ES2300447T3

ES2300447T3 - Suspensiones de laca en polvo (suspension espesas de polvo) y lacas en polvo, procedimiento para su preparacion y utilizacion de las mismas.

Info

Publication number: ES2300447T3
Application number: ES02732737T
Authority: ES
Inventors: Wolfgang Bremser; Werner-Alfons Jung; Michael Stang; Heiko Wolf
Original assignee: BASF Coatings GmbH
Current assignee: BASF Coatings GmbH
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2008-06-16
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: ATE384083T1; JP2004532120A; CA2442145A1; EP1401891B1; EP1897894A1; US20040132902A1; US7935746B2; WO2002098932A1; DE50211558D1; EP1401891A1; DE10126651A1

Abstract

Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo, preparándose las suspensiones espesas de polvo de la siguiente manera: (1) en un medio acuoso se emulsiona como mínimo un componente líquido que contiene al menos producto de partida líquido, con lo que se obtiene una emulsión acuosa de partículas líquidas; (2) se deja enfriar la emulsión, con lo que se forma una suspensión de partículas con estabilidad dimensional; y preparándose las lacas en polvo de la siguiente manera: (1) en un medio acuoso se emulsiona como mínimo un componente líquido que contiene al menos un producto de partida líquido, con lo que se obtiene una emulsión acuosa de partículas líquidas; (2) se deja enfriar la emulsión, con lo que se forma una suspensión de partículas con estabilidad dimensional, y después (3) se aíslan las partículas con estabilidad dimensional; caracterizadas porque se utiliza como mínimo un emulsionante cuya solución acuosa a la concentración crítica de formación de micelas (CCM) tiene una tensión superficial > 30 mN/m.

Description

Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo, procedimiento para su preparación y utilización de las mismas.

La presente invención se refiere a nuevas suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo que se pueden producir mediante un procedimiento en emulsión. Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para producir las nuevas suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo mediante emulsión. La presente invención también se refiere a la utilización de las nuevas suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo como materiales de revestimiento, adhesivos y masillas de sellado para el lacado, la adhesión y el sellado de carrocerías de automóviles y partes de las mismas, interiores y exteriores de automóviles, interiores y exteriores de edificios, puertas, ventanas y muebles, y también para el lacado, la adhesión y el sellado en el marco del lacado industrial, en particular de piezas pequeñas, bobinas, contenedores, embalajes, componentes electrónicos y electrodomésticos.

La solicitud de patente alemana DE 196 52 813 A1 da a conocer lacas en polvo en forma de suspensiones acuosas que están esencialmente libres de disolventes orgánicos y que se pueden procesar con tecnologías de laca líquida, y también procedimientos para la preparación de las mismas mediante emulsión en fusión. En este procedimiento conocido, los ligantes, los reticulantes y, en caso dado, otras sustancias adicionales o aditivos se introducen en forma de masas de resina en fusión viscosas en los aparatos de dispersión, donde éstas son finamente dispersadas en fase líquida. No obstante, los componentes también se pueden mezclar primero entre sí de forma homogénea en estado líquido antes de su dispersión en el aparato de dispersión y después dispersarlos finamente en fase líquida en un segundo paso. A continuación, la emulsión resultante se transforma por enfriamiento en una suspensión de partículas sólidas finamente distribuidas. La ventaja esencial de este procedimiento consiste en que se puede prescindir de los costosos procedimientos de molienda, que eventualmente pueden deteriorar las dispersiones, con los que se ha de ajustar el tamaño de partícula necesario. Además, con ayuda de la emulsión en fusión se pueden preparar suspensiones de laca en polvo con partículas más finas que en el caso del procedimiento de
molienda.

De dicha solicitud de patente alemana no se desprende el aislamiento de las partículas de laca en polvo dispersas o suspendidas.

De acuerdo con la columna 7, renglones 4 a 9, del documento DE 196 52 813 A1, como estabilizadores, dispersantes o emulsionantes se pueden utilizar poliacrilatos anfífilos de cadena corta, preparados mediante polimerización de transferencia a partir de ácido acrílico, acrilato de etilhexilo, acrilato de hidroxietilo y un comonómero aniónico en fase liotrópica. Sin embargo, dicho documento no indica la tensión superficial de las soluciones acuosas de los emulsionantes a la concentración crítica de formación de micelas (CCM).

En las solicitudes de patente alemana no publicadas previamente DE 100 06 673.9 y DE 100 18 581.9 se describen suspensiones espesas de polvo preparadas mediante emulsión en fusión. Sin embargo, las partículas de laca en polvo dispersas resultantes no se aíslan ni se utilizan como lacas en polvo. Como emulsionantes se utilizan emulsionantes no iónicos, tales como alcanoles alcoxilados y polioles, fenoles y alquilfenoles, o emulsionantes aniónicos tales como sales alcalinas o amónicas de ácidos alcanoicos, alcanosulfónicos y ácidos sulfónicos de alcanoles alcoxilados y polioles, fenoles y alquilfenoles. Sin embargo, no se indica la tensión superficial de las soluciones acuosas de los emulsionantes a la concentración crítica de formación de micelas (CCM).

La solicitud de patente internacional WO 97/45476 da a conocer un procedimiento para preparar suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo mediante emulsión en fusión. De acuerdo con la página 13, renglones 5 a 20, de la solicitud de patente internacional, en el procedimiento se utilizan emulsionantes. En caso de una fase acuosa se utiliza polietilenglicol o alcohol polivinílico. Es esencial que los emulsionantes presenten un componente de anclaje que una los emulsionantes a la masa en fusión mediante adsorción física o por reacción química. Como ejemplos de componentes de anclaje adecuados se mencionan copolímeros de (met)acrilato polares o los grupos correspondientes. Sin embargo, no se indica la tensión superficial de las soluciones acuosas de emulsionantes a la concentración crítica de formación de micelas (CCM).

La solicitud de patente internacional WO 98/45356 da a conocer procedimientos para preparar suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo mediante emulsión en fusión. Se utilizan emulsionantes (agentes tensioactivos) iónicos y no iónicos. Como emulsionantes iónicos se utilizan productos de reacción in situ de copolímeros de olefina con contenido en grupos carboxilo, utilizados en el procedimiento, con hidróxido de amonio, trietanolamina, morfolina y dimetiletanolamina. Los emulsionantes no iónicos preferentes son tioxilatos de alquilfenol y copolímeros de óxido de etileno-propilenglicol. Sin embargo, no se indica la tensión superficial de las soluciones acuosas de emulsionantes a la concentración crítica de formación de micelas (CCM).

Los procedimientos conocidos hasta la fecha para la preparación de suspensiones espesas de polvo y de lacas en polvo mediante emulsión en fusión tienen la desventaja de que los estabilizadores, dispersantes o emulsionantes utilizados sólo pueden estabilizar suficientemente las partículas fundidas emulsionadas formadas en primer lugar o las partículas sólidas suspendidas resultantes después de enfriar la emulsión, pero no ambas a la vez. Por consiguiente, con los procedimientos conocidos existe el peligro de que también reaccionen de forma negativa frente a pequeñas variaciones de las condiciones de procedimiento y no produzcan suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo que satisfagan las especificaciones.

Ya se conoce la utilización de dispersiones de copolímeros, que se pueden preparar mediante copolimerización radical en una o más etapas de

a): como mínimo un monómero olefínicamente insaturado y

b): como mínimo un monómero olefínicamente insaturado diferente del monómero olefínicamente insaturado (a) de fórmula general I

(I),R^{1}R^{2}C=CR^{3}R^{4}

: donde los grupos R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} representan en cada caso, independientemente entre sí, átomos de hidrógeno o grupos alquilo, cicloalquilo, alquilcicloalquilo, cicloalquilalquilo, arilo, alquilarilo, cicloalquilarilo, arilalquilo o arilcicloalquilo, sustituidos o no sustituidos, con la condición de que como mínimo dos de las variables R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} representen grupos arilo, arilalquilo o arilcicloalquilo sustituidos o no sustituidos, en particular grupos arilo sustituidos o no sustituidos;

en medios acuosos, como ligantes, en materiales de revestimiento, en particular lacas base acuosas (véase la solicitud de patente alemana DE 199 30 665 A1), materiales de carga e imprimaciones protectoras contra golpes de piedras (véase la solicitud de patente alemana DE 199 30 067 A1) y lacas transparentes (véase la solicitud de patente alemana DE 199 30 664 A1). En estas solicitudes de patente no se describe su utilización como estabilizadores, emulsionantes o dispersantes.

Un objetivo de la presente invención consiste en descubrir nuevas suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo que se puedan preparar mediante un procedimiento en emulsión, que se puedan producir de forma sencilla, fiable y reproducible y que satisfagan las especificaciones preestablecidas.

Otro objetivo de la presente invención consiste en descubrir un nuevo procedimiento para la producción de suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo que no presente las desventajas del estado actual de la técnica, sino que proporcione de forma sencilla, fiable y reproducible suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo que satisfagan las especificaciones.

Otro objetivo de la presente invención consiste en poner a disposición nuevos estabilizadores, dispersantes o emulsionantes para procedimientos de producción de suspensiones espesas de polvo y de lacas en polvo mediante emulsión, que puedan estabilizar suficientemente tanto las partículas líquidas emulsionadas formadas en primer lugar como las partículas de laca en polvo con estabilidad dimensional resultantes después de enfriar la emulsión.

Por consiguiente se descubrió la nueva utilización de copolímeros que se pueden preparar mediante copolimerización radical en una o más etapas de

a): como mínimo un monómero olefínicamente insaturado y

(I),R^{1}R^{2}C=CR^{3}R^{4}

en un medio acuoso, como emulsionantes.

Además, se descubrieron las nuevas suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo, pudiendo prepararse las suspensiones espesas de polvo de la siguiente manera:

(1): en un medio acuoso se emulsiona como mínimo un componente líquido que contiene al menos un producto de partida líquido, con lo que se obtiene una emulsión acuosa de partículas líquidas;

(2): se deja enfriar la emulsión, con lo que se forma una suspensión de partículas con estabilidad dimensional;

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y pudiendo prepararse las lacas en polvo de la siguiente manera:

(2): se deja enfriar la emulsión, con lo que se forma una suspensión de partículas con estabilidad dimensional, y después

(3): se aíslan las partículas con estabilidad dimensional;

utilizándose como mínimo un emulsionante cuya solución acuosa a la concentración crítica de formación de micelas (CCM) tenga una tensión superficial > 30 mN/m.

Las nuevas suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo se denominarán en lo sucesivo "suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo según la invención".

También se descubrió el nuevo procedimiento para la preparación de suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo mediante emulsión de sus componentes, pudiendo prepararse las suspensiones espesas de polvo de la siguiente manera:

y pudiendo prepararse las lacas en polvo de la siguiente manera:

(3): se aíslan las partículas con estabilidad dimensional;

El nuevo procedimiento para la preparación de suspensiones espesas de polvo y de lacas en polvo mediante emulsión en fusión se denominará "procedimiento según la invención".

En vista del estado actual de la técnica resultó sorprendente y no previsible por los especialistas que el objetivo que servía de base a la presente invención se pudiera resolver con ayuda del procedimiento según la invención y de las suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo según la invención. Todavía sorprendió más el hecho de que precisamente los copolímeros de los monómeros (a) y (b), que hasta ahora sólo se habían utilizado como ligantes, presentaran las propiedades necesarias para entrar en consideración en el procedimiento según la invención.

De acuerdo con la invención, para la preparación de las suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo según la invención se utiliza un emulsionante cuya solución acuosa a la concentración crítica de formación de micelas (CCM) tenga una tensión superficial >30, preferentemente >35 y en particular >40 mN/m.

En el marco de la presente invención, por el concepto "concentración crítica de formación de micelas (CCM)" se ha de entender la concentración característica en la que se forman micelas a partir de moléculas de agentes tensioactivos en solución acuosa por encima de una temperatura determinada (punto de Krafft) (véase Römpp-Chemie-Lexikon, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 9ª edición, 1991, tomo 4, páginas 2769 y 2770, "Micellen").

Por consiguiente, para la preparación de las suspensiones espesas de polvo y de las lacas en polvo según la invención entran en consideración todos los emulsionantes iónicos y no iónicos que cumplan esta condición.

De forma especialmente preferente, como emulsionantes a utilizar según la invención se emplean copolímeros que se pueden preparar mediante copolimerización radical, en particular copolimerización radical controlada, en una o varias etapas, principalmente en una etapa, de

(a): como mínimo un monómero olefínicamente insaturado y

(b): como mínimo un monómero olefínicamente insaturado diferente del monómero olefínicamente insaturado (a) de fórmula general I

(I),R^{1}R^{2}C=CR^{3}R^{4}

en un medio acuoso.

Como ejemplos de monómeros (a) adecuados se mencionan:

(a1): Ésteres de ácido (met)acrílico esencialmente libres de grupos ácido, tales como alquil o cilcoalquil ésteres de ácido (met)acrílico de hasta 20 átomos de carbono en la parte alquilo, en particular acrilato o metacrilato de metilo, etilo, propilo, n-butilo, sec-butilo, terc-butilo, hexilo, etilhexilo, estearilo y laurilo; ésteres cicloalifáticos de ácido (met)acrílico, en particular (met)acrilato de ciclohexilo, de isobornilo, didiclopentadienilo, octahidro-4,7-metano-1H-indenmetanol o terc-butilciclohexilo; oxaalquil u oxacicloalquil ésteres de ácido (met)acrílico, tales como (met)acrilato de etiltriglicol y (met)acrilato de metoxioligoglicol, preferentemente con un peso molecular Mn de 550, u otros derivados de ácido (met)acrílico etoxilados y/o propoxilados libres de grupos hidroxilo. Éstos pueden contener cantidades menores de alquil o cicloalquil ésteres de ácido (met)acrílico de funcionalidad superior, como di(met)acrilato de etilenglicol, de propilenglicol, dietilenglicol, dipropilenglicol, butilenglicol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, octahidro-4,7-metano-1H-indendimetanol o 1,2-, 1,3- o 1,4-ciclohexanodiol; di(met)acrilato o tri(met)acrilato de trimetilolpropano; o di(met)acrilato, tri(met)acrilato o tetra(met)acrilato de pentaeritrita. En el marco de la presente invención, por la expresión "cantidades menores" de monómeros de funcionalidad superior se han de entender aquellas cantidades que no conducen a una reticulación o gelificación de los copolímeros.

