ES2265361T3 - Proceso para revestir sustratos termoplasticos con una composicion de revestimiento que contiene un disolvente no agresivo. - Google Patents

Proceso para revestir sustratos termoplasticos con una composicion de revestimiento que contiene un disolvente no agresivo. Download PDF

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Abstract

Un proceso para revestir un sustrato termoplástico que comprende aplicar una composición de revestimiento basada en un disolvente al sustrato y curar la composición de revestimiento de temperatura ambiente a 125ºC para formar una película lisa uniforme sobre el sustrato; En donde la composición de revestimiento comprende cerca del 45-80% en peso de una película formadora de aglutinante y del 20-55% en peso de un acarreador líquido orgánico; en donde el aglutinante consiste esencialmente de (A) del 40-90% en peso, basado en el peso del aglutinante, de un polímero que se elige del grupo que consiste del poliol acrílico, el poliol poliéster, el poliol poliéter o un poliol poliuretano; y (B) del 10-60% en peso, basado en el peso del aglutinante, de un agente reticulador orgánico poliisocianato; y en donde el acarreador líquido orgánico usado en la composición de revestimiento consiste de al menos el 50% en peso, basado en el peso del acarreador líquido orgánico usado en la composición de revestimiento, de acetato de terbutilo y hasta el 50% en peso, basado en el peso del acarreador líquido orgánico, de otro disolvente orgánico compatible.

Description

Proceso para revestir sustratos termoplásticos con una composición de revestimiento que contiene un disolvente no agresivo.
Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención
Esta invención se dirige a un proceso para revestir sustratos termoplásticos con una composición de revestimiento que contiene un disolvente no agresivo que no ataque al sustrato y el proceso proporcione un acabado que sea liso, y también sin defectos y cubra los defectos en el sustrato.
2. Descripción de la técnica anterior
Se usan ampliamente partes termoplásticas de ABS (acrilonitrilo/butadieno/estireno), polietileno, polipropileno, poliolefinas cloradas, policarbonatos, cloruro de polivinilo y sus semejantes en automóviles y camiones y particularmente en el interior de automóviles y camiones. Las composiciones de revestimiento convencionales contienen disolventes como es el tolueno, xileno, acetato de etilo, acetato de butilo, metil etil cetona, propilen glicol, acetato de monometil éter y los semejantes, que atacan la superficie de dichas partes termoplásticas. Estas composiciones de revestimiento convencionales al curar mostrarán cualquier defecto en la parte o sustrato termoplástico. Para ocultar dichos defectos, se aplica primero un tapaporos y se seca al menos parcialmente antes de aplicar una capa de acabado. Otras técnicas que se usan es aplicar una capa de una composición de revestimiento basada en un disolvente convencional, dejar curar, raspar o lijar el revestimiento resultante y entonces aplicar un segundo revestimiento que usualmente oculta los defectos del sustrato termoplástico.
Se pueden usar composiciones de revestimiento hidrosolubles que no atacarán el sustrato termoplástico y al curar no mostrarán los defectos del sustrato plástico por el revestimiento como ocurre con composiciones de revestimiento basadas en disolventes en el que el disolvente ataca el sustrato plástico. Típicamente, los revestimientos hidrosolubles no proporcionan el mismo nivel de rendimiento elevado como los revestimientos basados en disolventes.
Sería muy deseable utilizar una composición de revestimiento basada en un disolvente para revestir sustratos termoplásticos que curan al ambiente o a temperaturas relativamente bajas en las que el disolvente de la composición no ataque el sustrato termoplástico y fuera además un excelente disolvente para la composición de revestimiento y de preferencia un disolvente no regulado que contribuya a los problemas de contaminación del aire.
US 4 020 216 trata del uso de una variedad de disolventes, entre otros acetato de terbutilo, para revestimientos basados en uretanos en termoplásticos.
WO 98/42774 trata del acetato de terbutilo entre una lista de posibles disolventes para usarse con una lista de posibles monómeros, entre otros poliuretano, pero falla al mencionar que dichas composiciones se pueden usar para revestir un sustrato termoplástico.
US 5 804 352 trata de una solución de tinta que comprende una tinta gravable láser y un disolvente para la tinta para el tratamiento de sustratos como es un disco compacto de policarbonato. El disolvente no debe atacar los surcos espirales proporcionados para la precisión con que la púa sigue el surco. Se menciona el acetato de terbutilo en una gran lista de disolventes, pero un aglutinante de poliuretano no está presente.
US 5 709 909 trata de un proceso para el revestimiento directo de sustratos poliolefinas usando revestimientos base que contienen un disolvente y un revestimiento transparente, uno de los revestimientos base comprende una pasta de relleno comprendiendo una resina de poliuretano, la poliolefina clorada, el relleno y/o ampliado, y disolventes orgánicos entre los que se menciona el acetato de butilo. El objeto del proceso trata aquí de proporcionar buen revestimiento de los defectos de superficie.
Todas las referencias previas de la técnica antes mencionadas fallan al tratar las ventajas asociadas con el uso del acetato de terbutilo en un proceso para revestir sustratos termoplásticos.
