ES2607464T3 - Composición de revestimiento suave al tacto a base de agua - Google Patents

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Abstract

Una composición de revestimiento a base de agua, que comprende: a) al menos dos poliuretanos diferentes, de los cuales al menos un poliuretano comprende grupos hidroxilo y b) un poliisocianato, en donde la composición comprende además c) un compuesto, distinto de poli(etilenglicol), que tiene un peso molecular como máximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato, con la condición de que el poliuretano difiera del material formado mediante la reacción del poliisocianato con el compuesto que tiene un peso molecular como máximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato.

Description

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DESCRIPCION
Composicion de revestimiento suave al tacto a base de agua Descripcion detallada de la invencion
La invencion se refiere a una composicion de revestimiento a base de agua que comprende un poliuretano y un poliisocianato. La invencion se refiere ademas a un conjunto de ingredientes para la preparacion de la composicion de revestimiento, a la utilizacion de la composicion de revestimiento, a un procedimiento para aplicar el revestimiento sobre un sustrato, y a sustratos revestidos.
Se conoce una composicion de revestimiento a base de agua del tipo mencionado anteriormente a partir de la solicitud de patente de Estados Unidos US 2004/0242765 A. Esta patente describe unas dispersiones acuosas de poliuretano para producir revestimientos con un efecto de suavidad al tacto. La composicion de revestimiento acuosa comprende una formulacion acuosa de un poliuretano que contiene grupos hidroxilo y un agente de reticulacion. El agente de reticulacion preferiblemente es un poliisocianato que tiene grupos isocianato libres.
En los interiores de los automoviles modernos se utilizan revestimientos suaves al tacto para recubrir piezas de plastico, tales como paneles de instrumentos, paneles de puertas, apoyabrazos, reposacabezas, cubiertas de airbag, cubiertas de guantera, y consolas centrales. Se aplican los revestimientos suaves al tacto para transmitir una sensacion de suavidad y suntuosidad similar a la proporcionada por el cuero o el terciopelo. Es deseable que los revestimientos suaves al tacto, al tiempo que proporcionen la percepcion tactil requerida, tambien tengan una buena resistencia qmmica y mecanica, tal como resistencia a lociones bronceadoras, resistencia a la hidrolisis y resistencia al envejecimiento por el calor. La mejora de la resistencia qmmica y mecanica de los revestimientos suaves al tacto, para un determinado espesor de capa, se puede conseguir aumentando la densidad de la reticulacion y/o la dureza de los revestimientos, por ejemplo mediante la utilizacion de una proporcion mas alta de agente de reticulacion y/o el empleo de aglutinantes que tienen una dureza mas alta y/o una proporcion mas alta de grupos funcionales reticulables. Sin embargo, se ha encontrado que la mejora de la resistencia qmmica y mecanica mediante la adopcion de tales medidas se acompana de un deterioro de las propiedades de suavidad al tacto. Por lo tanto, con las composiciones de revestimiento suaves al tacto conocidas no se puede conseguir un equilibrio muy bueno entre las propiedades tactiles deseadas y la resistencia qmmica y mecanica.
Por consiguiente, la invencion pretende proporcionar una composicion de revestimiento a base de agua a partir de la cual se pueden producir revestimientos suaves al tacto, revestimientos que tienen un mejor equilibrio entre la resistencia qmmica y mecanica y las propiedades de suavidad al tacto.
La invencion proporciona ahora una composicion de revestimiento a base de agua que comprende al menos dos poliuretanos diferentes, de los cuales al menos un poliuretano comprende grupos hidroxilo y un poliisocianato, en donde la composicion comprende ademas un compuesto distinto del poli(etilenglicol) que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato, con la condicion de que el poliuretano difiera del material formado mediante la reaccion del poliisocianato con el compuesto que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato.
Con la composicion de revestimiento de acuerdo con la invencion es posible producir revestimientos suaves al tacto que tienen un mejor equilibrio entre la resistencia qmmica y mecanica y las propiedades de suavidad al tacto.
Se ha encontrado que esta mejora no se obtiene, o no se obtiene suficientemente, cuando es un poli(etilenglicol) el compuesto que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato.
Sin embargo, se debe comprender que el poli(etilenglicol) puede no obstante estar presente adicionalmente en la composicion, siempre que se utilice al menos un compuesto distinto del poli(etilenglicol) que tenga un peso molecular como maximo de 1.000 y que tenga al menos dos grupos reactivos con isocianato.