(a2): Monómeros que portan por molécula como mínimo un grupo hidroxilo, amino, alcoximetilamino o imino y están esencialmente libres de grupos ácido, tales como hidroxialquil ésteres de ácido acrílico, de ácido metacrílico o de otro ácido carboxílico alfa,beta-olefínicamente insaturado que se derivan de un alquilenglicol esterificado con el ácido, o que se pueden obtener mediante la reacción de un ácido carboxílico alfa,beta-olefínicamente insaturado con un óxido de alquileno; en particular hidroxialquil ésteres de los ácidos acrílico, metacrílico, etacrílico, crotónico, maleico, fumárico o itacónico en los que el grupo hidroxialquilo contiene hasta 20 átomos de carbono, por ejemplo acrilato, metacrilato, etacrilato, crotonato, maleato, fumarato o itaconato de 2-hidroxietilo, 2-hidroxipropilo, 3-hidroxipropilo, 3-hidroxibutilo, 4-hidroxibutilo; o hidroxicicloalquil ésteres como monoacrilato, monometacrilato, monoetacrilato, monocrotonato, monomaleato, monofumarato o monoitaconato de 1,4-bis(hidroximetil)ciclohexano, de octahidro-4,7-metano-1H-indendimetanol o metilpropanodiol; o productos de reacción de ésteres cíclicos, por ejemplo épsilon-caprolactona y estos hidroxialquil o hidroxicicloalquil ésteres; o alcoholes olefínicamente insaturados como alcohol alílico o polioles como monoalil o dialil trimetilolpropano éter o monoalil, dialil o trialil éter de pentaeritrita (con respecto a estos monómeros (a2) de funcionalidad superior es aplicable correspondientemente lo indicado en relación con los monómeros (a1) de funcionalidad superior); acrilato de N,N-dimetilaminoetilo, metacrilato de N,N-dietilaminoetilo, alilamina o acrilato de N-metiliminoetilo, o acrilato y metacrilato de N,N-di(metoximetil)aminoetilo, o acrilato y metacrilato de N,N-di(butoximetil)aminopropilo.

(a3): Monómeros que portan por molécula como mínimo un grupo ácido que se puede transformar en el grupo anión ácido correspondiente, por ejemplo ácido acrílico, acrilato de beta-carboxietilo, ácido metacrílico, etacrílico, crotónico, maleico, fumárico o itacónico; ácidos sulfónicos o fosfónicos olefínicamente insaturados o sus ésteres parciales; o maleatos de mono(met)acriloiloxietilo, succinatos de mono(met)acriloiloxietilo o ftalatos de mono(met)acriloiloxietilo.

(a4): Vinil ésteres de ácidos monocarboxílicos ramificados en posición alfa de 5 a 18 átomos de carbono en la molécula. Los ácidos monocarboxílicos ramificados se pueden obtener mediante la reacción de ácido fórmico o monóxido de carbono y agua con olefinas en presencia de un catalizador líquido muy ácido; las olefinas pueden ser productos de craqueo de hidrocarburos parafínicos, como fracciones de aceite mineral, y pueden contener olefinas acíclicas y/o cicloalifáticas, tanto ramificadas como de cadena lineal. En la reacción de estas olefinas con ácido fórmico o con monóxido de carbono y agua se forma una mezcla de ácidos carboxílicos en los que los grupos carboxilo están situados principalmente en un átomo de carbono cuaternario. Otras sustancias de partida olefínicas son, por ejemplo, trímero de propileno, tetrámero de propileno y diisobutileno. Sin embargo, los vinil ésteres (a4) también se pueden preparar de forma conocida en sí a partir de los ácidos, por ejemplo sometiendo a reacción el ácido con acetileno. Debido a su buena disponibilidad, de forma especialmente preferente se emplean vinil ésteres de ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados de 9 a 11 átomos de C ramificados en el átomo de C alfa, pero principalmente ácidos Versatic®.

(a5): Productos de reacción de ácido acrílico y/o ácido metacrílico con el glicidil éster de un ácido monocarboxílico ramificado en posición alfa de 5 a 18 átomos de C por molécula, principalmente un ácido Versatic®, o, en lugar del producto de reacción, una cantidad equivalente de ácido acrílico y/o metacrílico, el cual, durante o después de la reacción de polimerización, se somete a reacción con el glicidil éster de un ácido monocarboxílico ramificado en la posición alfa de 5 a 18 átomos de C por molécula, principalmente un ácido Versatic®.

(a6): Olefinas cíclicas y/o acíclicas como etileno, propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, ciclohexeno, ciclopenteno, norboneno, butadieno, isopreno, ciclopentadieno y/o diciclopentadieno.

(a7): Amidas de ácido (met)acrílico, como (met)acrilamida, N-metil(met)acrilamida, N,N-dimetil(met)acrilamida, N-etil(met)acrilamida, N,N-dietil(met)acrilamida, N-propil(met)acrilamida, N,N-dipropil(met)acrilamida, N-butil(met)acrilamida, N,N-dibutil(met)acrilamida, N-ciclohexil-(met)acrilamida, N,N-ciclohexilmetil(met)acrilamida y/o N-metilol-(met)acrilamida, N,N-dimetilol(met)acrilamida, N-metoximetil(met)acrilamida, N,N-di(metoximetil)(met)acrilamida, N-etoximetil(met)acrilamida y/o N,N-di(etoxietil)(met)acrilamida. Los monómeros de este último tipo se utilizan principalmente para la preparación de ligantes autorreticulables (A).

(a8): Monómeros con contenido en grupos epóxido, tales como glicidil ésteres de los ácidos acrílico, metacrílico, etacrílico, crotónico, maleico, fumárico y/o itacónico.

(a9): Hidrocarburos vinilaromáticos como estireno, alfa-alquilestirenos, en particular alfa-metilestireno, y/o viniltolueno; ácido vinilbenzoico (todos sus isómeros), N,N-dietilaminoestireno (todos sus isómeros), ácido alfa-metilvinilbenzoico (todos sus isómeros), N,N-dietilamino-alfa-metilestireno (todos sus isómeros) y/o ácido p-vinilbencenosulfónico.

(a10): Nitrilos como acrilonitrilo y/o metacrilonitrilo.

(a11): Compuestos vinílicos, en particular dihaluros de vinilo y/o de vinilideno, como cloruro de vinilo, fluoruro de vinilo, dicloruro de vinilideno o difluoruro de vinilideno; N-vinilamidas como vinil-N-metilformamida, N-vinilcaprolactama, 1-vinilimidazol o N-vinilpirrolidona; vinil éteres como etil vinil éter, n-propil vinil éter, isopropil vinil éter, n-butil vinil éter, isobutil vinil éter y/o ciclohexil vinil éter; y/o vinil ésteres como acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, pivalato de vinilo y/o vinil ésteres de ácido 2-metil-2-etilheptanoico.

(a12): Compuestos alílicos, en particular alil éteres y ésteres, tales como alil metil, alil etil, alil propil o alil butil éter, o acetato, propionato o butirato de alilo.

(a13): Macromonómeros de polisiloxano que presentan un peso molecular promedio en número Mn de 1.000 a 40.000 y, por término medio, entre 0,5 y 2,5 enlaces dobles etilénicamente insaturados por molécula; principalmente macromonómeros de polisiloxano que presentan un peso molecular promedio en número Mn de 2.000 a 20.000, en especial de 2.500 a 10.000 y en particular de 3.000 a 7.000 y, por término medio, entre 0,5 y 2,5, preferentemente entre 0,5 y 1,5, enlaces dobles etilénicamente insaturados por molécula, tal como se describen en los documentos DE-A 38 07 571, páginas 5 a 7; DE-A 37 06 095, columnas 3 a 7; EP-B-0 358 153, páginas 3 a 6; US-A 4,754,014, columnas 5 a 9; DE-A 44 21 823; o la solicitud de patente internacional WO 92/22615, desde la página 12, renglón 18, hasta la página 18, renglón 10.

Y/o

(a14): monómeros vinílicos con contenido en acriloxisilano, que se pueden preparar mediante la reacción de silanos hidroxi funcionales con epiclorhidrina y reacción subsiguiente del producto de reacción con ácido (met)acrílico y/o con hidroxialquil y/o hidroxicicloalquil ésteres de ácido (met)acrílico (véanse los monómeros a2).

Cada uno de los monómeros (a1) a (a14) arriba mencionados se puede polimerizar por sí solo con el monómero (b). No obstante, de acuerdo con la invención resulta ventajoso utilizar como mínimo dos monómeros (a), en particular como mínimo un monómero (a1) y como mínimo un monómero (a3), ya que, de este modo, el perfil de propiedades de los copolímeros resultantes se puede variar de forma especialmente ventajosa dentro de márgenes muy amplios y adaptarse de forma totalmente selectiva al procedimiento correspondiente según la invención. En particular, de este modo se pueden incorporar en el copolímero grupos funcionales reactivos a través de los cuales los copolímeros se pueden reticular en los revestimientos, capas de adhesivo y sellados producidos con las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención.

Como monómeros (b) se utilizan los compuestos de fórmula general I.

En la fórmula general I, los grupos R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} representan, en cada caso, independientemente entre sí, átomos de hidrógeno o grupos alquilo, cicloalquilo, alquilcicloalquilo, cicloalquilalquilo, arilo, alquilarilo, cicloalquilarilo, arilalquilo o arilcicloalquilo, sustituidos o no sustituidos, con la condición de que como mínimo dos de las variables R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} representen grupos arilo, arilalquilo o arilcicloalquilo, sustituidos o no sustituidos, en particular grupos arilo sustituidos o no sustituidos.

Como ejemplos de grupos alquilo adecuados se mencionan: metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo, terc-butilo, amilo, hexilo o 2-etilhexilo.

Como ejemplos de grupos cicloalquilo adecuados se mencionan: ciclobutilo, ciclopentilo o ciclohexilo.

Como ejemplos de grupos alquilcicloalquilo adecuados se mencionan: metilenciclohexano, etilenciclohexano o propano-1,3-diilciclohexano.

Como ejemplos de grupos cicloalquilalquilo adecuados se mencionan: 2-, 3- ó 4-metil-, -etil-, -propil- o -butil-ciclohex-1-ilo.

Como ejemplos de grupos arilo adecuados se mencionan: fenilo, naftilo o bifenililo.

Como ejemplos de grupos alquilarilo adecuados se mencionan: bencilo o etilen- o propano-1,3-diil-benceno.

Como ejemplos de grupos cicloalquilarilo adecuados se mencionan: 2-, 3- ó 4-fenil-ciclohex-1-ilo.

Como ejemplos de grupos arilalquilo adecuados se mencionan: 2-, 3- ó 4-metil-, -etil-, -propil- o -butil-fen-1-ilo.

Como ejemplos de grupos arilcicloalquilo adecuados se mencionan: 2-, 3- ó 4-ciclohexil-fen-1-ilo.

Los grupos R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} arriba descritos pueden estar sustituidos. Para ello se pueden utilizar grupos orgánicos o átomos aceptores o dadores de electrones.

Como ejemplos de sustituyentes adecuados se mencionan: átomos de halógeno, en particular cloro y flúor, grupos nitrilo, grupos nitro, grupos alquilo, cicloalquilo, alquilcicloalquilo, cicloalquilalquilo, arilo, alquilarilo, cicloalquilarilo, arilalquilo y arilcicloalquilo parcial o totalmente halogenados, en particular clorados y/o fluorados, incluyendo los arriba mencionados a modo de ejemplo, en particular terc-butilo; grupos ariloxi, alquiloxi y cicloalquiloxi, principalmente fenoxi, naftoxi, metoxi, etoxi, propoxi, butiloxi o ciclohexiloxi; grupos ariltio, alquiltio y cicloalquiltio, en particular feniltio, naftiltio, metiltio, etiltio, propiltio, butiltio o ciclohexiltio; grupos hidroxilo; y/o grupos amino primarios, secundarios y/o terciarios, en particular amino, N-metilamino, N-etilamino, N-propilamino, N-fenilamino, N-ciclohexilamino, N,N-dimetilamino, N,N-dietilamino, N,N-dipropilamino, N,N-difenilamino, N,N-diciclohexilamino, N-ciclohexil-N-metilamino o N-etil-N-metilamino.

Como ejemplos de monómeros (b) a utilizar de forma especialmente preferente según la invención se mencionan: difeniletileno, dinaftalenetileno, cis- o trans-estilbeno, viniliden-bis(4-N,N-dimetilaminobenceno), viniliden-bis(4-aminobenceno) o viniliden-bis(4-nitrobenceno).

De acuerdo con la invención, los monómeros (b) se pueden utilizar por separado o en forma de una mezcla de como mínimo dos monómeros (b).

El difeniletileno es sumamente ventajoso en lo que respecta al desarrollo de la reacción y a las propiedades de los copolímeros resultantes, en particular de los copolímeros de acrilato, y, por ello, se utiliza de forma totalmente preferente según la invención.

Los monómeros (a) y (b) a utilizar según la invención se someten a reacción entre sí en presencia de como mínimo un iniciador radical para obtener el copolímero. Como ejemplos de iniciadores a utilizar se mencionan: peróxidos de dialquilo como peróxido de di-terc-butilo o peróxido de dicumilo; hidroperóxidos como hidroperóxido de cumol o hidroperóxido de terc-butilo; perésteres como perbenzoato de terc-butilo, perpivalato de terc-butilo, per-3,5,5-trimetilhexanoato de terc-butilo o per-2-etilhexanoato de terc-butilo; peroxodisulfato de potasio, de sodio o de amonio; azodinitrilos como azobis(isobutironitrilo); iniciadores disociadores de C-C como benzopinacol sill éteres; o una combinación de un iniciador no oxidante con peróxido de hidrógeno.

Preferentemente se añaden cantidades relativamente grandes de iniciador radical, de forma especialmente preferente la proporción de iniciador en la mezcla de reacción oscila entre un 0,5 y un 50% en peso, de forma totalmente preferente entre un 1 y un 20% en peso y en particular entre un 2 y un 15% en peso, en cada caso con respecto a la cantidad total de los monómeros (a) y el iniciador.

Preferentemente, la relación en peso entre el iniciador y los monómeros (b) oscila entre 4:1 y 1:4, de forma especialmente preferente entre 3:1 y 1:3 y en particular entre 2:1 y 1:2. Utilizando el iniciador en exceso dentro de los límites indicados se obtienen mayores ventajas.

Preferentemente, la copolimerización radical se lleva a cabo en los dispositivos mencionados más abajo, en particular en recipientes de agitación o reactores de Taylor, dimensionándose los reactores de Taylor de tal modo que se cumplan las condiciones de la corriente de Taylor a todo lo largo del reactor, incluso aunque la viscosidad cinemática del medio de reacción varíe mucho, en particular aumente, debido a la copolimerización.

La copolimerización se lleva a cabo en medio acuoso.