Resumen de la invención
Un proceso para revestir un sustrato termoplástico que comprende aplicar una composición de revestimiento basada en disolvente al sustrato y curar la composición de revestimiento de temperatura ambiente a 125ºC para formar una capa lisa uniforme sobre el sustrato; donde la composición de revestimiento contiene cerca del 45-80% en peso de una capa que forma aglutinante y del 20-55% en peso de un acarreador líquido orgánico; en donde el aglutinante contiene
(A)
40-90% en peso, basado en el peso del aglutinante, de un polímero que se elige de los siguientes: poliol acrílico, poliol poliéster, poliol poliéter o un poliol poliuretano; y
(B)
10-60% en peso, basado en el peso del aglutinante, de un agente de reticulación poliisocianato; y
donde el acarreador líquido orgánico usado en la composición de revestimiento comprende al menos un 50% en peso, basado en el peso del acarreador líquido orgánico usado en la composición de revestimiento, del acetato de terbutilo.
Se puede usar también el proceso de esta invención para aplicar lacas, es decir, la composición de revestimiento que no contiene un agente de reticulación como es un poliisocianato.
Descripción detallada de la invención
El proceso de esta invención proporciona el uso de una composición de revestimiento basada en disolvente para revestir sustratos plásticos que curan a temperatura ambiente y que no atacan el sustrato y ocultan ciertos defectos en el sustrato. La composición de revestimiento contiene al menos el 50% en peso, basado en el peso total del acarreador líquido orgánico usado en la composición, del acetato de terbutilo y arriba del 50% en peso de un disolvente orgánico compatible. De preferencia, la composición contiene del 75-90% en peso del acetato de terbutilo y del 10-25% en peso de otros disolventes orgánicos compatibles. La composición contiene del 45-80% en peso, basado en el peso total de la composición, de una capa que forma el aglutinante y de la misma manera del 20-55% en peso del acarreador líquido orgánico. La capa que forma el aglutinante está compuesta del 40-90% en peso, basado en el peso del acarreador, de un poliol acrílico, un poliol poliéster, un poliol poliéter o un poliol poliuretano y del 10-60% en peso de un agente de reticulación orgánico poliisocianato.
Los sustratos plásticos típicos que se usan para hacer una amplia variedad de partes que pueden ser revestidas por el proceso de esta invención son las poliolefinas como es el polietileno, el polipropileno, las poliolefinas cloradas; los policarbonatos, el cloruro de polivinilo, el cloruro de polivinilideno, el fluoruro de polivinilo, los poliésteres como son el tereftalato de polibutileno, el tereftalato de polietileno, mezclas de tereftalato de polietileno/tereftalato de polibutileno, los polímeros acrílicos como es el poli(etilen/acrilato de metilo/metacrilato de glicidilo), el poli(etilen/acrilato de butilo/metacrilato de glicidilo), ABS, mezclas de polímeros como policarbonato/ABS, los polímeros reforzados como polipropileno/fibras de vidrio, el policarbonato/fibras de vidrio, la poliamida/fibras de vidrio y elastómeros termoplásticos como los elastómeros de poliéster.
El disolvente principal utilizado en los acarreadores líquidos orgánicos de la composición de revestimiento que no atacaría estos sustratos plásticos y ayudaría a la composición de revestimiento ocultando una variedad de defectos de superficie, como es la separación, en el sustrato es el acetato de terbutilo. Se puede incorporar rápidamente el acetato de terbutilo en composiciones de revestimiento que contienen isocianato y no reaccionarán con los constituyentes isocianato del revestimiento. También, es un buen disolvente para la mayoría de los polímeros como son los acrílicos, los poliésteres, los poliéteres, los poliuretanos y es compatible con muchos disolventes y otros constituyentes que se usan típicamente en las composiciones de revestimiento. En particular, el acetato de t-butilo se volatiliza rápidamente a temperaturas ambiente y por arriba de ellas y los revestimientos formulados con éste secan rápidamente. Se pueden usar arriba del 50% en peso de otros disolventes compatibles como son los éteres glicol como es el n-propoxi propanol, alcoholes como es el metanol, el etanol, el isopropanol, el butanol, y los ésteres de elevado peso molecular como es el acetato de 2-etil hexilo. Por compatible se entiende a los disolventes que se mezclarán con el acetato de tert-butilo y serán un disolvente para el aglutinante usado en la composición de
revestimiento.
La siguiente es una lista de disolventes agresivos que no se pueden usar debido a que estos disolventes atacan a uno o más de los sustratos plásticos antes mencionados o le causan al revestimiento formado sobre estos sustratos continuar con los defectos del sustrato mostrándose en el acabado resultante sobre el sustrato: cetonas como es la metil etil cetona, la metil isobutil cetona, la metil amil cetona, la 1,4-pentadiona, ésteres de bajo peso molecular como es el acetato de etilo, el acetato de hexilo, y sorprendentemente los isómeros del acetato de t-butilo, es decir, el acetato de n-butilo, el acetato de sec-butilo y el acetato de isobutilo; y los hidrocarbonos aromáticos como son el tolueno y el xileno. Dependiendo del sustrato plástico y de cómo se elaboró bajo ciertas circunstancias se pueden usar hasta el 30% en peso, basado en el peso del acarreador líquido orgánico en la composición, de estos disolventes agresivos pero es preferible no utilizarlos en la composición de revestimiento.
La composición de revestimiento usada en el proceso de esta invención es usada principalmente como un revestimiento base pigmentado o monocapa y contiene pigmentos de color sólido o pigmentos metálicos en escamas o mezclas de ellos y se aplican a un sustrato plástico y si se desea, puede entonces ser una capa de acabado o sobre revestida con una composición de revestimiento transparente. Se puede aplicar la composición de revestimiento como una monocapa pigmentada. Se puede aplicar también, la composición de revestimiento usada en el proceso de esta invención con un equipo pulverizador convencional o con un equipo pulverizador electrostático y curar a temperaturas ambiente y temperaturas de hasta 125ºC para disminuir el tiempo de secado dependiendo del sustrato plástico empleado.