Los poliuretanos adecuados se pueden preparar de acuerdo con metodos generalmente conocidos mediante hacer reaccionar un di o triisocianato alifatico, alidclico o aromatico, uno o mas polialcoholes que contienen 2 a 6 grupos hidroxilo y que tienen un peso molecular medio numerico de hasta 600, y/o un diol polieter o poliester que tiene un peso molecular medio numerico entre aproximadamente 400 y aproximadamente 3.000. Se ha de comprender que el poliuretano presente en la composicion de revestimiento difiere del material formado mediante la reaccion del poliisocianato con el compuesto reactivo con isocianato que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 presente en la composicion de revestimiento.
De acuerdo con la presente invencion, el al menos un poliuretano presente en la composicion de revestimiento comprende grupos hidroxilo. Con el fin de conseguir la funcionalidad hidroxilo en los poliuretanos resultantes, se puede utilizar un exceso estequiometrico del componente hidroxilo durante la smtesis del poliuretano. Si este se prepara en un procedimiento de dos etapas, se pueden utilizar prolongadores de cadena de la funcionalidad hidroxilo. El poliuretano con funcionalidad hidroxilo puede estar presente en forma de una dispersion acuosa de poliuretano.
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Los grupos acido carboxflico se pueden introducir en los poliuretanos mediante la co-reaccion de acidos hidroxicarbox^licos. El acido dimetilol propionico, el acido hidroxipivalico y el acido hidroxiestearico son ejemplos de acidos hidroxicarbox^licos adecuados.
Los grupos sulfonato o los grupos acido sulfonico se pueden introducir en el poliuretano mediante, por ejemplo, la co-reaccion con isocianatos y con compuestos con funcionalidad hidroxilo o amino que comprenden al menos un grupo acido sulfonico o un grupo sulfonato, por ejemplo el acido 2-hidroxietanosulfonico, la sal sodica del acido 2-aminoetanosulfonico, el acido 3-ciclohexilamino-1-propanosulfonico, el producto de reaccion del 5-sulfoisoftalato de sodio con un exceso equivalente de dioles, trioles o compuestos epoxfdicos. En una realizacion de la composicion de revestimiento de acuerdo con la invencion mas del 50% de los grupos acido sulfonico y grupos acido carboxflico del poliuretano se neutralizan con una base. El poliuretano tambien puede comprender grupos estabilizantes inionicos. Alternativa o adicionalmente, el poliuretano se puede estabilizar en un medio acuoso mediante emulsionantes externos.
Los poliuretanos pueden contener solventes organicos para la reduccion de la viscosidad. Los solventes adecuados son hidrocarburos aromaticos, tales como el tolueno y el xileno; alcoholes, tales como el etanol, el isopropanol, el n-butanol, el 2-butanol, el hexanol, el alcohol bendlico, y cetonas, tales como la metiletilcetona, la metilisobutilcetona, la metilamilcetona y la etilamilcetona; esteres, tales como el acetato de butilo, el propionato de butilo, el propionato de etoxietilo, el acetato de etilglicol, el acetato de butilglicol y el acetato de metoxipropilo; eteres, tales como el eter dimetilico de dietilenglicol, el eter dimetilico de dipropilenglicol, el 2-metoxipropanol, el 2-metoxibutanol, el eter monobutilico de etilenglicol, el eter monopropflico de propilenglicol, el eter monobutilico de propilenglicol, el dioxolano o las mezclas de los mismos. Otros solventes adecuados son la N-metil-2-pirrolidona, el carbonato de dimetilo, el carbonato de propileno, la butirolactona, la caprolactona, etc.
La mezcla del poliuretano con un medio acuoso se puede hacer convenientemente anadiendo agua a la solucion de poliuretano o, alternativamente, anadiendo la solucion de poliuretano al agua, bajo agitacion. Si se desea, el contenido de solvente organico de la emulsion o dispersion de poliuretano resultante se puede reducir mediante destilacion, opcionalmente a presion reducida. La composicion de revestimiento contiene generalmente al menos 8% en peso de al menos un poliuretano, calculado sobre el contenido de no volatiles de la composicion. En otra realizacion, la cantidad de poliuretano es al menos 12% en peso, o al menos 20% en peso. Generalmente, la cantidad de poliuretano no excede de 70% en peso, calculado sobre el contenido de no volatiles de la composicion. En otra realizacion, la cantidad de poliuretano es como maximo 60% en peso, o como maximo 50% en peso.