El medio acuoso contiene esencialmente agua o consiste en ésta. El medio acuoso puede contener cantidades menores de los aditivos descritos detalladamente más abajo y/o disolventes orgánicos y/u otras sustancias orgánicas y/o inorgánicas, de bajo y/o alto peso molecular, sólidas disueltas, líquidas o gaseosas, siempre que éstas no influyan negativamente o incluso inhiban la copolimerización. En el marco de la presente invención, por el concepto "cantidad menor" se ha de entender una cantidad que no neutralice el carácter acuoso del medio acuoso. No obstante, el medio acuoso también puede consistir en agua pura.

Preferentemente, la copolimerización se lleva a cabo en presencia de como mínimo una base. De forma especialmente preferente se utilizan bases de bajo peso molecular tales como hidróxido sódico, hidróxido potásico, amoníaco, dietanolamina, trietanolamina, mono-, di- y tri-etilamina y/o dimetiletanolamina, en particular amoníaco y/o di- y/o tri-etanolamina.

La copolimerización se lleva a cabo ventajosamente a temperaturas superiores a la temperatura ambiente e inferiores a la menor temperatura de descomposición de los monómeros utilizados en cada caso, eligiéndose preferentemente un intervalo de temperaturas de entre 10 y 150ºC, de forma totalmente preferente entre 70 y 120ºC y en particular entre 80 y 110ºC.

Cuando se utilizan monómeros (a) y/o (b) especialmente volátiles, la copolimerización también se puede llevar a cabo bajo presión, preferentemente a entre 1,5 y 3.000 bar, en especial entre 5 y 1.500 bar y en particular entre 10 y 1.000 bar.

El copolímero no está sometido a ninguna limitación en cuanto a su distribución de peso molecular. No obstante, la copolimerización se lleva a cabo ventajosamente de tal modo que resulte una distribución de pesos moleculares Mw/Mn \leq 4, medida mediante cromatografía de filtración en gel utilizando poliestireno como patrón, de forma especialmente preferente \leq 2 y en particular \leq 1,5, y en casos especiales incluso \leq 1,3. Los pesos moleculares de los componentes (A) se pueden controlar dentro de amplios márgenes mediante la selección de la proporción del monómero (a) y del monómero (b) con respecto al iniciador radical. En particular el contenido de monómero (b) determina el peso molecular, de tal modo que cuanto mayor es la proporción de monómero (b), menor es el peso molecular obtenido.

El copolímero resultante de la copolimerización se presenta como una mezcla con el medio acuoso, en general en forma de dispersión. Se puede utilizar como emulsionante directamente en esa forma o se puede aislar en forma de un sólido para emplearlo posteriormente.

El emulsionante también se puede incorporar en los productos de partida líquidos principalmente en forma de un sólido, y/o, principalmente en forma de dispersión, en los medios acuosos. Preferentemente se incorpora en forma de dispersión en los medios acuosos.

En una forma de realización especialmente preferente del procedimiento según la invención, que se emplea en especial para la preparación de suspensiones espesas de polvo y de lacas en polvo según la invención pigmentadas, el emulsionante a utilizar según la invención se incorpora en los medios acuosos a través de como mínimo una de las pastas de pigmento o de las preparaciones de pigmento descritas más abajo, o las pastas de pigmento o preparaciones de pigmento correspondientes constituyen el medio acuoso.

La cantidad de los emulsionantes a utilizar según la invención, que se emplean en el procedimiento según la invención, puede variar ampliamente y se rige por las necesidades de cada caso particular. Se pueden utilizar en las cantidades habituales para emulsionantes conocidas en el estado actual de la técnica. Preferentemente se emplean en una cantidad de entre un 0,01 y un 5,0, preferiblemente de entre un 0,02 y un 4,5, en especial de entre un 0,03 y un 4, de forma totalmente preferente entre un 0,04 y un 3,5 y en particular entre un 0,05 y un 3% en peso, en cada caso con respecto a la cantidad de las partículas fundidas o sólidas y de los emulsionantes a utilizar según la invención.

Los productos de partida utilizados en el procedimiento según la invención se eligen teniendo en cuenta la composición deseada y el mecanismo de endurecimiento de las suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo según la invención.

Las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención pueden ser endurecibles físicamente.

En el marco de la presente invención, el concepto "endurecimiento físico" significa el endurecimiento de una capa de partículas de la suspensión espesa de polvo o de la laca en polvo mediante la formación de una película, teniendo lugar la reticulación dentro del revestimiento gracias a la formación de bucles en las moléculas poliméricas de los ligantes (con respecto a este concepto, véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 1998, "Bindemittel", páginas 73 y 74). O la formación de película tiene lugar a través de la coalescencia de las partículas del ligante (véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 1998, "Härtung", páginas 274 y 275). Normalmente, para ello no se requiere ningún reticulante. En caso dado, el endurecimiento físico se puede apoyar con oxígeno atmosférico, calor o irradiación con radiación actínica.

Las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención pueden ser endurecibles térmicamente. En este contexto pueden ser autorreticulables o reticulables por reticulación externa.

En el marco de la presente invención, el concepto "autorreticulable" designa la propiedad de un ligante para experimentar reacciones de reticulación "consigo mismo". Para ello, los ligantes deben contener previamente los dos tipos de grupos funcionales reactivos complementarios necesarios para una reticulación. En cambio, con el concepto "reticulable por reticulación externa" se designan aquellos materiales de revestimiento en los que uno de los tipos de grupos funcionales reactivos complementarios se encuentra en el ligante y el otro tipo se encuentra en un endurecedor o reticulante. Para más detalles, véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 1998, "Härtung", páginas 274 a 276, en particular página 275, parte inferior.

Las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención pueden ser endurecibles con radiación actínica.

En este caso, el endurecimiento tiene lugar a través de grupos que contienen enlaces activables con radiación actínica. En el marco de la presente invención, por "radiación actínica" se ha de entender radiación electromagnética, como luz visible, radiación UV o radiación X, en particular radiación UV, y radiación corpuscular, como haz electrónico.

Las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención pueden ser endurecibles térmicamente y con radiación actínica.

Cuando en una suspensión espesa de polvo o en una laca en polvo se emplea conjuntamente el endurecimiento térmico y el endurecimiento con luz actínica también se habla de "dual cure" ("endurecimiento doble"), "suspensión espesa de polvo dual cure" y "laca en polvo dual cure".

Preferentemente, las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención son sistemas de un solo componente (1C).

En el marco de la presente invención, por el concepto "sistemas de un solo componente (1C)" se han de entender suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo endurecibles térmicamente o térmicamente y con radiación actínica en las que el ligante y el reticulante están juntos en las partículas suspendidas. Para ello es necesario que los dos ingredientes no se reticulen entre sí hasta alcanzar altas temperaturas y/o hasta ser irradiados con radiación actínica.

El contenido de partículas con estabilidad dimensional presente en las suspensiones espesas de polvo según la invención puede variar ampliamente y se rige por las necesidades de cada caso individual. Preferentemente oscila entre el 5,0 y el 60, preferiblemente entre el 10 y el 55, en especial entre el 15 y el 50, de forma totalmente preferente entre el 20 y el 45 y en particular entre el 25 y el 40% en peso, en cada caso con respecto a la cantidad total de suspensión espesa de polvo según la invención.

Del mismo modo, el tamaño medio de las partículas con estabilidad dimensional de las suspensiones espesas de polvo según la invención puede variar ampliamente. Preferentemente oscila entre 0,1 y 100, preferiblemente entre 0,2 y 80, en especial entre 0,3 y 60, de forma totalmente preferente entre 0,4 y 40 y en particular entre 0,5 y 20 \mum. Para fines de aplicación especialmente exigentes, como el lacado inicial de automóviles, son particularmente ventajosos tamaños de partícula de entre 1 y 10 \mum.

El tamaño de las partículas con estabilidad dimensional de las lacas en polvo según la invención también puede variar ampliamente. Preferentemente oscila entre 5 y 500, preferiblemente entre 5 y 400, en especial entre 5 y 300, de forma totalmente preferente entre 10 y 200 y en particular entre 10 y 100 \mum.

El tamaño de partícula medio oscila preferentemente entre 10 y 300, preferiblemente entre 10 y 200, en especial entre 10 y 150, de forma totalmente preferente entre 10 y 100 y en particular entre 10 y 50 \mum. La distribución granulométrica puede ser estrecha o amplia. En la mayoría de los casos resulta ventajosa una distribución granulométrica estrecha, tal como se describe en las solicitudes de patente y bibliografía EP 0 687 714 A1, DE 42 04 266 A1, DE 40 38 681 A1, P.G. de Lange y P. Selier, "Korngrößenverteilung und Eigenschaften von elektrostatischen Spritzpulvern (1) - Fraktionierung des Pulvers und Charakterisierung der Fraktionen", Farbe und Lack, año 79, nº 5, 1973, páginas 403 a 412, P.G. de Lange y P. Selier "Korngrößenverteilung und Eigenschaften von elektrostatischen Spritzpulvern (2) - Verhalten der Pulverfraktionen beim Spritzen und nach dem Einbrennen", Farbe und Lack, año 79, nº 6, 1973, páginas 509 a 517, y EP 0 536 791 A1.

En el marco de la presente invención, el concepto "estabilidad dimensional" significa que las partículas no se aglomeran ni se descomponen en partículas más pequeñas, o sólo lo hacen en escasa medida, bajo las condiciones habituales y conocidas de almacenamiento y de aplicación de las lacas en polvo o suspensiones de laca en polvo, sino que conservan esencialmente su forma original incluso bajo la influencia de fuerzas de cizallamiento. Las partículas pueden tener alta viscosidad y/o ser sólidas. Preferentemente, las partículas con estabilidad dimensional son sólidas.

Preferentemente, las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención están libres de compuestos orgánicos volátiles (Volatile Organic Compounds, VOC), en particular de disolventes orgánicos (codisolventes). En el marco de la presente invención, esto significa que presentan un contenido residual de VOC < 1% en peso, preferentemente < 0,5% en peso y de forma especialmente preferente < 0,2% en peso. De acuerdo con la invención resulta especialmente ventajoso que el contenido residual sea inferior al límite de detección de la cromatografía de
gases.

El procedimiento según la invención comienza con la preparación de como mínimo un componente líquido que contiene al menos un producto de partida líquido de las suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo según la invención. El producto de partida puede ser líquido a temperatura ambiente o fundirse a temperaturas elevadas, lo esencial es que el producto de partida sea líquido a las temperaturas de proceso aplicadas. Preferentemente, el producto de partida es sólido a temperatura ambiente. En particular, este producto de partida consiste en como mínimo un ligante.

La preparación de los componentes líquidos no presenta ninguna particularidad en cuanto a su metodología, sino que tiene lugar con ayuda de los procedimientos y dispositivos habituales y conocidos para la preparación de masas en fusión, en particular de masas en fusión poliméricas, por ejemplo extrusoras, recipientes de agitación, reactores de Taylor, reactores de tubos, reactores de paletas, etc., tal como se describen por ejemplo en las solicitudes de patente mencionadas al principio.

Las temperaturas de proceso se eligen de tal modo que no se supere la temperatura de descomposición del producto de partida que se descomponga con mayor facilidad. Preferentemente se emplean temperaturas de proceso de 50 a 250, preferiblemente de 60 a 220, en especial de 70 a 200, de forma totalmente preferente de 80 a 190 y en particular de 90 a 180ºC.

En el marco del procedimiento según la invención, el componente líquido o los componentes líquidos se conducen a continuación a los equipos de mezcla adecuados, donde se emulsionan en un medio acuoso. Preferentemente, el medio acuoso contiene los emulsionantes a utilizar según la invención anteriormente descritos.

En otra variante del procedimiento según la invención, como mínimo dos componentes líquidos, que contienen en cada caso como mínimo un producto de partida líquido, son conducidos en primer lugar a una mezcladora estática habitual y conocida, donde son homogeneizados. Mezcladoras adecuadas son, por ejemplo, aquellas de tipo Sulzer, vendidas por la firma Sulzer Chemtech GmbH. A continuación, las masas fundidas reunidas se conducen al equipo de mezcla.

Preferentemente, los componentes líquidos en cada caso tienen temperaturas de proceso tan altas que durante el proceso de mezcla uno de los componentes líquidos no pueda enfriar el otro hasta tal punto que se formen aglomerados sólidos. Por otra parte, las temperaturas de proceso de los componentes líquidos no han de ser tan altas como para que uno de los componentes pueda calentar el otro hasta tal punto que se produzcan por ejemplo reacciones de descomposición. De forma especialmente preferente, los componentes líquidos tienen la misma o aproximadamente la misma temperatura de proceso durante el procedimiento de mezcla.

Los equipos de mezcla adecuados para la emulsión de componentes líquidos en medios acuosos son habituales y conocidos. Equipos de mezcla adecuados son, por ejemplo, equipos de disolución en línea con una estructura rotor-estétor, preferentemente equipos de dispersión de coronas dentadas, en particular con como mínimo una disposición cilíndrica de al menos dos coronas de órganos de trituración giratorias en sentidos opuestos entre sí (estátor y rotor), rodeada una por otra y asentadas sobre soportes, presentando el intersticio de trabajo resultante del movimiento relativo entre el estátor y el rotor paredes que no se extienden paralelas entre sí. En este contexto resulta ventajoso que el rotor gire en el sentido en el que se produce el ensanchamiento del intersticio de trabajo. En el documento de patente EP 0 648 537 A1 se describen detalladamente ejemplos de equipos de dispersión de coronas dentadas adecuados. Se venden bajo el nombre comercial "K-Generatoren", de la firma Kinematica AG, Lucerna, Suiza.

Después de la emulsión, las partículas líquidas emulsionadas resultantes se enfrían, con lo que se obtienen partículas con estabilidad dimensional suspendidas.

Para la preparación de la suspensión espesa de polvo según la invención, preferentemente se funde como mínimo un ligante y se conduce en estado líquido a un equipo de dispersión de coronas dentadas, donde se emulsiona en el medio acuoso.

La temperatura de la masa o masas en fusión puede variar ampliamente y se rige por la composición material de los ligantes. Generalmente se emplean temperaturas que no causen un deterioro térmico de los ligantes. Preferentemente se emplean temperaturas de 110 a 200, preferiblemente de 115 a 180 y en particular de 120 a 160ºC. En este contexto se ha de tener cuidado de que las masas fundidas de ligante se vuelvan a enfriar lo más rápidamente posible en el curso del procedimiento según la invención, para minimizar el riesgo de deterioro térmico. Por consiguiente, los especialistas pueden determinar fácilmente la ventana de temperatura-tiempo adecuada para cada caso individual basándose en sus conocimientos técnicos generales y en caso dado recurriendo a ensayos orientativos.