Bajo ciertas circunstancias, el proceso de esta invención se usa para aplicar un revestimiento transparente directamente al sustrato plástico. Por ejemplo, si el sustrato plástico tiene el color deseado, se aplica un revestimiento transparente directamente al sustrato sin mostrar a través de éste y separando marcas o defectos.
Los polioles acrílicos que se usan en la composición de revestimiento que se usa para el proceso de esta invención se preparan por técnicas de polimerización convencional en las que los monómeros, el disolvente, y el iniciador de polimerización se cargan en un periodo de tiempo de 1-24 horas, de preferencia en un periodo de 2-8 horas, en un reactor de polimerización convencional en el que los constituyentes se calientan de 60-175ºC, de preferencia de 140-170ºC. El poliol acrílico tiene un peso molecular promedio de peso de 2.000-20.000, de preferencia de 5.000-10.000.
El peso molecular se determina por cromatografía de permeación en gel usando poliestireno como el estándar.
Los iniciadores de polimerización típicos que se usan para formar el poliol acrílico son los iniciadores de tipo azo como es el azo-bis-isobutironitrilo, 1,1'-azo-bis(cianociclohexano), peroxi acetatos como es el t-butil peracetato, los peróxidos como es el di-t-butil peróxido, benzoatos como es el perbenzoato de t-butilo, octoatos como es el peroctoato de t-butilo.
Los típicos disolventes que se pueden utilizar en el proceso son las cetonas como es la metil amil cetona, la metil isobutil cetona, la metil etil cetona, los hidrocarbonos aromáticos como son el tolueno, xileno, los alquilen carbonatos como es el carbonato de propileno, la n-metil pirrolidona, los éteres, los ésteres, los acetatos y mezclas de cualquiera de los anteriores.
Los típicos monómeros polimerizables que se usan para formar el poliol acrílico son los (met)acrilatos de alquilo, entendiéndose acrilatos de alquilo y metacrilatos de alquilo, que tienen de 1-18 átomos de carbono en el grupo alquilo como son el metacrilato de metilo, el acrilato de etilo, el metacrilato de etilo, el acrilato de propilo, el metacrilato de propilo, el metacrilato de isopropilo, el acrilato de butilo, el metacrilato de isobutilo, el metacrilato de butilo, el metacrilato de t-butilo, el acrilato de pentilo, el metacrilato de pentilo, el acrilato de hexilo, el metacrilato de hexilo, el acrilato de octilo, el metacrilato de octilo, el acrilato de nonilo, el metacrilato de nonilo, el acrilato de decilo, el metacrilato de decilo, el acrilato de laurilo, el metacrilato de laurilo, el acrilato de estearilo, el metacrilato de estearilo; otros monómeros útiles son el estireno, el alfa metil estireno o cualquier mezcla de estos monómeros, y los (met)acrilatos de hidroxialquilo entendiéndose acrilatos de hidroxi alquilo y metacrilatos de hidroxi alquilo que tienen de 1-4 átomos de carbono en los grupos alquilo como es el acrilato de hidroxi metilo, el metacrilato de hidroxi metilo, el acrilato de hidroxi etilo, el metacrilato de hidroxi etilo, el metacrilato de hidroxi propilo, el acrilato de hidroxi propilo, el acrilato de hidroxi butilo, el metacrilato de hidroxi butilo y sus semejantes. Otros monómeros que se pueden usar son la acrilamida, la metacrilamida, el acrilonitrilo y la hidroxi metacrilamida.
Se puede usar un monómero que contiene fluoroalquilos en cantidades de 0,1-5,0% en peso, basado en el peso del poliol para mejorar la lavabilidad.
Los monómeros fluorocarbonados útiles están representados por la fórmula
CH_{2} \longequal CR --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- O --- (CH_{2})_{n} --- R_{f}
Donde R es hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1-2 átomos de carbono, n es un número de 1-18 y R_{f} es un grupo que contiene fluoroalquilo que tiene al menos 4 átomos de carbono y de preferencia un grupo fluoroalquilo de cadena lineal o ramificada teniendo de 4-20 átomos de carbono los cuales pueden opcionalmente contener un átomo de oxígeno.
Típicamente los monómeros útiles que contienen fluoroalquilo son el perfluoro metacrilato de metil etilo, el perfluoro metacrilato de etil etilo, el perfluoro metacrilato de butil etilo, el perfluoro metacrilato de pentil etilo, el perfluoro metacrilato de hexil etilo, el perfluoro metacrilato de octil etilo, el perfluoro metacrilato de decil etilo, el perfluoro metacrilato de lauril etilo, el perfluoro metacrilato de estearil etilo, el perfluoro acrilato de metil etilo, el perfluoro acrilato de etil etilo, el perfluoro acrilato de butil etilo, el perfluoro acrilato de pentil etilo, el perfluoro acrilato de hexil etilo, el perfluoro acrilato de octil etilo, el perfluoro acrilato de decil etilo, el perfluoro acrilato de lauril etilo, el perfluoro acrilato de estearil etilo, y sus semejantes. Se prefieren los perfluoro metacrilatos de alquil etilo en donde el grupo perfluoroalquilo contiene de 4-20 átomos de carbono.