De acuerdo con la presente invencion, la composicion de revestimiento de la invencion comprende al menos dos poliuretanos diferentes. Uno de los poliuretanos puede estar esencialmente exento de grupos hidroxilo, mientras que el otro poliuretano puede comprender una pluralidad de grupos hidroxilo. En ese caso, la relacion en peso entre el poliuretano exento de grupos hidroxilo y el poliuretano con funcionalidad hidroxilo esta adecuadamente en el intervalo de 95:5 a 60:40, en base al material no volatil. Los poliuretanos generalmente estan presentes en la composicion de revestimiento en forma de partfculas dispersadas, es decir, como dispersiones de poliuretano. Los poliuretanos adecuados tambien estan disponibles comercialmente en forma de dispersiones acuosas, por ejemplo bajo la designacion comercial Bayhydrol® de Bayer. El Bayhydrol® PT 241 se puede mencionar como un ejemplo especifico de una dispersion adecuada de poliuretano con funcionalidad hidroxilo, el Bayhydrol® PR 340 es un ejemplo de una dispersion de poliuretano sin funcionalidad.
Los agentes de reticulacion de poliisocianato adecuados para su utilizacion en la composicion de revestimiento de la invencion incluyen 1,6-diisocianatohexano, diisocianato de isoforona, diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianato de difenilmetano, 4,4'-bis(isocianato-ciclohexil)-metano, 1,4-diisocianatobutano, 1,5-diisocianato-2,2-dimetil-pentano, 1,10-diisocianatodecano, 1,4-diisocianato-ciclohexano, diisocianato de 2,4-hexahidrotolueno, diisocianato de 2,6-hexahidrotolueno, diisocianato de norbornano, diisocianato de 1,3-xileno, diisocianato de 1,4-xileno, 1-isocianato-3-(isocianatometil)-1-metilciclohexano, diisocianato de m-a,a,a',a'- tetrametllxileno.
Como agentes de curado de isocianato tambien son adecuados los triisocianatos, por ejemplo, 1,8-diisocianato-4- (isocianatometil)-octano, triisocianato de lisina, y aductos y oligomeros de poliisocianatos, por ejemplo, biurets, isocianuratos, alofanatos, imino-oxadiazinedionas, uretdionas, uretanos, y las mezclas de los mismos. Son ejemplos de tales oligomeros y aductos, el aducto de 3 moles de diisocianato de tolueno con 1 mol de trimetilolpropano, el tnmero de isocianurato de 1,6-diisocianatohexano, el tnmero de isocianurato de diisocianato de isoforona, el dfmero de uretdiona de 1,6-diisocianatohexano, el trimero de biuret de 1,6-diisocianatohexano, el tnmero modificado con alofanato u oligomeros superiores de 1,6-diisocianatohexano, el aducto de 3 moles de diisocianato de m-a,a,a',a'- tetrametllxileno con 1 mol de trimetilolpropano, y las mezclas de los mismos.
El agente de reticulacion de poliisocianato puede comprender grupos hidrofilos, por ejemplo, restos de polieter hidrofilos unidos covalentemente. Tales poliisocianatos se pueden agitar a mano mas facilmente que los poliisocianatos hidrofobos.
Los compuestos de polieter adecuados para la modificacion de los poliisocianatos son los polieter-alcoholes de poli(oxido de alquileno) mono y dihidroxflicos que contienen un promedio estadfstico de 3 a 35 unidades de oxido de
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etileno. Generalmente, los poliisocianatos hidrofilos tienen una funcionalidad isocianato de 1,5 a 5 y un contenido de unidades de oxido de etileno dentro de las cadenas de polieter unidas de aproximadamente 2 a 20% en peso. Son ejemplos de poliisocianatos hidrofilos los productos de la reaccion de los tnmeros de isocianurato de 1,6-diisocianatohexano y/o los tnmeros de isocianurato de diisocianato de isoforona con un eter metflico de poli(etilenglicol); el producto de reaccion del aducto de diisocianato de m-a,a,a',a'-tetrametllxileno (3 moles) con trimetilolpropano (1 mol) y un eter metilico de poli.
Alternativamente, el poliisocianato se puede volver hidrofilo mediante la reaccion con compuestos reactivos con isocianato que contienen grupos ionicos, por ejemplo, las sales de metales alcalinos de acidos sulfonicos que contienen al menos un grupo hidroxilo o un grupo amino reactivo con isocianato.