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Cuando se utiliza adicionalmente como mínimo un reticulante líquido y/o como mínimo un aditivo líquido para preparar la suspensión espesa de polvo según la invención, todos los productos de partida se licuan o funden por separado y se conducen al equipo de dispersión de coronas dentadas, donde se emulsionan en el medio acuoso.

En lo que respecta a la ventana de temperatura-tiempo utilizada es aplicable correspondientemente lo arriba indicado, añadiéndose como condición previa que se ha de evitar la reacción prematura de los ligantes con los reticulan-
tes.

Después de la dispersión, la emulsión se enfría rápidamente, con lo que se forma una suspensión. Para ello se emplean preferentemente los métodos descritos en el documento DE 196 52 813 A1, columna 8, renglones 9 a
17.

Mediante el enfriamiento, las partículas líquidas adquieren estabilidad dimensional, con lo que se obtiene una suspensión. En caso dado, la suspensión o la suspensión espesa de polvo según la invención se puede moler además en húmedo en un dispositivo adecuado, por ejemplo en un molino agitador o en un molino de laboratorio, y filtrar antes de su aplicación. Para ello se utilizan los dispositivos de filtración y los filtros habituales y conocidos, tales como los que también entran en consideración para la filtración de las suspensiones espesas de polvo conocidas. La abertura de malla de los filtros puede variar ampliamente y se rige principalmente por el tamaño y la distribución granulométrica de las partículas de la suspensión. Por consiguiente, los especialistas pueden determinar fácilmente qué filtros son adecuados basándose en este parámetro físico. Por ejemplo, son adecuados los filtros de bolsa. Éstos se pueden obtener en el mercado bajo las marcas Pong® o Cuno®. Preferentemente se utilizan filtros de bolsa con aberturas de malla de 10 a 50 \mum, por ejemplo Pong® 10 a Pong® 50.

Las partículas con estabilidad dimensional suspendidas se aíslan para producir las lacas en polvo según la invención. Este aislamiento no presenta ninguna particularidad en cuanto a su metodología, sino que tiene lugar con ayuda de los dispositivos y procedimientos habituales y conocidos, por ejemplo los empleados en la filtración, el secado por pulverización o la liofilización. Se pueden emplear de forma muy adecuada procedimientos de secado en los que se utilizan pulverizadores rotativos, pulverizadores de alta presión o pulverizadores neumáticos, como los descritos en la solicitud de patente internacional WO 99/01499, desde la página 5, renglón 24, hasta la página 7, renglón 27; y desde la página 27, renglón 16, hasta la página 28, renglón 19.

En el caso de la preparación de las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención que se pueden reticular con radiación actínica resulta ventajoso trabajar bajo exclusión de radiación actínica.

Las partículas líquidas emulsionadas y las partículas con estabilidad dimensional suspendidas contienen como mínimo un ligante o consisten en el mismo.

El propio ligante puede ser endurecible físicamente, térmicamente, con radiación actínica o térmicamente y con radiación actínica. En general está contenido en las partículas en una cantidad de entre el 5,0 y el 100, preferentemente de entre el 6,0 y el 95, preferiblemente de entre el 7,0 y el 90, en especial de entre el 8,0 y el 85, de forma totalmente preferente de entre el 9,0 y el 80 y en particular de entre el 10 y el 80% en peso, en cada caso con respecto a la cantidad total de partículas.

Preferentemente, el ligante presenta una temperatura de transición vítrea superior a la temperatura ambiente, preferiblemente de 30 a 80, en especial de 40 a 70, de forma totalmente preferente de 40 a 60 y en particular de aproximadamente 50ºC (medida con ayuda de Differential Scanning Calorimetrie (DSC) - (calorimetría de exploración diferencial)).

El peso molecular del ligante puede variar ampliamente. De acuerdo con la invención es preferible no elegir un peso molecular de ligante demasiado alto, ya que de lo contrario pueden surgir problemas durante la formación de película. Preferentemente, el peso molecular oscila entre 500 y 30.000, preferiblemente entre 500 y 25.000, en especial entre 500 y 20.000, de forma totalmente preferente entre 500 y 15.000 y en particular entre 500 y 10.000.

Los ligantes son resinas oligoméricas y poliméricas. Por oligómeros se entienden resinas que contienen como mínimo de 2 a 15 unidades monoméricas en su molécula. En el marco de la presente invención, por resinas poliméricas se entienden resinas que contienen como mínimo 10 unidades monoméricas que se repiten en su molécula. Para más detalles con respecto a estos términos, véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 1998, "Oligomere", página 425.

Resulta ventajoso que la temperatura mínima de formación de película de los ligantes se encuentre en el rango de su temperatura de transición vítrea Tg y en particular que sea de como mínimo 25ºC. La temperatura mínima de formación de película se puede calcular aplicando la dispersión acuosa del ligante mediante una rasqueta sobre una placa de vidrio y calentándola en un horno a gradiente. La temperatura a la que la capa en polvo comienza a transformase en una película se denomina "temperatura mínima de formación de película". Para más detalles véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 1998, "Mindestfilmbildetemperatur", página 391.

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Ligantes adecuados son, por ejemplo, (co)polímeros lineales y/o ramificados y/o formados a modo de peine, estructurados estadísticamente, de forma alterna y/o a modo de bloque, de monómeros etilénicamente insaturados, o resinas de poliadición y/o resinas de policondensación. Para más detalles con respecto a estos conceptos, véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 1998, página 457, "Polyaddition" y "Polyadditionsharze (Polyaddukte)", y páginas 463 y 464 "Polykondensate", "Polykondensation" y "Polykondensationsharze", y también páginas 73 y 74, "Bindemittel".

(Co)polímeros adecuados son, por ejemplo, (co)polímeros de (met)acrilato o polivinil ésteres parcialmente saponificados, en particular copolímeros de (met)acrilato.

Como ejemplos de resinas de poliadición y/o de policondensación adecuadas se mencionan: poliésteres, alquidas, poliuretanos, polilactonas, policarbonatos, poliéteres, aductos de resina epóxido-amina, poliureas, poliamidas, poliimidas, poliéster-poliuretanos, poliéter-poliuretanos o poliéster-poliéter-poliuretanos, en particular poliéster-poliuretanos.

Entre estos ligantes, los (co)polímeros de (met)acrilato presentan ventajas especiales y, en consecuencia, se utilizan de forma especialmente preferente.

Los ligantes autorreticulables de las suspensiones espesas de polvo y de lacas en polvo según la invención endurecibles térmicamente contienen grupos funcionales reactivos que pueden experimentar reacciones de reticulación con grupos de su mismo tipo o con grupos funcionales reactivos complementarios.

Los ligantes reticulables por reticulación externa contienen grupos funcionales reactivos que pueden experimentar reacciones de reticulación con grupos funcionales reactivos complementarios presentes en reticulantes.

La siguiente sinopsis muestra ejemplos de grupos funcionales reactivos complementarios adecuados a utilizar según la invención. En la sinopsis, la variable R representa un grupo alifático acíclico o cíclico, un grupo aromático y/o un grupo aromático-alifático (aralifático); las variables R' y R'' representan grupos alifáticos iguales o diferentes o están unidas entre sí formando un anillo alifático o heteroalifático.

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(Tabla pasa a página siguiente)

Sinopsis: Ejemplos de grupos funcionales complementarios

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La selección de los grupos complementarios correspondientes se rige, por una parte, por el hecho de que no deben experimentar ninguna reacción no deseada, en particular una reticulación prematura, durante la preparación, el almacenamiento, la aplicación y la fusión de las suspensiones espesas de polvo y de lacas en polvo según la invención, y/o en caso dado no deben perturbar o inhibir el endurecimiento con radiación actínica, y, por otra parte, por el intervalo de temperaturas en el que deba tener lugar la reticulación.

Preferentemente, con las suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo según la invención se utilizan temperaturas de reticulación de 60ºC a 180ºC. Por ello, preferentemente se utilizan ligantes con grupos tio, hidroxilo, N-metilolamino, N-alcoximetilamino, imino, carbamato, alofanato y/o carboxilo, preferiblemente grupos hidroxilo o carboxilo, por una parte, y preferentemente reticulantes con grupos anhídrido, carboxilo, epoxi, isocianato bloqueado, uretano, metilol, metilol éter, siloxano, carbonato, amino, hidroxilo y/o beta-hidroxialquilamida, preferiblemente grupos epoxi, beta-hidroxialquilamida, isocianato bloqueado, uretano o alcoximetilamino, por otra.

En el caso de suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo según la invención autorreticulables, los ligantes contienen en particular grupos metilol, metilol éter y/o N-alcoximetilamino.

Los grupos funcionales reactivos complementarios especialmente adecuados para utilizarlos en las suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo según la invención son:

-: grupos carboxilo, por una parte, y grupos epóxido y/o grupos beta-hidroxialquilamida, por otra, y

-: grupos hidroxilo, por una parte, y grupos isocianato bloqueado, uretano o alcoximetilamino, por otra.

La funcionalidad de los ligantes con respecto a los grupos funcionales reactivos arriba descritos puede variar ampliamente y se rige principalmente por la densidad de reticulación que se desee alcanzar y/o por la funcionalidad de los reticulantes utilizados en cada caso. Por ejemplo, en el caso de ligantes con contenido en grupos carboxilo, el índice de acidez oscila preferentemente entre 10 y 100, preferiblemente entre 15 y 80, en especial preferente entre 20 y 75, de forma totalmente preferente entre 25 y 70 y en particular entre 30 y 65 mg KOH/g. En el caso de ligantes con contenido en grupos hidroxilo, el índice OH oscila preferentemente entre 15 y 300, preferiblemente entre 20 y 250, en especial entre 25 y 200, de forma totalmente preferente entre 30 y 150 y en particular entre 35 y 120 mg KOH/g. En el caso de ligantes con contenido en grupos epóxido, el peso equivalente de epóxido oscila preferentemente entre 400 y 2.500, preferiblemente entre 420 y 2.200, en especial entre 430 y 2.100, de forma totalmente preferente entre 440 y 2.000 y en particular entre 440 y 1.900.

Los grupos funcionales complementarios anteriormente descritos se pueden incorporar en los ligantes de acuerdo con los métodos habituales y conocidos de la química de polímeros. Esto se puede llevar a cabo, por ejemplo, incorporando los monómeros que portan los grupos funcionales reactivos correspondientes, y/o con ayuda de reacciones análogas poliméricas.

Algunos ejemplos de monómeros olefínicamente insaturados con grupos funcionales reactivos adecuados son los monómeros (a) anteriormente descritos, en particular

(i): monómeros que portan como mínimo un grupo hidroxilo, amino, alcoximetilamino, carbamato, alofanato o imino por molécula, tales como

-: hidroxialquil ésteres de los ácidos acrílico, metacrílico o de otro ácido carboxílico alfa,beta-olefínicamente insaturado que se derivan de un alquilenglicol esterificado con el ácido, o que se pueden obtener mediante la reacción de un ácido carboxílico alfa,beta-olefínicamente insaturado con un óxido de alquileno, tal como óxido de etileno u óxido de propileno; en particular hidroxialquil ésteres de los ácidos acrílico, metacrílico, etacrílico, crotónico, maleico, fumárico o itacónico en los que el grupo hidroxialquilo contiene hasta 20 átomos de carbono, por ejemplo acrilato, metacrilato, etacrilato, crotonato, maleato, fumarato o itaconato de 2-hidroxietilo, 2-hidroxipropilo, 3-hidroxipropilo, 3-hidroxibutilo, 4-hidroxibutilo; o hidroxicicloalquil ésteres como monoacrilato, monometacrilato, monoetacrilato, monocrotonato, monomaleato, monofumarato o monoitaconato de 1,4-bis(hidroximetil)ciclohexano, octahidro-4,7-metano-1H-indendimetanol o metilpropanodiol; productos de reacción de ésteres cíclicos, por ejemplo épsilon-caprolactona, y estos hidroxialquil o hidroxicicloalquil ésteres;

-: alcoholes olefínicamente insaturados como alcohol alílico;

-: polioles como monoalil o dialil trimetilolpropano éteres, o monoalil, dialil o trialil éteres de pentaeritrita;

-: productos de reacción de ácido acrílico y/o ácido metacrílico con el glicidil éster de un ácido monocarboxílico ramificado en posición alfa de 5 a 18 átomos de C por molécula, principalmente un ácido Versatic®, o, en lugar del producto de reacción, una cantidad equivalente de ácido acrílico y/o metacrílico, el cual, durante o después de la reacción de polimerización, se somete a reacción con el glicidil éster de un ácido monocarboxílico ramificado en posición alfa de 5 a 18 átomos de C por molécula, principalmente un ácido Versatic®;

-: acrilato de aminoetilo, metacrilato de aminoetilo, alilamina o acrilato de N-metiliminoetilo;

-: acrilato o metacrilato de N,N-di(metoximetil)aminoetilo, o acrilato o metacrilato de N,N-di(butoximetil)aminopropilo;

-: amidas de ácido (met)acrílico, como (met)acrilamida, N-metil(met)acrilamida, N-metilol(met)acrilamida, N,N-dimetilol(met)acrilamida, N-metoximetil(met)acrilamida, N,N-di(metoximetil)(met)acrilamida, N-etoximetil(met)acrilamida y/o N,N-di(etoxietil)(met)acrilamida;

-: carbamato o alofanato de acriloiloxi- o metacriloiloxi-etilo, -propilo o -butilo; en los documentos de patente US-A-3,479,328, US-A-3,674,838, US-A-4,126,747, US-A-4,279,833 o US-A-4,340,497 se describen otros ejemplos de monómeros adecuados que contienen grupos carbamato;

(ii): monómeros que portan como mínimo un grupo ácido por molécula, como

-: ácido acrílico, acrilato de beta-carboxietilo, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido crotónico, ácido maleico, ácido fumárico o ácido itacónico;

-: ácidos sulfónicos o fosfónicos olefínicamente insaturados o sus ésteres parciales;

-: mono(met)acriloiloxietil ésteres de ácido maleico, mono(met)acriloiloxietil ésteres de ácido succínico o mono(met)acriloiloxietil ésteres de ácido ftálico; o

-: ácido vinilbenzoico (todos sus isómeros), ácido alfa-metilvinilbenzoico (todos sus isómeros) o ácido vinilbencenosulfónico (todos sus isómeros);

(iii): monómeros con contenido en grupos epóxido, tales como los glicidil ésteres de los ácidos acrílico, metacrílico, etacrílico, crotónico, maleico, fumárico o itacónico, o alil glicidil éteres.