Otros monómeros útiles que contienen fluoroalquilo están representados por la fórmula
R^{1} --- SO_{2} --- 
\uelm{N}{\uelm{\para}{R ^{2} }}
--- (CH_{2})_{n} --- O --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- CR \longequal CH_{2}
Donde
R es como se definió antes
R^{1} es un grupo fluoroalquilo que tiene de 4-12 átomos de carbono,
R^{2} es un grupo alquilo que tiene de 1-4 átomos de carbono y n es un número entero de 1-4.
\newpage
Los siguientes son típicos de estos monómeros:
C_{8}F_{17}SO_{2}
\uelm{N}{\uelm{\para}{CH _{3} }}
(CH_{2})_{2} --- O --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- CH \longequal CH_{2}
C_{8}F_{17}SO_{2}
\uelm{N}{\uelm{\para}{CH _{3} }}
(CH_{2})_{2} --- O --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- 
\uelm{C}{\uelm{\para}{CH _{3} }}
\longequal CH_{2}
C_{8}F_{17}SO_{2}
\uelm{N}{\uelm{\para}{C _{2} H _{5} }}
(CH_{2})_{2} --- O --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- CH \longequal CH_{2}
C_{8}F_{17}SO_{2}
\uelm{N}{\uelm{\para}{C _{2} H _{5} }}
(CH_{2})_{2} --- O --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- 
\uelm{C}{\uelm{\para}{CH _{3} }}
\longequal CH_{2}
C_{8}F_{17}SO_{2}
\uelm{N}{\uelm{\para}{C _{4} H _{9} }}
(CH_{2})_{2} --- O --- 
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}
--- CH \longequal CH_{2}
Los polioles acrílicos fluorados preferidos que forman recubrimientos de elevada calidad contienen monómeros polimerizados de un metacrilato alquílico que tiene de 2-6 átomos de carbono en el grupo alquilo, un acrilato de alquilo que tiene de 2-8 átomos de carbono en el grupo alquilo, un hidroxi acrilato de alquilo que tiene de 2-4 átomos de carbono en el grupo alquilo, el estireno y perfluoroalquil metacrilato de etilo que tiene de 4-20 átomos de carbono en el grupo alquilo. Un polímero particularmente preferido contiene metacrilato de butilo, acrilato de butilo, estireno, hidroxi acrilato de propilo y el monómero anterior que contiene perfluoroalquilo.
Otros polioles acrílicos fluorados que se prefieren contienen monómeros polimerizados de un metacrilato de alquilo que tiene de 2-6 átomos de carbono en el grupo alquilo, un acrilato de alquilo que tiene de 2-8 átomos de carbono en el grupo alquilo, el estireno, un alquilen metacrilato de glicol y un perfluoro alquil metacrilato de etilo que tiene de 4-20 átomos de carbono en el grupo alquilo. Un polímero particularmente preferido contiene metacrilato de butilo, el acrilato de butilo, el hidroxi acrilato de propilo, el etilen metacrilato de triglicol y el monómero de perfluoro alquil metacrilato de etilo anterior.
Los polioles poliéster típicos que se pueden usar para formar la composición de revestimiento usada en el proceso de esta invención son los poliésteres de ácidos dicarboxílicos y un poliol. Estos poliésteres son funciones hidroxilo, que tienen un peso molecular promedio de 200-10.000. Los ácidos y anhídridos típicos que se pueden usar son ácidos dicarboxílicos alifáticos como es el ácido maleico, el anhídrido maleico, el ácido adípico y el ácido sebácico y el ácido 1,12-dodecanodioico; los ácidos dicarboxílicos y anhídridos aromáticos como es el ácido ftálico, el anhídrido ftálico, el ácido isoftálico, el ácido tereftálico, los ácidos cicloalifáticos dicarboxílicos como es el ácido hexahidroftálico y s anhídrido. Los polioles típicos que pueden ser usados son 1,4-butanodiol, 1,6-butanodiol, el etilen glicol, trimetilol propano, 1,4-ciclohexano dimetanol, los polioles caprolactona y los polioles dicaprolactona. Los ejemplos de poliésteres comercialmente disponibles que se pueden usar son "Desmophens" de Bayer Corp. Como es "Desmophen" 1652, 1700 y R12A. Se pueden usar los polioles "Tone" de Unión Carbide que son poliésteres caprolactona.
Los polioles poliéter típicos que se pueden usar para formar la composición de revestimiento usada en el proceso de esta invención son los polioles poliéter de un diol y un poliéter glicol como es el "Terathane" que es el poliol poliéter del 1,4-butanodiol y un poliéter glicol. Se pueden usar también los polioles polipropilen éter.
Los polioles poliuretano típicos que se pueden usar para formar la composición de revestimiento usada en el proceso de esta invención son cualquiera de los antes mencionados, polioles acrílicos, polioles poliéster o polioles poliéter que reaccionan con un poliisocianato usando una cantidad suficiente del poliol para formar un hidroxi poliol de terminación poliuretano. Cualquiera de los siguientes poliisocianatos usados para formar la composición de revestimiento se puede usar para formar los polioles poliuretanos anteriores.