Otra clase de agentes de reticulacion de poliisocianato adecuados son los poliisocianatos que contienen emulsionantes externos para facilitar su disipacion en sistemas a base de agua. Tales agentes de reticulacion de poliisocianato estan disponibles comercialmente en Rhodia.
Generalmente, la cantidad de poliisocianato en la composicion de revestimiento es al menos 5% en peso, en base al contenido de no volatiles de la composicion. En otra realizacion, la cantidad de poliisocianato es al menos 10% en peso, o al menos 15% en peso. La cantidad adecuada de poliisocianato es como maximo 30% en peso, o como maximo 25% en peso, o como maximo 20% en peso, todas ellas basadas en el contenido de no volatiles de la composicion.
Como se ha mencionado anteriormente, la composicion de revestimiento de la invencion comprende un compuesto que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato, con la condicion de que dicho compuesto no sea un poli(etilenglicol).
En una realizacion, este compuesto tiene un peso molecular como maximo de 500. Los al menos dos grupos reactivos con isocianato se pueden seleccionar independientemente de grupos amino secundarios, grupos tiol, o grupos hidroxilo, o las mezclas de los mismos. Generalmente, se prefieren los grupos hidroxilo. Son ejemplos de compuestos adecuados los alcoholes di o polihidroxilados solubles en agua. Los ejemplos de alcoholes polihidroxilados incluyen propilenglicol, butanodioles isomeros, glicoles de poli(oxido de propileno), isocianurato de tris(2-hidroxietilo), 1,1,1-trimetilolpropano, 1,2,3-trimetilolpropano, pentaeritritol, glicerol, y las mezclas de los mismos. Tambien es posible utilizar polioles a base de recursos renovables. Son ejemplos de los mismos polioles derivados de los carbohidratos, tales como la isosorbida, el 1,4-anhidroeritritol, el 1,2:5,5-dianhidro-sorbitol y la isomanida. Un ejemplo de un diol a base de un dfmero de acido graso es el Pripol 2033 de Uniqema. Otros ejemplos de compuestos adecuados son los esteres y uretanos que tienen al menos dos grupos reactivos con isocianato, con la condicion de que el peso molecular sea inferior a 1.000. Si los esteres o uretanos tienen una distribucion de pesos moleculares, el peso molecular medio numerico no debe exceder de 1.000. Los uretanodioles adecuados estan disponibles comercialmente bajo la denominacion comercial K-FLEX® de King Industries.
El compuesto que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato puede ser un compuesto lfquido o solido. Ademas de mejorar el equilibrio entre la resistencia qmmica y mecanica y las propiedades de suavidad al tacto de los revestimientos producidos, este compuesto tambien reduce la exigencia de incluir co-solventes organicos en la composicion de revestimiento acuosa como agentes coalescentes y adyuvantes formadores de pelfcula.
El compuesto mencionado que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato se utiliza generalmente en una cantidad de 0,1 a 20% en peso, calculado sobre el contenido de no volatiles de la composicion de revestimiento. En otras realizaciones, la cantidad de dicho compuesto es al menos 1%, o al menos 3,8%, en base al contenido de no volatiles de la composicion de revestimiento. En una realizacion, el compuesto mencionado que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato proporciona al menos 25% en moles, o al menos 50% en moles, o al menos 66% en moles, o al menos 75% en moles, en base a la cantidad molar total de grupos reactivos con isocianato presentes en la composicion de revestimiento. Para los fines de estos calculos, el agua presente en la composicion de revestimiento no se toma en consideracion como grupo reactivo con isocianato.
En una realizacion, la composicion de revestimiento de acuerdo con la invencion se puede aplicar como un revestimiento transparente. En este caso, la composicion esta esencialmente exenta de pigmentos. Alternativamente, la composicion puede comprender pigmentos y/o agentes colorantes para proporcionar color y poder cubridor. La composicion de revestimiento de acuerdo con la invencion puede comprender ademas otros componentes y aditivos presentes convencionalmente en las composiciones de revestimiento, tales como diluyentes, dispersantes de pigmento, emulsionantes (tensioactivos), agentes controladores de la reologfa, agentes de nivelacion, agentes de opacidad, coalescentes, agentes humectantes, agentes anticraterizacion, agentes antiespumantes, biocidas, plastificantes, absorbentes de UV, estabilizadores de la luz y agentes enmascaradores de olor.