Preferiblemente se utilizan para preparar los copolímeros de (met)acrilato preferentes según la invención, en particular los que contienen grupos glicidilo.

Los monómeros de funcionalidad superior del tipo arriba descrito en general se utilizan en cantidades menores. En el marco de la presente invención, por la expresión "cantidades menores" de monómeros de funcionalidad superior se han de entender aquellas cantidades que no conducen a una reticulación o gelificación de los copolímeros, en particular de los copolímeros de (met)acrilato, a no ser que se deseen preparar de forma selectiva micropartículas poliméricas reticuladas.

Las unidades monoméricas adecuadas para la incorporación de grupos funcionales reactivos en poliésteres o poliéster-poliuretanos son por ejemplo 2,2-dimetilol-etilamina o 2,2-dimetilol-propilamina, bloqueadas con cetona, hidrolizándose de nuevo después de la incorporación el grupo cetoxima resultante; o compuestos que contienen dos grupos hidroxilo o dos grupos amino primarios y/o secundarios y como mínimo un grupo ácido, en particular como mínimo un grupo carboxilo y/o como mínimo un grupo ácido sulfónico, tal como ácido dihidroxipropanoico, ácido dihidroxisuccínico, ácido dihidroxibenzoico, ácido 2,2-dimetilolacético, ácido 2,2-dimetilolpropiónico, ácido 2,2-dimetilolbutírico, ácido 2,2-dimetilolpentanoico, ácido 2,2-diaminovaleriánico, ácido 3,4-diaminobenzoico, ácido 2,4-diaminotoluensulfónico o ácido 2,4-diamino-difenil éter-sulfónico.

Un ejemplo de la incorporación de grupos funcionales reactivos a través de reacciones análogas poliméricas consiste en la reacción de resinas con contenido en grupos hidroxilo con fosgeno, con lo que se obtienen resinas con contenido en grupos de cloroformiato, y reacción análoga polimérica de las resinas con contenido en grupos de cloroformiato con amoníaco y/o con aminas primarias y/o secundarias para obtener resinas con contenido en grupos carbamato. Los documentos de patente US 4,758,632 A1, US 4,301,257 A1 o US 2,979,514 A1 dan a conocer otros ejemplos de métodos adecuados de este tipo. También es posible incorporar grupos carboxilo a través de la reacción análoga polimérica de grupos hidroxilo con anhídridos de ácido carboxílico tales como anhídrido maleico o anhídrido ftálico.

Los ligantes de las suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo de endurecimiento doble (dual-cure) según la invención contienen además un promedio estadístico de como mínimo uno y preferentemente de como mínimo dos grupos con como mínimo un enlace activable con radiación actínica por molécula.

En el marco de la presente invención, por el concepto "enlace activable con radiación actínica" se entiende un enlace que, al ser irradiado con radiación actínica, se vuelve reactivo y experimenta reacciones de polimerización y/o de reticulación, que se desarrollan por mecanismos radicales y/o iónicos, con otros enlaces activados de su misma clase. Enlaces adecuados son, por ejemplo, enlaces simples carbono-hidrógeno o enlaces simples o dobles carbono-carbono, carbono-oxígeno, carbono-nitrógeno, carbono-fósforo o carbono-silicio. Entre éstos, los enlaces dobles carbono-carbono son especialmente ventajosos y por ello se utilizan de forma totalmente preferente según la invención. Para abreviar, en lo sucesivo se denominarán "enlaces dobles".

En consecuencia, el grupo preferente según la invención contiene un enlace doble, o dos, tres o cuatro enlaces dobles. Si se utiliza más de un enlace doble, los enlaces dobles pueden estar conjugados. No obstante, de acuerdo con la invención resulta ventajoso que los enlaces dobles estén aislados, en particular cada uno de ellos individualmente en posición terminal en el grupo en cuestión. De acuerdo con la invención resulta especialmente ventajoso utilizar dos enlaces dobles y en particular un enlace doble.

El ligante dual-cure contiene un promedio estadístico de como mínimo uno de los grupos activables con radiación actínica arriba descritos. Esto significa que, a este respecto, la funcionalidad del ligante corresponde a números enteros, por ejemplo dos, tres, cuatro, cinco o más, o a números no enteros, es decir, por ejemplo de 2,1 a 10,5 o más. La funcionalidad elegida se rige por los requisitos impuestos a las suspensiones espesas de polvo y a lacas en polvo dual-cure según la invención pigmentadas correspondientes.

Si se utiliza un promedio estadístico de más de un grupo activable con radiación actínica por molécula, los grupos pueden tener estructuras diferentes o iguales entre sí.

Cuando tienen estructuras diferentes, en el marco de la presente invención esto significa que se utilizan dos, tres, cuatro o más, pero principalmente dos grupos activables con radiación actínica, que se derivan de dos, tres, cuatro o más, pero principalmente dos, tipos de monómeros.

Grupos adecuados son, por ejemplo, grupos (met)acrilato, etacrilato, crotonato, cinamato, vinil éter, vinil éster, diciclopentadienilo, norbornenilo, isoprenilo, isopropenilo, alilo o butenilo; grupos diciclopentadienil, norbornenil, isoprenil, isopropenil, alil o butenil éter, o grupos diciclopentadienil, norbornenil, isoprenil, isopropenil, alil o butenil éster, pero principalmente grupos acrilato.

Preferentemente, los grupos están unidos a las estructuras básicas correspondientes de los ligantes a través de grupos uretano, urea, alofanato, éster, éter y/o amida, pero principalmente a través de grupos éster. Normalmente, esto tiene lugar a través de reacciones análogas poliméricas habituales y conocidas, por ejemplo la reacción de grupos glicidilo laterales con los monómeros olefínicamente insaturados arriba descritos que contienen un grupo ácido, de grupos hidroxilo laterales con los haluros de estos monómeros, de grupos hidroxilo con isocianatos que contienen enlaces dobles, como isocianato de vinilo, isocianato de metacriloílo y/o 1-(1-isocianato-1-metiletil)-3-(1-metiletenil)benceno (TMI® de la firma CYTEC), o de grupos isocianato con los monómeros con contenido en grupos hidroxilo arriba descritos.

No obstante, en las partículas también se pueden utilizar mezclas de ligantes endurecibles exclusivamente de forma térmica y ligantes endurecibles exclusivamente con radiación actínica.

En principio, la composición material de los ligantes no presenta ninguna particularidad, sino que entran en consideración:

-: todos los ligantes previstos para ser utilizados en suspensiones espesas de laca transparente en polvo endurecibles térmicamente y/o con radiación actínica y descritos en los documentos de patente US 4,268,542 A1 o US 5,379,947 A1 y las solicitudes de patente DE 27 10 421 A1, DE 195 40 977 A1, DE 195 18 392 A1, DE 196 17 086 A1, DE 196 13 547 A1, DE 196 18 657 A1, DE 196 52 813 A1, DE 196 17 086 A1, DE 198 14 471 A1, DE 198 41 842 A1 o DE 198 41 408 A1, en las solicitudes de patente alemana no publicadas previamente DE 199 08 018.6 o DE 199 08 013.5 o en la patente europea EP 0 652 264 A1;

-: todos los ligantes previstos para ser utilizados en lacas transparentes dual-cure y descritos en las solicitudes de patente DE 198 35 296 A1, DE 197 36 083 A1 o DE 198 41 842 A1; o

-: todos los ligantes previstos para ser utilizados en lacas transparentes en polvo endurecibles térmicamente y descritos en la solicitud de patente alemana DE 42 22 194 A1, en la información de producto de la firma BASF Lacke + Farben AG, "Pulverlacke", 1990, o en el documento de BASF Coatings AG "Pulverlacke, Pulverlacke für industrielle Anwendungen", enero de 2000.

Como ligantes adicionales para las suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo dual-cure entran en consideración los ligantes previstos para ser utilizados en lacas transparentes y lacas transparentes en polvo endurecibles con UV y descritos en las solicitudes de patente europea EP 0 928 800 A1, EP 0 636 669 A1, EP 0 410 242 A1, EP 0 783 534 A1, EP 0 650 978 A1, EP 0 650 979 A1, EP 0 650 985 A1, EP 0 540 884 A1, EP 0 568 967 A1, EP 0 054 505 A1 o EP 0 002 866 A1, en las solicitudes de patente alemana DE 197 09 467 A1, DE 42 03 278 A1, DE 33 16 593 A1, DE 38 36 370 A1, DE 24 36 186 A1 o DE 20 03 579 B1, en las solicitudes de patente internacional WO 97/46549 o WO 99/14254 o en las patentes americanas US 5,824,373 A1, US 4,675,234 A1, US 4,634,602 A1, US 4,424,252 A1, 4,208,313 A1, US 4,163,810 A1, US 4,129,488 A1, US 4,064,161 A1 o US 3,974,303 A1.

La preparación de los ligantes tampoco presenta ninguna particularidad en cuanto a su metodología, sino que tiene lugar con ayuda de los métodos habituales y conocidos de la química de polímeros, tal como se describen detalladamente en los documentos de patente anteriormente indicados.

En la solicitud de patente europea EP 0 767 185 A1, en las patentes alemanas DE 22 14 650 B1 o DE 27 49 576 B1 y en las patentes americanas US 4,091,048 A1, US 3,781,379 A1, US 5,480,493 A1, US 5,475,073 A1 o US 5,534,598 A1, o en la obra de referencia Houben-Weyl, "Methoden der organischen Chemie", 4ª edición, tomo 14/1, páginas 24 a 255, 1961, se describen otros ejemplos de procedimientos de preparación adecuados para copolímeros de (met)acrilato. Como reactores para la copolimerización entran en consideración los recipientes de agitación, cascadas de recipientes de agitación, reactores de tubos, reactores de paletas o reactores de Taylor habituales y conocidos, tal como se describen, por ejemplo, en los documentos y solicitudes de patente DE 1 071 241 B1, EP 0 498 583 A1 o DE 198 28 742 A1, o en el artículo de K. Kataoka en Chemical Engineering Science, tomo 50, cuaderno 9, 1995, páginas 1409 a 1416.

Además, la preparación de poliésteres y resinas alquídicas se describe por ejemplo en la obra de referencia "Ullmanns Encyklopädie der technische Chemie", 3ª edición, tomo 14, Urban & Schwarzenberg, Munich, Berlín, 1963, páginas 80 a 89 y páginas 99 a 105, y también en los libros: "Résines Alkydes-Polyesters" de J. Bourry, París, Editorial Dunod, 1952, "Alkyd Resins" de C.R. Martens, Reinhold Publishing Corporation, Nueva York, 1961, y "Alkyd Resin Technology" de T.C. Patton, Interscience Publishers, 1962.

Por ejemplo, en las solicitudes de patente EP 0 708 788 A1, DE 44 01 544 A1 o DE 195 34 361 A1 se describe la preparación de poliuretanos y/o poliuretanos acrilados.

Entre estos ligantes, los copolímeros de (met)acrilato con contenido en grupos epóxido, preferentemente con un peso equivalente de epóxido de 400 a 2.500, preferiblemente de 420 a 2.200, en especial de 430 a 2.100, de forma totalmente preferente de 440 a 2.000 y en particular de 440 a 1.900, un peso molecular promedio en número (determinado por cromatografía de filtración en gel utilizando un patrón de poliestireno) preferentemente de 2.000 a 20.000 y en particular de 3.000 a 10.000, y una temperatura de transición vítrea (T_{g}) preferente de 30 a 80, preferiblemente de 40 a 70 y en particular de 40 a 60ºC (medida mediante Differential Scanning Calorimetry (DSC) - calorimetría de exploración diferencial), tal como entran en consideración principalmente para la utilización en suspensiones espesas de laca transparente en polvo endurecibles térmicamente (véase más arriba) y tal como se describen además en los documentos y solicitudes de patente EP 0 299 420 A1, DE 22 14 650 B1, DE 27 49 576 B1, US 4,091,048 A1 o US 3,781,379 A1, son especialmente ventajosos y se utilizan de forma especialmente preferente.

Las lacas en polvo y suspensiones espesas de polvo según la invención reticulables por reticulación externa y endurecibles térmicamente o térmicamente y con radiación actínica, o las partículas que sirven para producirlas, contienen como mínimo un reticulante que contiene los grupos funcionales reactivos complementarios a los grupos funcionales reactivos de los ligantes. Por consiguiente, los especialistas pueden seleccionar fácilmente los reticulantes adecuados para cada caso individual.

Como ejemplos de reticulantes adecuados se mencionan:

-: resinas aminoplásticas, tal como se describen por ejemplo en Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, página 29, "Aminoharze", en el manual "Lackadditive" de Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, Nueva York, 1998, páginas 242 y siguientes, en el libro "Paints, Coatings and Solvents", segunda edición completamente revisada, Edit. D. Stoye y W. Freitag, Wiley-VCH, Weinheim, Nueva York, 1998, páginas 80 y siguientes, en las patentes US 4 710 542 A1 o EP 0 245 700 A1 y en el artículo de B. Singh y col. "Carbamylmethylated Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry" en Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991, tomo 13, páginas 193 a 207;

-: compuestos o resinas con contenido en grupos carboxilo, tal como se describen por ejemplo en la patente DE 196 52 813 A1 ó 198 41 408 A1, en particular ácido 1,12-dodecanodioico (ácido 1,10-decano- dioico);

-: compuestos o resinas con contenido en grupos epóxido, tal como se describen por ejemplo en las patentes EP 0 299 420 A1, DE 22 14 650 B1, DE 27 49 576 B1, US 4,091,048 A1 o US 3,781,379 A1;

-: poliisocianatos bloqueados, tal como se describen por ejemplo en las patentes US 4,444,954 A1, DE 196 17 086 A1, DE 196 31 269 A1, EP 0 004 571 A1 o EP 0 582 051 A1;

-: beta-hidroxialquilamidas como N,N,N',N'-tetraquis(2-hidroxietil)adipamida o N,N,N',N'-tetraquis(2-hidroxipropil)adipamida; y/o

-: tris(alcoxicarbonilamino)triazinas, tal como se describen en las patentes US 4,939,213 A1, US 5,084,541 A1, US 5,288,865 A1 o EP 0 604 922 A1.

El contenido de reticulantes en las partículas también puede variar ampliamente y se rige por las necesidades de cada caso individual, en particular por la cantidad de grupos funcionales reactivos presentes y por la densidad de reticulación que deban presentar los revestimientos, las capas de adhesivo y los sellados producidos con las suspensiones espesas de polvo y con las lacas en polvo según la invención. Preferentemente, el contenido oscila entre el 1 y el 50, preferiblemente entre el 2 y el 45, en especial entre el 3 y el 40, de forma totalmente preferente entre el 4 y el 35 y en particular entre el 5 y el 30% en peso, con respecto al contenido de sólidos de las suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo según la invención.