La composición de revestimiento usada en el proceso de esta invención contiene un agente de reticulación orgánico poliisocianato. Se pueden usar cualquiera de los aromáticos convencionales, alifáticos, isocianatos cicloalifáticos, isocianatos trifuncionales y aductos de función isocianato de polioles y diisocianatos. Los diisocianatos típicamente útiles son el diisocianato de 1,6-hexametileno, el diisocianato de isoforona, el diisocianato de 4,4'-bifenileno, el diisocianato de tolueno, el diisocianato de bis ciclohexilo, el diisocianato de tetrametilen xileno, el diisocianato de etil etileno, el diisocianato de 2,3-dimetil etileno, el diisocianato de 1-metiltrimetileno, el diisocianato de 1,3-ciclopentileno, el diisocianato de 1,4-ciclohexileno, el diisocianato de 1,3-fenileno, el diisocianato de 1,5-naftaleno, el bis-(4-isocianatociclohexil)-metano, y el 4,4'-diisocianato difenil éter.
Los isocianatos trifuncionales típicos que se pueden usar son el triisocianato de trifenilmetano, el triisocianato de 1,3,5-benceno, y el triisocianato de 2,4,5-tolueno. También se pueden usar los oligómeros de diisocianatos como es el trímero del diisocianato de hexametileno que se vende bajo la marca registrada de "Desmodur" N-3390.
Se pueden usar los aductos de función isocianato formados a partir de un poliisocianato orgánico y un poliol. Cualquiera de los poliisocianatos antes mencionados se puede usar con un poliol para formar un aducto. Se pueden usar los polioles como es el 1,4-butanodiol, los alcanos trimetilol como el trimetilol propano. Un aducto útil es el producto de reacción del diisocianato de tetrametilxilidina y el trimetilol propano y se vende bajo la marca registrada "Cythane" 3160.
Se puede usar también un poliisocianato fluorado que es el producto de reacción de un poliisocianato orgánico y un alcohol monofuncional fluorado representado por la fórmula
R_{f} --- (X)_{n} --- (CH_{2}
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{3} }}
H --- O )_{m} --- H
Donde R_{f} es como se definió anteriormente, un grupo que contiene fluoro alquilo que tiene al menos 4 átomos de carbono y de preferencia una cadena lineal o un grupo floroalquilo de cadena ramificada que tiene de 4-20 átomos de carbono que opcionalmente pueden contener átomos de oxígeno como grupos éter o pueden contener de 1-5 átomos de cloro o de 1-5 átomos de hidrógeno. De preferencia, R_{f} es un grupo perfluoroalquilo que tiene de 4-20 átomos de carbono y más preferiblemente, R_{f} es un grupo perfluoroalquilo que contiene de 6-12 átomos de carbono. X es un radical divalente, de preferencia -CH_{2}CH_{2}O-, -SO_{2}N(R^{4})CH_{2}CH_{2}O-, -CH_{2}-, -O-, -CH_{2}O- donde R^{4} es un grupo alquilo que tiene de preferencia de 1-4 átomos de carbono. R^{3} es un H o un grupo alquilo que tiene de 1-4 átomos de carbono, siendo el H y el metilo preferidos, n es de 0-1 y m es de 0-30, siempre que si n es 0, entonces m debe ser mayor o igual que 1, si m es 0, entonces n es 1, si X es –O-, m debe ser mayor o igual que 1; y m de preferencia es de 1-20.
Los alcoholes monofuncionales fluorados que se prefieren son los siguientes:
R_{f}-(CH_{2}-CH_{2}-O\cierrapg{n}H
Donde R_{f} es un grupo perfluoro alquilo que tiene de 6-12 átomos de carbono y n es de 5-15;
H\abrepg CF_{2}CF_{2})_{n}-CH_{2}OH
Donde n es de 1-6;
1
Donde R^{5} es un grupo alquilo que tiene de 1-4 átomos de carbono y n es de 1-30;
2
Donde n es de 0-10 y m es de 1-20; y
R_{f}-CH_{2}-CH_{2}-OH
donde R_{f} se describió anteriormente.
Se prepara el poliisocianato orgánico fluorado por técnicas convencionales en las que el alcohol monofuncional fluorado y el poliisocianato orgánico se cargan en un recipiente de reacción opcionalmente con disolventes y un catalizador durante 1-4 horas y se calienta a 50-120ºC preferiblemente, 60-85ºC.
Reaccionan de 0,1-33 por ciento molar de grupos isocianato activos del poliisocianato orgánico con el alcohol monofuncional fluorado que deja cantidad suficiente de grupos isocianato sin reaccionar para reaccionar con grupos funcionales de otros componentes de una composición para formar composiciones reticuladas. Preferiblemente, se reaccionan 0.1-10 por ciento molar de grupos isocianato activos con el alcohol monofuncional fluorado para proporcionar un poli-isocianato orgánico fluorado menos costoso que puede usarse con otros componentes para formar películas poliméricas que tengan grupos que reaccionan con isocianatos para formar composiciones reticuladas.
Cuando la composición de revestimiento usada en el proceso de esta invención es pigmentada, esta contiene pigmentos en un pigmento para aglutinar en una proporción de 0,1/100 a 200/100. Los pigmentos típicos que se usan son óxidos metálicos como es el dióxido de titanio, los óxidos de hierro de varios colores, el óxido de zinc, el carbono, los pigmentos de relleno como es el talco, el caolín, la baritina, carbonatos, silicatos y un amplia variedad de pigmentos orgánicos coloreados como las crinaquidonas, las ftalocianinas de cobre, perilenos, pigmentos azo, azul de idantrona, quinacridonas, diceto pirrolopirrol, carbazoles como es el violeta de carbazol, las isoindolinonas, las isoindolonas, los rojos tioíndigo, y benzimilazolinonas.
