada porque
el poliéster B1 está sintetizado a partir de al menos un ácido
dicarboxílico monomérico, seleccionado entre ácido dodecanodioico,
ácido adípico, ácido succínico, ácido sebácico, ácido isoftálico,
ácido tereftálico, ácido hexahidrotereftálico y ácido
1,4-ciclohexanodicarboxílico
y
al menos un poliol monomérico, seleccionado
entre monoetilenglicol, butanodiol, hexanodiol, neopentilglicol,
ciclohexanodimetanol, glicerina y trimetilolpropano.
8. Composición de barniz en polvo endurecible
por radiación según al menos una de las reivindicaciones 6 a 7,
caracterizada porque como poliisocianato B2 se usan
isoforonadiisocianato, hexametilendiisocianato,
trimetilhexametilendiisocianato, diciclohexilmetildiisocianato o
2,2,6-trimetil-1,4-diisocianatociclohexano,
norbornanodiisocianato, solos o en mezclas o productos consecuentes
de estos diisocianatos como isocianuratos, alofanatos o biurets.
9. Composición de barniz en polvo endurecible
por radiación según al menos una de las reivindicaciones 6 a 8,
caracterizada porque como componente B3 se usa acrilato de
hidroxietilo.
10. Composición de barniz en polvo endurecible
por radiación según al menos una de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizada porque como coadyuvantes y aditivos están
contenidos agentes de nivelación, estabilizantes frente a la luz,
agentes desgasificantes, pigmentos, cargas, mediadores de adherencia
u otros compuestos que contienen grupos acrilato y/o
metacrilato.
11. Uso de composiciones que contienen
- I.
- un aglutinante constituido por
- A)
- 60 a 90% en peso de al menos un acrilato de uretano amorfo
- y
- B)
- 10 a 40% en peso de al menos un acrilato de uretano cristalino, ascendiendo la Tg de la mezcla a partir de A y B al menos a 35ºC;
- y
- II.
- coadyuvantes y aditivos, estando excluidos iniciadores por UV para la preparación de composiciones de barniz en polvo endurecibles por radiación.
12. Uso según la reivindicación 11,
caracterizado porque el acrilato de uretano amorfo A está
sintetizado por reacción de los siguientes componentes:
- A1)
- al menos un poliéster amorfo que contiene grupos hidroxilo, con una Tg de 35 a 80ºC,
- A2)
- al menos un poliisocianato,
- A3)
- al menos un compuesto con al menos un grupo alcohólico y al menos un grupo acrilato polimerizable.
13. Uso según la reivindicación 12,
caracterizado porque el poliéster A1 está sintetizado a
partir de al menos un ácido dicarboxílico monomérico, seleccionado
entre ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido
hexahidrotereftálico y ácido
1,4-ciclohexanodicarboxílico
y
al menos un poliol monomérico, seleccionado
entre monoetilenglicol, butanodiol, hexanodiol, neopentilglicol,
dicidol, ciclohexanodimetanol, trimetilolpropano y glicerina.
14. Uso según al menos una de las
reivindicaciones 12 a 13, caracterizado porque como
poliisocianato A2 se usan isoforonadiisocianato,
hexametilendiisocianato, trimetilhexametilendiisocianato,
diciclohexilmetildiisocianato o
2,2,6-trimetil-1,4-diisocianatociclohexano,
norbornanodiisocianato, solos o en mezclas, o productos consecuentes
de estos diisocianatos, como isocianuratos, alofanatos o
biurets.
15. Uso según al menos una de las
reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque como
componente A3 se usa acrilato de hidroxietilo.
16. Uso según al menos una de las
reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque el acrilato de
uretano cristalino B está sintetizado por reacción de los siguientes
componentes:
- B1)
- al menos un poliéster cristalino que contiene grupos hidroxilo,
- B2)
- al menos un poliisocianato,
- B3)
- al menos un compuesto con al menos un grupo alcohólico y al menos un grupo acrilato polimerizable.
17. Uso según la reivindicación 16,
caracterizado porque el poliéster B1 está sintetizado a
partir de al menos un ácido dicarboxílico monomérico, seleccionado
entre ácido dodecanodioico, ácido adípico, ácido succínico, ácido
sebácico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido
hexahidrotereftálico y ácido
1,4-ciclohexanodicarboxílico
y
al menos un poliol monomérico, seleccionado
entre monoetilenglicol, butanodiol, hexanodiol, neopentilglicol,
ciclohexanodimetanol, glicerina y trimetilolpropano.
18. Uso según al menos una de las
reivindicaciones 16 a 17, caracterizado porque como
poliisocianato B2 se usan isoforonadiisocianato,
hexametilendiisocianato, trimetilhexametilendiisocianato,
diciclohexilmetildiisocianato o
2,2,6-trimetil-1,4-diisocianatociclohexano,
norbornanodiisocianato, solos o en mezclas, o productos consecuentes
de estos diisocianatos, como isocianuratos, alofanatos o
biurets.
19. Uso según al menos una de las
reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque como
componente B3 se usa acrilato de hidroxietilo.
20. Uso según al menos una de las
reivindicaciones 11 a 19, caracterizado porque como
coadyuvantes y aditivos están contenidos agentes de nivelación,
estabilizantes frente a la luz, agentes desgasificantes, pigmentos,
cargas, mediadores de adherencia u otros compuestos que contienen
grupos acrilato y/o metacrilato.
21. Uso de las composiciones de barniz en
polvo endurecibles por radiación según al menos una de las
reivindicaciones 11 a 20 para la preparación de revestimientos con
alta transparencia.
22. Uso de las composiciones de barniz en
polvo endurecibles por radiación según al menos una de las
reivindicaciones 11 a 20 para la preparación de revestimientos con
baja transparencia.
23. Procedimiento para la preparación de
composiciones de barniz en polvo endurecibles por radiación, que
contienen
- I.
- un aglutinante constituido por
- A)
- 60 a 90% en peso de al menos un acrilato de uretano amorfo
- y
- B)
- 10 a 40% en peso de al menos un acrilato de uretano cristalino, ascendiendo la Tg de la mezcla a partir de A y B al menos a 35ºC;
- y
- II.
- coadyuvantes y aditivos,
- estando excluidos de la composición de barniz en polvo los iniciadores por UV, manteniendo un límite superior de temperatura de entre 120ºC y 130ºC, en amasadores calefaccionables, en particular, en extrusores.
24. Procedimiento según la reivindicación 23,
caracterizado porque como sustancias de partida se usan
compuestos según al menos una de las reivindicaciones 2 a 10.
25. Procedimiento para la preparación de
revestimientos con alta o baja transparencia mediante el uso de
composiciones de barniz en polvo endurecibles por radiación que
contienen
- I.
- un aglutinante constituido por
- A)
- 60 a 90% en peso de al menos un acrilato de uretano amorfo
- y
- B)
- 10 a 40% en peso de al menos un acrilato de uretano cristalino, ascendiendo la Tg de la mezcla a partir de A y B al menos a 35ºC;
- y
- II.
- coadyuvantes y aditivos, estando excluidos de la composición de barniz en polvo los iniciadores por UV.
26. Procedimiento según la reivindicación 25,
caracterizado porque como componentes de partida se usan los
compuestos según al menos una de las reivindicaciones 2 a 10.
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