Dependiendo del fin de aplicación de las suspensiones espesas de polvo y de las lacas en polvo según la invención, éstas pueden contener pigmentos de coloración y/o de efecto decorativo, fluorescentes, conductores eléctricos y/o protectores magnéticos, polvos metálicos, materiales de carga orgánicos e inorgánicos, transparentes u opacos y/o nanopartículas (denominados en los sucesivo colectivamente "pigmentos").

Los pigmentos se utilizan cuando las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención se van a emplear como materiales de revestimiento, adhesivos y masillas de sellado pigmentados. Preferentemente, en el procedimiento según la invención, los pigmentos se dispersan en los medios acuosos en forma de pastas de pigmento o de preparaciones de pigmento (véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 1998, "Pigmentpräparationen", página 452), o, como ya se ha mencionado anteriormente, constituyen los medios acuosos. Preferentemente contienen los emulsionantes a utilizar según la invención anteriormente descritos.

En una forma de realización del procedimiento según la invención, las partículas emulsionadas o suspendidas contienen como mínimo un pigmento, es decir, la cantidad total de pigmentos utilizados se encuentra sobre las partículas y/o dentro de las mismas.

En otra forma de realización del procedimiento según la invención, las partículas emulsionadas o suspendidas no contienen ningún pigmento, es decir, todos los pigmentos se encuentran en forma de una fase sólida independiente. En lo que respecta a su tamaño de partícula es aplicable correspondientemente lo anteriormente indicado.

En otra forma de realización del procedimiento según la invención, las partículas emulsionadas o suspendidas contienen, en el sentido anteriormente indicado, una parte de los pigmentos utilizados, mientras que la otra parte de los pigmentos se encuentra en forma de una fase sólida independiente. En este caso, la proporción presente en las partículas puede constituir la parte principal, es decir, más del 50% de los pigmentos utilizados. No obstante, también se puede encontrar menos de un 50% dentro de las partículas y/o sobre las mismas. En lo que respecta a los tamaños de partícula, también en este caso es aplicable correspondientemente lo anteriormente indicado.

La variante preferente del procedimiento según la invención para la preparación de las suspensiones espesas de polvo según la invención pigmentadas depende principalmente de la naturaleza de los pigmentos y de sus funciones. Si el procedimiento según la invención se emplea para producir las lacas en polvo según la invención pigmentadas, la variante en la que todos los pigmentos o la mayor parte de éstos se encuentran sobre y/o dentro de las partículas emulsionadas y suspendidas resulta ventajosa y, por consiguiente, se utiliza de forma preferente.

Pigmentos de efecto decorativo adecuados son, por ejemplo, pigmentos de copos metálicos, tales como bronces de aluminio comercialmente disponibles, bronces de aluminio cromados según el documento DE 36 36 183 A1 y bronces de acero fino comercialmente disponibles, y también pigmentos de efecto decorativo no metálicos, por ejemplo pigmentos de brillo perlino o de interferencia, pigmentos de efecto decorativo en forma de copos basados en óxido de hierro, que presentan un tono de color desde rosa hasta rojo acastañado, o pigmentos de efecto decorativo de cristal líquido. Para más detalles, véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, página 176, "Effektpigmente" y páginas 380 y 381 "Metalloxid-Glimmer-Pigmente" hasta "Metallpigmente", y las patentes y solicitudes de patente DE 36 36 156 A1, DE 37 18 446 A1, DE 37 19 804 A1, DE 39 30 601 A1, EP 0 068 311 A1, EP 0 264 843 A1, EP 0 265 820 A1, EP 0 283 852 A1, EP 0 293 746 A1, EP 0 417 567 A1, US 4,828,826 A o US 5,244,649 A.

Como ejemplos de pigmentos de coloración inorgánicos adecuados se mencionan: pigmentos blancos como dióxido de titanio, blanco de cinc, sulfuro de cinc o litopón; pigmentos negros como hollín, negro de ferromanganeso o negro de espinela; pigmentos de color como óxido de cromo, verde de hidrato de óxido de cromo, verde cobalto o verde ultramar, azul cobalto, azul ultramar o azul de manganeso, violeta ultramar o violeta de cobalto y manganeso, rojo de óxido de hierro, sulfoseleniuro de cadmio, rojo de molibdato o rojo ultramar; marrón de óxido de hierro, marrón mixto, fases de espinela y corindón o naranja de cromo; o amarillo de óxido de hierro, amarillo de níquel-titanio, amarillo de cromo-titanio, sulfuro de cadmio, sulfuro de cadmio-cinc, amarillo de cromo o vanadato de
bismuto.

Como ejemplos de pigmentos de coloración orgánicos adecuados se mencionan: pigmentos monoazoicos, pigmentos bisazoicos, pigmentos de antraquinona, pigmentos de benzimidazol, pigmentos de quinacridona, pigmentos de quinoftalona, pigmentos de dicetopirrolopirrol, pigmentos de dioxazina, pigmentos de indantrona, pigmentos de isoindolina, pigmentos de isoindolinona, pigmentos de azometina, pigmentos de tioíndigo, pigmentos de complejos metálicos, pigmentos de perinona, pigmentos de perileno, pigmentos de ftalocianina o negro de anilina.

Para más detalles, véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, páginas 180 y 181 desde "Eisenblau-Pigmente" hasta "Eisenoxidschwarz", páginas 451 a 453 desde "Pigmente" hasta "Pigmentvolumenkonzentration", página 563 "Thioindigo-Pigmente", página 567 "Titandioxid-Pigmente", páginas 400 y 467 "Natürlich vorkommende Pigmente", página 459 "Polycyclische Pigmente", página 52 "Azomethin-Pigmente", "Azopigmente", y página 379 "Metallkomplex-Pigmente".

Como ejemplos de pigmentos fluorescentes (pigmentos luminosos a la luz diurna) se mencionan los pigmentos de bis(azometina).

Como ejemplos de pigmentos conductores eléctricos adecuados se mencionan los pigmentos de dióxido de titanio/óxido de cinc.

Como ejemplos de pigmentos protectores magnéticos se mencionan pigmentos basados en óxidos de hierro o dióxido de cromo.

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Como ejemplos de polvos metálicos adecuados se mencionan polvos de metales y aleaciones de metales de aluminio, cinc, cobre, bronce o latón.

Como ejemplos de materiales de carga orgánicos e inorgánicos adecuados se mencionan: creta, sulfato de calcio, sulfato de bario, silicatos como talco, mica o caolín, ácidos silícicos, óxidos como hidróxido de aluminio o hidróxido de magnesio, o materiales de carga orgánicos como polvos de plástico, en particular de poliamida o poliacrilonitrilo. Para más detalles, véase Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, páginas 250 y siguientes, "Füllstoffe".

Cuando se ha de mejorar la resistencia al rayado de los revestimientos producidos con las lacas en polvo según la invención, preferentemente se utilizan mica y talco.

También resulta ventajoso utilizar mezclas de materiales de carga inorgánicos en forma de copos, como talco o mica, y materiales de carga inorgánicos que no se encuentren en forma de copos, como creta, dolomita, sulfatos de calcio o sulfato de bario, ya que esto permite ajustar muy bien la viscosidad y el comportamiento de flujo.

Materiales de carga transparentes adecuados son, por ejemplo, los basados en dióxido de silicio, óxido de aluminio u óxido de circonio.

Las nanopartículas adecuadas se seleccionan de entre el grupo consistente en nanopartículas hidrófilas e hidrófobas, en particular hidrófilas, basadas en dióxido de silicio, óxido de aluminio, óxido de cinc, óxido de circonio, y poliácidos y heteropoliácidos de metales de transición, preferentemente de molibdeno y wolframio, con un tamaño de partícula primaria < 50 nm, preferentemente de 5 a 50 nm, en particular de 10 a 30 nm. Preferentemente, las nanopartículas hidrófilas no tienen ningún efecto de mateado. De forma especialmente preferente se utilizan nanopartículas basadas en dióxido de silicio.

De forma totalmente preferente se utilizan dióxidos de silicio pirógenos hidrófilos cuyos aglomerados y cuerpos de agregación tienen una estructura en forma de cadena y que se pueden preparar mediante hidrólisis por llama de tetracloruro de silicio en una llama de gas detonante. Por ejemplo la firma Degussa los vende bajo la marca Aerosil®. De forma totalmente preferente también se utilizan silicatos solubles precipitados, como nanohectorita, vendidos por ejemplo por la firma Südchemie bajo la marca Optigel® o por la firma Laporte bajo la marca Laponite®.

Cuando se emplean los emulsionantes a utilizar según la invención anteriormente descritos, las pastas de pigmento o las preparaciones de pigmento pueden tener un contenido especialmente alto de nanopartículas, lo que constituye otra valiosa ventaja de los emulsionantes a utilizar según la invención.

Las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención pueden contener colorantes orgánicos distribuidos en dispersión molecular además de los pigmentos anteriormente descritos o en lugar de los mismos. Estos colorantes distribuidos en dispersión molecular se pueden encontrar bien en las partículas emulsionadas o suspendidas, bien en la fase continua, es decir, en el medio acuoso. No obstante, también se pueden encontrar en las partículas o en la fase continua. En este caso, la proporción presente en las partículas puede constituir la parte principal, es decir, más del 50% de los colorantes orgánicos utilizados. No obstante, también se puede encontrar menos de un 50% en las partículas. La distribución de los colorantes orgánicos entre las fases puede corresponder al equilibrio termodinámico resultante de la solubilidad de los colorantes orgánicos en las fases. No obstante, la distribución también puede ser muy diferente al equilibrio termodinámico. Si las partículas emulsionadas y suspendidas se utilizan para producir las lacas en polvo según la invención, los colorantes sólo están contenidos en las partículas.

Son adecuados todos aquellos colorantes orgánicos que sean solubles en las suspensiones espesas de polvo y en las lacas en polvo según la invención en el sentido anteriormente indicado. Son muy adecuados los colorantes orgánicos sólidos a la luz. Son especialmente adecuados los colorantes orgánicos sólidos a la luz con poca o ninguna tendencia a la migración desde los revestimientos, capas de adhesivo y sellados producidos con las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención. Los especialistas pueden estimar la tendencia a la migración basándose en sus conocimientos técnicos generales y/o determinarla con ayuda de sencillos ensayos preliminares orientativos, por ejemplo en el marco de ensayos de matizado.

El contenido de colorantes orgánicos distribuidos en dispersión molecular en las suspensiones espesas de polvo y en las lacas en polvo según la invención puede variar dentro de márgenes extraordinariamente amplios y se rige principalmente por el color y el tono que se haya de ajustar y también por la cantidad de pigmentos dado el caso presentes.

Como ejemplos de aditivos adecuados que pueden estar contenidos tanto en las suspensiones espesas de polvo y lacas en polvo pigmentadas como en las no pigmentadas se mencionan: absorbentes UV, antioxidantes, fotoprotectores, captadores de radicales, agentes de desaireación, emulsionantes adicionales, humectantes, aditivos de deslizamiento ("slip"), inhibidores de polimerización, catalizadores para la reticulación, iniciadores radicales termolábiles, fotoiniciadores, diluyentes reactivos endurecibles térmicamente, diluyentes reactivos endurecibles con radiación actínica, agentes adhesivos, agentes de nivelación, aditivos de control de reología (espesantes), agentes auxiliares filmógenos, productos de apresto ignífugo, inhibidores de corrosión, agentes auxiliares de escurrimiento, ceras, desecantes, biocidas y/o agentes de mateado.

Como ejemplos de diluyentes reactivos endurecibles térmicamente adecuados se mencionan: dietiloctanodioles isómeros de posición o compuestos hiperramificados con contenido en grupos hidroxilo o dendrímeros tal como los descritos en las solicitudes de patente alemana DE 198 09 643 A1, DE 198 40 605 A1 o DE 198 05 421 A1.

Diluyentes reactivos endurecibles con radiación actínica adecuados son, por ejemplo, los descritos en Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 1998, en la página 491, bajo la entrada "Reaktivverdünner".

Como ejemplos de agentes fotoprotectores adecuados se mencionan: compuestos HALS, benzotriazoles u oxalanilida.

Como ejemplos de antioxidantes adecuados se mencionan: hidrazinas y compuestos de fósforo.

Como ejemplos de inhibidores de polimerización adecuados se mencionan: fosfitos orgánicos o derivados de 2,6-di-terc-butilfenol.

Como ejemplos de iniciadores radicales termolábiles adecuados se mencionan: peróxidos de dialquilo, hidroperóxidos, perésteres, azodinitrilos o iniciadores disociadores de C-C.

En Römpp Chemie Lexikon, 9ª edición ampliada y revisada, Georg Thieme Verlag Stuttgart, tomo 4, 1991, o en Römpp Lexikon Lacke un Druckfarben, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1998, páginas 444 a 446, se describen ejemplos de fotoiniciadores adecuados.

Como ejemplos de catalizadores adecuados para la reticulación se mencionan: lactato, citrato, etilhexanoato o dimetilolpropionato de bismuto, dilaurato de dibutilestaño, decanoato de litio u octoato de cinc, ácidos sulfónicos orgánicos bloqueados con aminas, compuestos amónicos cuaternarios, aminas, imidazol y derivados de imidazol como 2-estirilimidazol, 1-bencil-2-metilimidazol, 2-metilimidazol y 2-butilimidazol, tal como se describen en la patente belga nº 756,693, o catalizadores de fosfonio como yoduro de etiltrifenilfosfonio, cloruro de etiltrifenilfosfonio, tiocianato de etiltrifenilfosfonio, complejo de etiltrifenilfosfonio - acetato - ácido acético, yoduro de tetrabutilfosfonio, bromuro de tetrabutilfosfonio y complejo de tetrabutilfosfonio - acetato - ácido acético, tal como se describen por ejemplo en las patentes US 3,477,990 A o US 3,341,580 A.

Como ejemplos de agentes de desaireación adecuados se mencionan: diazadicicloundecano o benzoína.

Como ejemplos de emulsionantes adicionales adecuados se mencionan: emulsionantes no iónicos como alcanoles alcoxilados y polioles, fenoles y alquilfenoles, o emulsionantes aniónicos como sales alcalinas o sales amónicas de ácidos alcanoicos, ácidos alcanosulfónicos y ácidos sulfónicos de alcanoles alcoxilados y polioles, fenoles y alquilfenoles.