Típicamente, se dispersan estos pigmentos con una resina dispersante al usar técnicas de dispersión convencional y la dispersión pigmento resultante se agrega y se mezcla con la composición de revestimiento que se usa en el proceso de esta invención.
Si la composición de revestimiento que se usa en el proceso de esta invención se usa como una composición de revestimiento transparente o como un monorevestimiento, se mejora significativamente la resistencia a la intemperie de la composición de revestimiento al agregar del 0,1-10% en peso, basado en el peso del aglutinante, estabilizadores de luz ultravioleta, pantallas, amortiguadores y antioxidantes se agregan usualmente. Las pantallas de luz ultravioleta típica y estabilizadora incluyen a los siguientes:
Las benzofenonas como es la hidroxi dodecil oxi benzofenona, la 2,4-dihidroxibenzofenona, y las hidroxi benzofenonas que contienen grupos del ácido sulfónico. Los benzoatos como es el dibenzoato de difenilol propano, y el tertbutil benzoato de difenilol propano.
Las triazinas como es la 3,5-dialquil-4-hidroxi fenil derivaos de triazina, derivados que contienen azufre de dialquil-4-hidroxi fenil triazina, y el hidroxifenil-1,3,5-triazina.
Los triazoles como es el 2-fenil-4-(2,2'-dihidroxibenzoil)-triazol, los benzotriazoles sustituidos como es el hidroxi feniltriazol.
Las aminas impedidas como es la bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil sebacato), di[4(2,2,6,6-tetrametil piperidinil)] sebacato y cualquier mezcla de cualquiera de los anteriores.
La composición de revestimiento puede contener una cantidad suficiente de un catalizador para curar rápidamente la composición a temperaturas ambientes. Generalmente, de 0,01-2% en peso, basado en el peso del aglutinante, si el catalizador es usado. Los catalizadores típicamente útiles son la trietilen diamina y los lauratos de alquil estaño, como es el dilaurato de dibutil estaño, el diacetato de dibutil estaño, y las aminas tercearias. Se prefiere el dilaurato de dibutil estaño.
Generalmente, los agentes de control de flujo se usan en la composición en cantidades de 0,1-5% en peso, basado en el peso del aglutinante, como es el ácido poliacrílico, los polialquilacrilatos, los copolímeros dimetil polisiloxano poliéter modificado y el polidimetil siloxano poliéster modificado.
Se usa usualmente una composición de revestimiento transparente sobre un sustrato plástico que tiene el color deseado o este se puede usar sobre un revestimiento base pigmentado. Puede ser conveniente usar pigmentos en la composición de revestimiento, que tiene el mismo índice de refracción del revestimiento seco para proporcionar un suave brillo o un acabado uniforme. Los pigmentos útiles tienen típicamente un tamaño de partícula de 0,015-50 micrones y se usan en un pigmento para aglutinar proporciones de peso de 1:100 a 40:100 y son pigmentos silíceos inorgánicos como es el pigmento de sílice que tiene un índice de refracción de 1,4-1,6.
Los siguientes ejemplos ilustran la invención. Todas las partes y porcentajes están en base al peso a menos que se especifique otra cosa. Se determinó el peso molecular por cromatografía de permeación en gel usando el poliestireno como estándar.
Ejemplo 1 Se preparó la composición de pintura al mezclar juntos los siguientes constituyentes
Partes en Peso
Acetato de tertbutilo 38,00
N-propoxi propanol 4,86
Policaprolactonadiol 25,59
Sílice amorfa sintética, superficie tratada con cera 13,62
2(2'-hidroxi-3,5'-ditert-amilfenil)benzotriazol 0,56
\begin{minipage}[t]{120mm} Resina poliéster lineal hidroxi terminada (poliéster de 1,4-butanodiol, ácido adípico y etilen glicol que tiene un número de hidroxilos de 56)\end{minipage} 6,20
Dilaurato de dibutil estaño 0,46
Amina impedida estabilizadora de luz (Tinuvin\registrado 292) 0,64
\begin{minipage}[t]{120mm} Imron\registrado Tinte Blanco de Sólidos elevados (77,5% de sólidos de pigmento de dióxido de titanio predispersos en una resina acrílica de bajo peso molecular que tiene un pigmento para aglutinar proporciones de 337/100)\end{minipage} 7,18
\begin{minipage}[t]{120mm} Imron\registrado Tinte Negro de Sólidos elevados (48,8% de sólidos de pigmento de negro de carbono de horno predispersos en una resina acrílica de bajo peso molecular que tiene un pigmento para aglutinar proporciones de 9/100)\end{minipage} 2,86
\begin{minipage}[t]{120mm} Imron\registrado Tinte Naranja de Sólidos elevados (66,4% de sólidos de pigmento de óxido de hierro predispersos en una resina acrílica de bajo peso molecular que tiene un pigmento para aglutinar proporciones de 207/100)\end{minipage} 0,03
Total 100,00 
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó la solución activadora 1 al mezclar juntos los siguientes constituyentes:
\vskip1.000000\baselineskip
Partes en Peso
"Desmodur" N 3300 (100% de sólidos del trímero de poliisocianato de hexametilen 70,00
diisocianato
Acetato de terbutilo 30,00
Total 100,00 
\vskip1.000000\baselineskip
Se mezclaron cuatro partes de la composición de pintura 1 anterior con una parte de la solución activadora 1 para formar la composición de revestimiento 1, que fue aplicada con pistola pulverizadora sobre los siguientes sustratos a un grosor de película seca de 25 micrones. Se dejó al revestimiento secar durante 10 minutos a temperatura ambiente y se horneó entonces durante 30 minutos a 70ºC y entonces se anotó la apariencia de cada una en la tabla de
abajo:
\newpage
Tipo de sustrato Defectos en el sustrato Apariencia después del revestimiento
y secado
ABS Marcas biseladas debido al calor y Revestimiento liso uniforme con defectos
la humedad y superficie ruborosa no visibles en el sustrato
ABS/Policarbonato Superficie eflorescente y marcas bi- Revestimiento liso uniforme con defectos
seladas debidas al molde no visibles en el sustrato
Policarbonato reforzado con el Brillo bajo, superficie eflorescente y Brillo bajo, revestimiento liso y uniforme
10% en peso de fibra de vidrio marcas biseladas debido al molde con defectos no visibles en el sustrato
Se prepararon las siguientes composiciones de revestimiento y se probaron como antes en los sustratos anteriores:
Composición de revestimiento 2 - todo el acetato de terbutilo en la composición de la pintura y en la solución activadora se remplazó con acetato de n-butilo.
Composición de revestimiento 3 - todo el disolvente acetato de terbutilo en la composición de la pintura y en la solución activadora se remplazó con acetato de isobutilo.
Para cada uno de los sustratos mostrados anteriormente ni la Composición de revestimiento 2 o 3 ocultaron los defectos de superficie de los sutratos. Los defectos de superficie fueron visibles a simple vista. Los isómeros del acetato de terbutilo, el acetato de n-butilo y del acetato de isobutilo son disolventes agresivos que no permiten ocultar los defectos de superficie de los sustratos termoplásticos anteriores cuando se formularon en las composiciones de revestimiento.
Se prepararon las siguientes composiciones de revestimiento A-M como anteriormente al sustituir el disolvente mostrado por el acetato de terbutilo en la composición de la pintura y en la solución activadora:
Composición de revestimiento Disolvente
A Metil amil cetona
B Acetato de etilo
C Acetona
D 1,4-Pentanodiona
E Metil etil cetona
F Metil propil cetona
G Diisobutil cetona
H Acetato de propilo
I Acetato de hexilo
J Propionato de propilo
K Butirato de metilo
L Xileno
M Tolueno
Se aplicaron cada una de las Composiciones A-L de revestimiento antes formuladas a los anteriores sustratos y se curó como antes. Ninguna de las composiciones de revestimiento ocultó los defectos de los sustratos como lo hizo la Composición de revestimiento 1 que se formuló con acetato de terbutilo.
Ejemplo 2
Se preparó la Composición de revestimiento 4 que es idéntica a la composición de revestimiento 1 con la excepción que se omitieron los tintes blanco, negro y naranja para la composición de ese modo proporcionaron una composición de revestimiento transparente no-pigmentada. Esta composición se aplicó con pistola pulverizadora en los tres sustratos descritos en el ejemplo 1 y curados como en el ejemplo 1 y examinados. En cada caso, se produjo un revestimiento transparente de bajo brillo y los defectos de superficie de los sustratos no fueron visibles en la superficie del revestimiento.
Ejemplo 3
Se preparó una solución I poliisocianato fluorada al mezclar lo siguientes constituyentes en un balón de reacción equipado con un agitador mecánico, un condensador, un inyector de nitrógeno y un termopar:
Porción I Partes por Peso
\hskip0.5cm Solución poliisocianato (98,9% sólidos del trímero de Hexametilen 3000,00
\hskip0.5cm diisocianato)
\hskip0.5cm Acetato de butilo 275,00
\hskip0.5cm Acetato de etilo 550,00
\hskip0.5cm Acetato de etilen glicol monobutil éter 175,00
Porción 2
\hskip0.5cm Alcohol fluoroalquilo 27,20
\hskip0.5cm F(CF_{2})_{n}CH_{2}CH_{2}O(CH_{2}CH_{2}O)mH donde n es un Promedio de 6 y 0,50
\hskip0.5cm m es un promedio de 7,5 Solución de dilaurato de di-n-butil estaño
\hskip0.5cm (2% de Sólidos en acetato de etilo)
Total \overline{4027.70}
Se agregaron las porciones 1 y 2 al balón de reacción bajo una presión positiva de nitrógeno y se calentó a cerca de 75-80ºC y se mantuvo a esta temperatura cerca de 2 horas y se dejó enfriar durante la noche. La solución 1 poliisocianato fluorada resultante contuvo cerca del 1% del componente fluorado.
Se preparó la composición de revestimiento 5 al mezclar 4 partes de la composición de pintura del Ejemplo 1 con 1 parte de la solución 1 poliisocianato fluorada anterior. Se aplicó con pistola pulverizadora la composición de revestimiento 5 sobre los sustratos descritos en el Ejemplo 1 y se secó y curó como en el ejemplo 1 y se observó la apariencia de cada sustrato. A pesar de que la composición de revestimiento 5 contenía algunos disolventes agresivos, había una cantidad suficiente de acetato de terbutilo presente de manera que los defectos de superficie en cada uno de los sustratos no fuera visible.