Como ejemplos de humectantes adecuados se mencionan: siloxanos, compuestos con contenido en flúor, semiésteres de ácidos carboxílicos, ésteres de ácido fosfórico, ácidos poliacrílicos y sus copolímeros o poliuretanos.

Un ejemplo de agente adhesivo adecuado es triciclodecanodimetanol.

Agentes auxiliares filmógenos adecuados son, por ejemplo, derivados de celulosa.

Aditivos de control de reología adecuados son, por ejemplo, los dados a conocer en las patentes WO 94/22968, EP 0 276 501 A1, EP 0 249 201 A1 o WO 97/12945; micropartículas poliméricas reticuladas, como las dadas a conocer por ejemplo en el documento EP 0 008 127 A1; filosilicatos inorgánicos, como silicatos de aluminio-magnesio, filosilicatos de sodio-magnesio y de sodio-magnesio-flúor-litio de tipo montmorillonita; ácidos silícicos como aerosiles; o polímeros sintéticos con grupos iónicos y/o de efecto asociativo, como alcohol polivinílico, poli(met)acrilamida, ácido poli(met)acrílico, polivinilpirrolidona, copolímeros de estireno-anhídrido maleico o de etileno-anhídrido maleico y sus derivados, o uretanos etoxilados modificados de forma hidrófoba, tal como se describen por ejemplo en la patente DE 196 52 813 A1, columna 5, renglones 28 a 59, o poliacrilatos.

Un ejemplo de agente de mateado adecuado es estearato de magnesio.

En el manual "Lackadditive" de Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, Nueva York, 1998, se describen detalladamente otros ejemplos de los aditivos anteriormente indicados y también ejemplos de agentes de nivelación, productos de apresto ignífugo, desecantes, secantes, agentes antiescamación, anticorrosivos, biocidas y ceras adecuados.

Por lo demás, como aditivos también entran en consideración disolventes orgánicos de bajo punto y alto punto de ebullición ("disolventes largos"), tal como se utilizan normalmente en el campo de los materiales de revestimiento. Teniendo en cuenta que las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención preferentemente están libres de VOC, los disolventes orgánicos sólo se utilizan en casos excepcionales.

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Para el procedimiento según la invención, los aditivos anteriormente descritos se pueden utilizar tanto en los medios acuosos anteriormente descritos como en las masas en fusión anteriormente descritas. El principal factor determinante consiste en si deberían estar presentes mejor en las partículas emulsionadas o suspendidas o mejor en la fase continua, es decir acuosa, dependiendo de sus funciones habituales y conocidas. Por ejemplo, para la suspensión espesa de polvo según la invención resulta ventajoso que los espesantes se encuentren en el medio acuoso, es decir, esencialmente fuera de las partículas. Si el procedimiento según la invención se utiliza para producir las lacas en polvo según la invención, la mayor parte de los aditivos o todos ellos se encuentran en las masas en fusión y en las partículas emulsionadas o suspendidas producidas con éstas. Por consiguiente, los especialistas pueden determinar fácilmente la variante de procedimiento óptima para cada caso individual basándose en sus conocimientos técnicos generales y en caso dado recurriendo a sencillos ensayos preliminares.

Las suspensiones espesas de polvo según la invención presentan una excelente estabilidad y conservabilidad y un excelente comportamiento de aplicación.

Las lacas en polvo según la invención tienen una excelente fluidez, conservabilidad y estabilidad de transporte, y no producen aglomeraciones ni siquiera en caso de almacenamiento prolongado. También presentan un excelente comportamiento de aplicación.

Las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención son sumamente adecuadas como materiales de revestimiento, adhesivos y masillas de sellado o para la preparación de éstos.

Los materiales de revestimiento según la invención son extraordinariamente adecuados para producir revestimientos monocapa o multicapa, de coloración y/o de efecto decorativo, conductores eléctricos, protectores magnéticos o fluorescentes, como lacados de carga, lacados base, lacados cubrientes lisos o capas de efectos combinados, o para producir lacados transparentes monocapa o multicapa.

Los adhesivos según la invención son extraordinariamente adecuados para producir capas de adhesivo, y las masillas de sellado según la invención son extraordinariamente adecuadas para producir sellados.

Cuando las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención no pigmentadas se utilizan como lacas transparentes para producir lacados transparentes monocapa o multicapa, se logran ventajas muy especiales. Las lacas transparentes se utilizan principalmente para producir lacados multicapa de coloración y/o de efecto decorativo de acuerdo con el procedimiento húmedo-sobre-húmedo. En este procedimiento, sobre la superficie de un sustrato se aplica una laca base, en particular una laca base acuosa. A continuación, la capa de laca base resultante se seca sin endurecerla y se sobrelaca con una capa de laca transparente. Luego se endurecen conjuntamente las dos capas.

Cuando las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención pigmentadas se utilizan para producir lacados monocapa o multicapa de coloración y/o de efecto decorativo, o para producir capas de efecto combinado, también se logran ventajas muy especiales. Por la expresión "capa de efecto combinado" se ha de entender un lacado que desempeña como mínimo dos funciones en un lacado de coloración y/o de efecto decorativo. Las funciones de este tipo son principalmente la protección anticorrosión, la adherencia, la absorción de energía mecánica, y la coloración y/o los efectos decorativos. Preferentemente, la capa de efecto combinado sirve simultáneamente para la absorción de energía mecánica y para la coloración y/o los efectos decorativos; por tanto, desempeña la función de un lacado de carga o imprimación protectora contra golpes de piedras y la función de un lacado base. Preferiblemente, la capa de efecto combinado tiene además un efecto anticorrosión y/o un efecto adhesivo.

Los revestimientos o lacados pigmentados también se pueden producir con ayuda del procedimiento húmedo-sobre-húmedo. Por ejemplo, las suspensiones espesas de polvo y las lacas en polvo según la invención pigmentadas se pueden aplicar sobre capas de laca de inmersión electroforética no endurecidas o no endurecidas por completo, para endurecer después conjuntamente las capas superpuestas.

La ventaja más importante de las suspensiones espesas de polvo y de las lacas en polvo según la invención radica en que con su ayuda se pueden producir lacados multicapa de todo tipo basados total o principalmente en las suspensiones espesas de polvo y en las lacas en polvo según la invención.

La aplicación de las suspensiones espesas de polvo según la invención no presenta ninguna particularidad en cuanto a su metodología, sino que se puede llevar a cabo mediante cualquiera de los métodos de aplicación habituales, por ejemplo por pulverización, aplicación con rasqueta, a brocha, por vertido, inmersión, aplicación gota a gota o aplicación a rodillo. Preferentemente se utilizan métodos de aplicación por pulverización, por ejemplo pulverización por aire a presión, pulverización sin aire, de alta rotación, aplicación por pulverización electrostática (ESTA), en caso dado junto con aplicación por pulverización en caliente, por ejemplo pulverización con aire caliente. También aquí es recomendable trabajar bajo exclusión de radiación actínica con el fin de evitar una reticulación prematura de los materiales de revestimiento, adhesivos y masillas de sellado dual-cure según la invención.

La aplicación de las lacas en polvo tampoco presenta ninguna particularidad en cuanto a su metodología, sino que se lleva a cabo por ejemplo mediante los procedimientos de lecho fluidizado habituales y conocidos, tal como se dan a conocer por ejemplo en los documentos de BASF Coatings AG "Pulverlacke für industrielle Anwendungen", enero de 2000, o "Coatings Partner, Pulverlack Spezial", 1/2000, o Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nueva York, 1998, páginas 187 y 188, "Elektrostatisches Pulversprühen", "Elektrostatisches Sprühen" y "Elektrostatisches Wirbelbadverfahren".

Como sustratos entran en consideración todos aquellos cuya superficie no se deteriore por la aplicación de calor y/o de radiación actínica durante el endurecimiento de las capas aplicadas sobre ellos. Preferentemente, los sustratos consisten en metales, plásticos, madera, cerámica, piedra, material textil, materiales compuestos de fibras, cuero, vidrio, fibras de vidrio, lana de vidrio y lana mineral, materiales de construcción ligados con minerales y resina, como placas de yeso y cemento o tejas, y combinaciones de estos materiales.

Por consiguiente, los materiales de revestimiento, adhesivos y masillas de sellado según la invención son extraordinariamente adecuados para el revestimiento, la adhesión y el sellado de carrocerías de automóvil y partes de las mismas, interiores y exteriores de automóviles, interiores y exteriores de edificios, puertas, ventanas y muebles, y también en el marco del lacado industrial para el revestimiento, la adhesión y el sellado de, por ejemplo, piezas pequeñas como tuercas, tornillos, tapacubos o llantas, de bobinas, contenedores, embalajes, componentes electrónicos, como devanados de motor o devanados de transformador, y de electrodomésticos, como aparatos domésticos, calderas de calefacción y radiadores.

En caso de sustratos conductores eléctricos, se pueden emplear las imprimaciones producidas de forma habitual y conocida a partir de lacas de inmersión electroforética. Para ello entran en consideración lacas de inmersión electroforética tanto anódicas como catódicas, pero principalmente lacas de inmersión electroforética catódicas. En caso de superficies de plástico no funcionalizadas y/o apolares, antes de ser revestidas éstas se pueden someter a un tratamiento previo de forma conocida, como plasma o llameado, o se pueden proveer de una hidroimprimación.

El endurecimiento de las suspensiones espesas de polvo y de las lacas en polvo según la invención aplicadas tampoco presenta ninguna particularidad en cuanto a su metodología, sino que tiene lugar de acuerdo con los métodos térmicos habituales y conocidos, como calentamiento en horno de ventilación forzada o irradiación con lámparas IR. Para el endurecimiento con radiación actínica entran en consideración fuentes de radiación tales como lámparas de vapor de mercurio a alta presión o a baja presión, en caso dado dotadas de plomo para abrir una ventana de radiación de hasta 405 nm, o fuentes de haz electrónico. En la solicitud de patente alemana DE 198 18 735 A1, columna 10, renglones 31 a 61, se describen otros ejemplos de procedimientos y dispositivos adecuados para el endurecimiento con radiación actínica.

Los revestimientos según la invención resultantes, en particular los lacados monocapa o multicapa de coloración y/o de efecto decorativo, las capas de efecto combinado y los lacados transparentes según la invención son fáciles de producir y presentan excelentes propiedades ópticas y una resistencia muy elevada a la luz, a las sustancias químicas, al agua, al agua de condensación y a la intemperie. En particular están libres de turbiedad y de falta de homogeneidad. Son duros, flexibles y resistentes al rayado. Presentan un excelente comportamiento de reflujo y una extraordinaria adherencia entre capas, y también una adherencia buena o muy buena con los lacados de reparación de automóvil habituales y conocidos.

Las capas de adhesivo según la invención unen entre sí de forma duradera los sustratos más diversos y tienen una alta estabilidad química y mecánica, incluso en caso de temperaturas y/o fluctuaciones de temperatura extremas.

Del mismo modo, los sellados según la invención obturan los sustratos de forma duradera y presentan una alta estabilidad química y mecánica también en caso de temperaturas y/o fluctuaciones de temperatura extremas, incluso con la acción adicional de sustancias químicas agresivas.

Otra ventaja de los materiales de revestimiento, adhesivos y masillas de sellado dual-cure consiste en que en las zonas de sombra de los sustratos tridimensionales con formas complejas, como carrocerías, radiadores o materiales eléctricos bobinados, incluso sin una iluminación óptima, en particular completa, de estas zonas de sombra con radiación actínica, también producen revestimientos, capas de adhesivo y sellados cuyo perfil de propiedades técnicas de aplicación como mínimo se acerca al de los revestimientos, capas de adhesivo y sellados que se encuentran fuera de las zonas de sombra. De este modo, los revestimientos, capas de adhesivo y sellados que se encuentran en las zonas de sombra ya no se deterioran fácilmente por acciones mecánicas y/o químicas, como las que se pueden producir por ejemplo durante el montaje de otros componentes del automóvil en las carrocerías revestidas.

En consecuencia, los sustratos imprimados o no imprimados utilizados habitualmente en los campos tecnológicos anteriormente indicados que están revestidos con como mínimo un revestimiento según la invención, pegados con como mínimo una capa de adhesivo según la invención y/o sellados con como mínimo un sellado según la invención, presentan una vida útil especialmente larga junto con un perfil de propiedades técnicas de aplicación especialmente ventajoso, lo que los hace especialmente atractivos desde el punto de vista económico.

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Ejemplos

Ejemplo de preparación 1

Preparación de un emulsionante a utilizar según la invención

En un recipiente de reacción adecuado equipado con tres alimentadores, agitador, condensador de reflujo y calefacción por aceite, se cargaron 52,56 partes en peso de agua desionizada y se calentaron a 90ºC. A continuación, a esta temperatura, se añadieron a la carga de forma paralela y uniforme tres alimentaciones independientes. La primera alimentación consistía en 10,18 partes en peso de ácido acrílico, 18,35 partes en peso de metacrilato de metilo y 1,49 partes en peso de difeniletileno. La segunda alimentación consistía en 9,9 partes en peso de una solución de amoníaco al 25% en peso en agua. La tercera alimentación consistía en una solución de 2,25 partes en peso de peroxodisulfato de amonio en 5,25 partes en peso de agua desionizada. La primera y la segunda alimentación se añadieron de forma dosificada a lo largo de una hora. La tercera alimentación se añadió de forma dosificada durante 1,25 horas. Una vez finalizada la adición, la polimerización continuó durante cuatro horas. En este proceso, la temperatura de la mezcla de reacción se redujo lentamente. Se obtuvo una dispersión del emulsionante a utilizar según la invención con un contenido en sólidos del 33% en peso. La solución acuosa del emulsionante presentaba una tensión superficial de 50 mN/m a la concentración crítica de formación de micelas.

Ejemplo de preparación 2

Preparación de una resina de poliacrilato hidroxilo funcional

En un recipiente de reacción adecuado se cargaron 40 partes en peso de xileno y se calentaron a 130ºC. A esta carga se añadieron uniformemente de forma dosificada y bajo agitación, a una temperatura de 130ºC, durante 4 horas, a través de dos alimentaciones independientes, por una parte una solución de iniciador formada por 10 partes en peso de peretilhexanoato de terc-butilo y 10 partes en peso de xileno y, por otra parte, una mezcla de monómeros formada por 25 partes en peso de estireno, 21 partes en peso de metacrilato de n-butilo, 26 partes en peso de metacrilato de metilo y 28 partes en peso de metacrilato de 2-hidroxipropilo. La mezcla de reacción resultante se calentó a 160ºC y el disolvente se retiró completamente por destilación a 100 mbar. La masa caliente en fusión resultante del ligante se sacó del recipiente de reacción. Después de enfriarla a temperatura ambiente se obtuvo un sólido incoloro.