Ejemplo 4
Se preparó una composición de revestimiento 6 de tipo laca al mezclar juntos los siguientes constituyentes: 69,5 partes de acetato de terbutilo, 20n partes de solución polímero acrílico (50% de sólidos en una mezcla de disolventes acetato de etilo/acetato de butilo de un polímero de acrilato de butilo/ácido acrílico/metacrilato de acetoacetoxi etilo, en una proporción de peso 70/10/20), 7,18 partes del tinte blanco (descrito en el Ejemplo 1), 2,86 partes del tinte negro (descrito en el Ejemplo 1) y 0,03 partes del tinte amarillo (descrito en el Ejemplo 1). Se aplicó con pistola pulverizadora la composición de revestimiento resultante sobre los tres sustratos mostrados en el Ejemplo1 y se curó de acuerdo al procedimiento del Ejemplo 1. En cada caso, el revestimiento curado sobre el sustrato fue liso uniforme y brillante sin defectos visibles del sustrato.

Claims (12)

  1. \global\parskip0.940000\baselineskip
    1. Un proceso para revestir un sustrato termoplástico que comprende aplicar una composición de revestimiento basada en un disolvente al sustrato y curar la composición de revestimiento de temperatura ambiente a 125ºC para formar una película lisa uniforme sobre el sustrato;
    En donde la composición de revestimiento comprende cerca del 45-80% en peso de una película formadora de aglutinante y del 20-55% en peso de un acarreador líquido orgánico; en donde el aglutinante consiste esencialmente de
    (A)
    del 40-90% en peso, basado en el peso del aglutinante, de un polímero que se elige del grupo que consiste del poliol acrílico, el poliol poliéster, el poliol poliéter o un poliol poliuretano; y
    (B)
    del 10-60% en peso, basado en el peso del aglutinante, de un agente reticulador orgánico poliisocianato; y en donde el acarreador líquido orgánico usado en la composición de revestimiento consiste de al menos el 50% en peso, basado en el peso del acarreador líquido orgánico usado en la composición de revestimiento, de acetato de terbutilo y hasta el 50% en peso, basado en el peso del acarreador líquido orgánico, de otro disolvente orgánico compatible.
  2. 2. El proceso de la reivindicación 1 en el que el acarreador líquido orgánico consiste del 75-90% en peso, basado en el peso del acarreador líquido orgánico usado en la composición, de acetato de terbutilo y del 10-25% en peso de otros disolventes orgánicos compatibles.
  3. 3. El proceso de la reivindicación 2 en el que el poliol acrílico comprende monómeros polimerizados de (met) acrilatos de alquilo e (met) acrilatos hidroxi alquilo que tienen un peso molecular promedio de peso de 2.000-20.000 y el poliisocianato orgánico se elige del grupo que consiste de poliisocianatos aromáticos, poliisocianatos alifáticos y poliisocianatos cicloalifáticos.
  4. 4. El proceso de la reivindicación 3 en el que el poliol acrílico es un poliol acrílico fluorado.
  5. 5. El proceso de la reivindicación 3 en el que el poliisocianato orgánico es un poliisocianato fluorado de un poliisocianato orgánico que reacciona con un perfluoroalcohol representado por la fórmula
    R_{f} --- (X)_{n} --- (CH_{2}
    \uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{3} }}
    H --- O)_{m} --- H
    Donde Rf es un fluoroalquilo que contiene grupos de al menos 4 átomos de carbono, X es un radical divalente, R3 es H o un grupo alquilo que tiene de 1-4 átomos de carbono, n es 0-1 y m es 0-30 siempre que cuando n sea 0 m debe ser igual o mayor que 1 y cuando m es 0 entonces n es 1; en donde cerca del 0,1-33 por ciento molar de grupos isocianato activos reaccionan con el alcohol monofuncional fluorado.
  6. 6. El proceso de la reivindicación 4 en el que Rf es un grupo que contiene un fluoroalquilo que tiene de 4-20 átomos de carbono, X se elige del grupo que consiste de -CH_{2}CH_{2}O-, -SO_{2}N(R^{4})CH_{2}CH_{2}O-, -CH_{2}-, -O-, -CH_{2}O-; R^{4} es un grupo alquilo que tiene de 1-4 átomos de carbono; R^{3} es un H o un metilo y m es de 1-20.
  7. 7. El proceso de la reivindicación 1 en el que el aglutinante es un poliol poliéster.
  8. 8. El proceso de la reivindicación 1 en el que el aglutinante es un poliol poliéter.
  9. 9. El proceso de la reivindicación 1 en el que el aglutinante es un poliol poliuretano.
  10. 10. Un proceso para revestir un sustrato termoplástico que comprende aplicar una composición de revestimiento basada en disolvente al sustrato y curar la composición de revestimiento de temperatura ambiente a 125ºC para formar una película lisa uniforme sobre el sustrato;
    en donde la composición de revestimiento comprende del 45-80% en peso de un aglutinante formador de película y del 20-55% en peso de un acarreador líquido orgánico; en donde el aglutinante consiste esencialmente de un polímero que se elige del grupo que consiste del poliol acrílico, el poliol poliéster, el poliol poliéter o un poliol poliuretano; y un agente reticulante poliisocianato orgánico; y en donde el acarreador líquido orgánico usado en la composición de revestimiento consiste de al menos el 50% en peso, basado en el peso del acarreador líquido orgánico usado en la composición de revestimiento, del acetato de terbutilo y hasta el 50% en peso, basado en el peso del acarreador líquido orgánico, de otro disolvente orgánico compatible.
  11. 11. Un sustrato termoplástico revestido de acuerdo el proceso de la reivindicación 1.
  12. 12. Un sustrato termoplástico revestido de acuerdo el proceso de la reivindicación 1 con un revestimiento de base pigmentada que es el acabado con una capa transparente que se seca y cura.
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