Ejemplo 1

Preparación de una suspensión espesa de polvo según la invención

En un primer recipiente se cargó un poliisocianato comercial bloqueado con 3,5-dimetilpirazol basado en diisocianato de isoforona con un contenido en NCO del 15,5% en peso.

En un segundo recipiente se cargaron 56,07 partes en peso del ligante de acuerdo con el Ejemplo de preparación 2, 2 partes en peso de un absorbente UV comercial (Tinuvin® 1130 de la firma Ciba Additive GmbH), 0,9 partes en peso de un HALS comercial (Tinuvin® 144 de la firma Ciba Additive GmbH), 0,4 partes en peso de un agente de nivelación comercial (Additol® XL 490), 0,4 partes en peso de benzoína y 0,5 partes en peso de óxido de dibutil-estaño.

El contenido de los dos recipientes se calentó a 139ºC. A esta temperatura se obtuvieron masas en fusión cuya viscosidad, de 10 mPas, permitía un procesamiento posterior, en particular un transporte.

Antes de transportar las masas en fusión a través de la instalación con un equipo de dispersión de coronas dentadas ("K-Generator" de la firma Kinematica AG, Lucerna, Suiza), toda la instalación se calentó a 139ºC con vapor.

Después, las dos masas en fusión se dosificaron en una mezcladora estática Sulzer a través de conductos de alimentación calentados individuales con bombas de transporte volumétrico. A través del caudal de las bombas se ajustó una proporción estequiométrica entre los grupos isocianato bloqueados y los grupos hidroxilo. Las dos masas en fusión se mezclaron con dispersión molecular en la mezcladora estática en muy poco tiempo (< 5,0 s). La masa en fusión homogénea resultante, que seguía presentando una temperatura por encima del punto de fusión de los componentes, se transportó a través de un tubo inyector a la zona de emulsión previa del equipo de dispersión de coronas dentadas.

En la zona de emulsión previa se añadió de forma dosificada, con una bomba de transporte volumétrico, una solución acuosa consistente en 61 partes en peso de agua desionizada, 5 partes en peso de la dispersión de emulsionante según el Ejemplo de preparación 1, 0,2 partes en peso de un antiespumante comercial (Troykyd® de la firma Troy Chemie GmbH) y 0,4 partes en peso de un humectante comercial (Surfinol® TMN 6 de la firma Air Products & Chemicals). Antes de la dosificación, la solución acuosa se calentó a la temperatura de proceso en un recipiente a prueba de presión.

Mediante aportación de energía con un primer sistema rotor-estátor del equipo de dispersión de coronas dentadas, se produjo una emulsión previa en la que la solución acuosa constituía la fase continua. La emulsión previa se trituró a un tamaño medio de partícula de entre 1 y 3 \mum en otra zona del equipo de dispersión de coronas dentadas con una aportación de energía de entre 10^{7} y 10^{8} J/m^{3}. La aportación de energía del sistema rotor-estátor se ajustó a través de la anchura del intersticio de trabajo entre el rotor y el estátor, mediante la geometría de los dientes del rotor y del estátor correspondientes y también se ajustó el número de revoluciones.

Después de la dispersión, la emulsión se enfrió rápidamente mediante inyección de agua desionizada fría. En total, las cantidades de agua desionizada para la emulsión previa y para el enfriamiento se calcularon de tal modo que la suspensión resultante presentara un contenido en sólidos del 35% en peso con respecto a la suspensión.

La suspensión se mezcló con 1,8 partes en peso de un espesante comercial (Acrysol® RM8 de la firma Rohm & Haas) y se filtró a través de un filtro de 50 \mum.

La suspensión espesa de polvo según la invención era estable a la sedimentación y presentaba excelentes propiedades de transporte y aplicación.

Ejemplo 2

Producción de un lacado multicapa según la invención

Para la producción del lacado multicapa según la invención se prepararon de forma habitual y conocida placas de ensayo con unas dimensiones de 10 cm x 20 cm. Para ello se tomaron placas de acero (chapas de carrocería) revestidas con un lacado de inmersión electroforética precipitado catódicamente (CTL) y ahornado habitual y conocido, y se revistieron con un material de carga de capa fina comercial (Ecoprime® de la firma BASF Coatings AG). A continuación, la capa de material de carga resultante se ventiló durante cinco minutos a 20ºC y con una humedad relativa del aire del 65%, y se secó en un horno de ventilación forzada durante cinco minutos a 80ºC. Después de este proceso, las capas de material de carga presentaban un espesor de capa seca de 15 \mum.

Después de enfriar las placas de ensayo a 20ºC, se aplicó una laca base acuosa comercial (Ecostar® de la firma BASF Coatings AG), se ventiló durante cinco minutos a 20ºC y con una humedad relativa del aire del 65%, y se secó en un horno de ventilación forzada durante cinco minutos a 80ºC, de modo que las capas de laca base secas presentaban un espesor de capa seca de aproximadamente 15 \mum.

Después de enfriar de nuevo las placas de ensayo a 20ºC, las capas de laca base se revistieron con la suspensión espesa de polvo según la invención de acuerdo con el Ejemplo 1. Las capas de laca transparente en suspensión espesa de polvo resultantes se ventilaron durante 3 minutos a 20ºC y con una humedad relativa del aire del 65%, y se secaron en un horno de ventilación forzada durante 5 minutos a 60ºC.

Después de la aplicación de las tres capas, éstas se ahornaron conjuntamente durante 30 minutos a 155ºC, con lo que se obtuvo el lacado multicapa según la invención. El lacado transparente de éste presentaba un espesor de capa de 40 \mum. Era muy brillante, flexible, duro y resistente al rayado y presentaba una excelente resistencia a los disolventes (más de 100 pasadas dobles sin deterioro en el ensayo con metil etil cetona) y una buena resistencia al agua de condensación. La adherencia entre capas era muy buena.

Ejemplo 3

Preparación de otra suspensión espesa de polvo según la invención

Tres recipientes de fusión con calefacción se conectaron a una mezcladora estática Sulzer (volumen vacío: 0,0463 litros). La salida de la mezcladora estaba conectada con un equipo de dispersión de coronas dentadas ("K-Generator" de la firma Kinematica AG, Lucerna, Suiza), en la que se introdujo por dosificación una fase acuosa continua paralelamente a la fase dispersa (la mezcla de las tres masas en fusión).

El primer recipiente de fusión contenía una mezcla de

-: un 95,1% en peso de una resina de poliacrilato con contenido en grupos epóxido, con un peso equivalente de epóxido de 550 g/mol;

-: un 2,5% en peso de Tinuvin® CGL 1545 (absorbente UV comercial de la firma Ciba Specialty Chemicals);

-: un 1,3% en peso de Tinuvin® 123 (captador de radicales reversible, HALS, comercialmente disponible de la firma Ciba Specialty Chemicals);

-: un 0,3% en peso de Irgafos® P-EPQ (antioxidante comercialmente disponible de la firma Ciba Specialty Chemicals);

-: un 0,8% en peso de Troy® EX 542 (agente de desgasificación con contenido en benzoína comercial disponible de la firma Troy, USA).

La masa en fusión se bombeó a la mezcladora a un caudal en masa de 34 kg/h a una temperatura de 152ºC. Su proporción en la fase dispersa era del 73,6% en peso.

El segundo recipiente de fusión contenía ácido dodecanoico. Éste se bombeó a la mezcladora a una temperatura de 154ºC a un caudal en masa de 7,2 kg/h. Su proporción en la fase dispersa era del 16,2% en peso.

El tercer recipiente de fusión contenía el poliisocianato bloqueado utilizado en el Ejemplo 1. Éste se bombeó a la mezcladora a una temperatura de 134ºC a un caudal en masa de 5,0 kg/h. Su proporción en la fase dispersa era del 10,8% en peso.

Después de un tiempo de permanencia de 3,5 s, la masa en fusión llegó a la cámara del equipo de dispersión de coronas dentadas (véase el Ejemplo 1).

Paralelamente a la dosificación de las masas en fusión, desde otro recipiente de dosificación se añadió de forma dosificada la fase acuosa continua, formada por un 95% en peso de agua desionizada y un 5,0% en peso de la dispersión de emulsionante del Ejemplo de preparación 1, a un caudal en masa de 77,5 kg/h.

La velocidad de rotación del equipo de dispersión de coronas dentadas era de 9.000 r.p.m.

Después de salir del equipo de dispersión de coronas dentadas, la emulsión resultante se enfrió rápidamente en un refrigerador tubular. La suspensión resultante presentaba un tamaño de partícula medio de 12,9 \mum (medido con un aparato de difracción láser de la firma Malvern).

La suspensión espesa de polvo según la invención era completamente estable a la sedimentación y presentaba excelentes propiedades de transporte y aplicación. Además era extraordinariamente adecuada para la producción de lacas en polvo.

Ejemplo 4

Preparación de una laca en polvo según la invención

La suspensión espesa de polvo según la invención de acuerdo con el Ejemplo 3 se pulverizó en una columna de pulverización de tal modo que la temperatura de las partículas no superó los 40ºC. La temperatura de la corriente de aire de secado era de 110ºC. El contenido de agua de la laca en polvo según la invención era inferior al 0,5% en peso y su tamaño medio de partícula era de 25 \mum.

La laca en polvo según la invención era estable al almacenamiento y el transporte y no tendía a la aglomeración. Su fluidez y sus propiedades de aplicación eran excelentes. Con ella se producían lacados transparentes lisos, muy brillantes, resistentes al rayado, flexibles, duros, resistentes a las sustancias químicas y con excelentes propiedades de adherencia.

Claims

1. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo, preparándose las suspensiones espesas de polvo de la siguiente manera:

(1): en un medio acuoso se emulsiona como mínimo un componente líquido que contiene al menos producto de partida líquido, con lo que se obtiene una emulsión acuosa de partículas líquidas;

y preparándose las lacas en polvo de la siguiente manera:

(3): se aíslan las partículas con estabilidad dimensional;

caracterizadas porque se utiliza como mínimo un emulsionante cuya solución acuosa a la concentración crítica de formación de micelas (CCM) tiene una tensión superficial > 30 mN/m.

2. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según la reivindicación 1, caracterizadas porque el emulsionante se elige de entre el grupo de los copolímeros que se pueden preparar en un medio acuoso mediante copolimerización radical en una o más etapas de

(a): como mínimo un monómero olefínicamente insaturado y

(I),R^{1}R^{2}C=CR^{3}R^{4}

: donde los grupos R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} representan, en cada caso, independientemente entre sí, átomos de hidrógeno o grupos alquilo, cicloalquilo, alquilcicloalquilo, cicloalquilalquilo, arilo, alquilarilo, cicloalquilarilo, arilalquilo o arilcicloalquilo, sustituidos o no sustituidos, con la condición de que como mínimo dos de las variables R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} representen grupos arilo, arilalquilo o arilcicloalquilo, sustituidos o no sustituidos, en particular grupos arilo sustituidos o no sustituidos.

3. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según la reivindicación 2, caracterizadas porque los grupos arilo R^{1}, R^{2}, R^{3} y/o R^{4} de los monómeros (b) consisten en grupos fenilo o naftilo.

4. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según la reivindicación 2 ó 3, caracterizadas porque se trata de grupos fenilo.

5. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizadas porque los sustituyentes de los grupos R^{1}, R^{2}, R^{3} y/o R^{4} de los monómeros (b) se seleccionan de entre el grupo consistente en grupos orgánicos o átomos aceptores o dadores de electrones.

6. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según la reivindicación 5, caracterizadas porque los sustituyentes se seleccionan de entre el grupo consistente en átomos de halógenos, grupos nitrilo, nitro, alquilo, cicloalquilo, alquilcicloalquilo, cicloalquilalquilo, arilo, alquilarilo, cicloalquilarilo, arilalquilo y arilcicloalquilo parcial o totalmente halogenados; grupos ariloxi, alquiloxi y cicloalquiloxi; grupos ariltio, alquiltio y cicloalquiltio; y grupos amino primarios, secundarios y/o terciarios.

7. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizadas porque como mínimo uno de los monómeros (a) se selecciona de entre el grupo de monómeros con contenido en grupos carboxilo (a3).

8. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizadas porque como mínimo dos productos de partida sólidos fundibles se pueden mezclar fundidos en una mezcladora estática.

9. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizadas porque el o los componentes líquidos se pueden emulsionar con el medio acuoso en un equipo de dispersión de coronas dentadas.

10. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según la reivindicación 9, caracterizadas porque el equipo de dispersión de coronas dentadas presenta como mínimo una disposición cilíndrica de al menos dos coronas de órganos de trituración giratorias en sentidos opuestos entre sí (estátor y rotor), rodeada una por otra y asentadas sobre soportes, presentando el intersticio de trabajo resultante del movimiento relativo entre el estátor y el rotor paredes que no se extienden paralelas entre sí.

11. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizadas porque el emulsionante está contenido en el medio acuoso.

12. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizadas porque son endurecibles físicamente o térmicamente y/o con radiación actínica.

13. Suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizadas porque consisten en sistemas de un solo componente.

14. Lacas en polvo según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizadas porque las partículas con estabilidad dimensional se pueden producir mediante secado por pulverización o liofilización.

15. Procedimiento para preparar suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según una de las reivindicaciones 1 a 13 y lacas en polvo según una de las reivindicaciones 1 a 14 por emulsión, preparándose las suspensiones espesas de polvo de la siguiente manera:

y preparándose las lacas en polvo de la siguiente manera:

(3): se aíslan las partículas con estabilidad dimensional;

caracterizado porque se utiliza como mínimo un emulsionante cuya solución acuosa a la concentración crítica de formación de micelas (CCM) tiene una tensión superficial > 30 mN/m.

16. Utilización de las suspensiones de laca en polvo (suspensiones espesas de polvo) y lacas en polvo según una de las reivindicaciones 1 a 14 como materiales de revestimiento, adhesivos y masillas de sellado o para la producción de materiales de revestimiento, adhesivos y masillas de sellado.

17. Utilización según la reivindicación 16, caracterizada porque los materiales de revestimiento, adhesivos y masillas de sellado se utilizan para el lacado, la adhesión y el sellado de carrocerías de automóvil y partes de las mismas, interiores y exteriores de automóviles, interiores y exteriores de edificios, puertas, ventanas y muebles, y también para el lacado, la adhesión y el sellado en el marco del lacado industrial de piezas pequeñas, bobinas, contenedores, embalajes, componentes electrónicos y electrodomésticos.