En una realizacion, la composicion de revestimiento de la invencion tambien comprende un catalizador de curado para la reaccion de los grupos isocianato y los grupos hidroxilo. Son ejemplos de catalizadores de curado los
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
catalizadores de curado a base de metales y los catalizadores basicos. Los metales adecuados incluyen cinc, cobalto, manganeso, zirconio, bismuto y estano. Se prefiere que la composicion de revestimiento comprenda un catalizador a base de estano. Son ejemplos bien conocidos de catalizadores a base de estano el dilaurato de dimetilestano, el diversatato de dimetilestano, el dioleato de dimetilestano, el dilaurato de dibutilestano, el dilaurato de dioctilestano y el octoato de estano. Como ejemplo de catalizador basico se puede mencionar el diazabiciclo[2.2.2]octano.
La composicion de revestimiento de la invencion puede comprender ademas una o mas resinas de revestimiento bien conocidas, por ejemplo, resinas epoxfdicas, resinas acnlicas, por ejemplo en forma de latex acnlico, resinas fenolicas, nitrato de celulosa, resinas de poli(vinil-butiral), etc. Si se desea, las otras resinas de revestimiento pueden estar funcionalizadas con grupos reactivos con hidroxilo seleccionados de los grupos isocianato, epoxi, acetal, carboxilo, antudrido y alcoxisilano. Tambien, se incluyen las mezclas de estos grupos en un compuesto. La composicion de revestimiento tambien puede comprender una resina de amino. En una realizacion, la composicion de revestimiento de la invencion no contiene un poliol de melamina. En una realizacion alternativa, la composicion de revestimiento tambien comprende un poliol de melamina. En la solicitud de patente internacional WO 2007/028792 A se describen unos ejemplos de polioles de melamina adecuados y su preparacion.
Dependiendo de la presencia de grupos funcionales adicionales, la composicion de revestimiento puede comprender ademas otros catalizadores de curado conocidos, por ejemplo, aminas terciarias o acidos sulfonicos, tales como el acido p-toluenosulfonico y el acido dodecilbencenosulfonico.
La mayor parte del contenido de volatiles de la composicion de revestimiento de la presente invencion consiste en agua. Sin embargo, la composicion de revestimiento puede contener uno o mas solventes organicos, con la condicion de que el contenido de organicos volatiles (VOC) de la composicion de revestimiento lista para su utilizacion no exceda de 540 g/l; preferiblemente, no exceda de 420 g/l. Como solventes organicos adecuados se pueden mencionar el eter dimetflico de dietilenglicol, el eter dimetflico de dipropilenglicol, el eter metflico de alcohol diacetona, el acetato de etilo, el acetato de butilo, el acetato de etilglicol, el acetato de butilglicol, el acetato de 1-metoxi-2-propilo, el propionato de butilo, el propionato de etoxietilo, el tolueno, el xileno, la metiletilcetona, la metilisobutilcetona, la metilisoamilcetona, la etilamilcetona, el dioxolano, la N-metil-2-pirrolidona, el carbonato de dimetilo, el carbonato de propileno, la butirolactona, la caprolactona y las mezclas de los mismos.
Como es habitual con las composiciones de revestimiento que comprenden un aglutinante con funcionalidad hidroxilo y un agente de reticulacion con funcionalidad isocianato, la composicion de acuerdo con la invencion tiene una vida util limitada. En particular, el poliisocianato tiene una estabilidad limitada en un medio acuoso. Por lo tanto, la composicion se proporciona adecuadamente como una composicion de multiples componentes, por ejemplo como una composicion de dos componentes o como una composicion de tres componentes. Por lo tanto, la invencion se refiere tambien a un conjunto de ingredientes para la preparacion de la composicion de revestimiento, que comprende:
a) un modulo aglutinante a base de agua que comprende una dispersion de al menos dos poliuretanos diferentes, de los cuales al menos un poliuretano comprende grupos hidroxilo y un compuesto que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato, con la condicion de que no sea un poli(etilenglicol) dicho compuesto que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato, y
b) un modulo de reticulacion no acuoso que comprende un poliisocianato.
La composicion de revestimiento de la invencion se puede preparar mezclando los componentes del conjunto de ingredientes.
El conjunto de ingredientes comprende adecuadamente adyuvantes de dosificacion, para facilitar la mezcla de los componentes en las relaciones requeridas. En una realizacion, los modulos del conjunto de ingredientes comprenden los componentes en las relaciones requeridas, es decir, los modulos se proporcionan en una pluralidad de recipientes que contienen los componentes en las cantidades requeridas para formar la composicion de revestimiento de la invencion.
Alternativamente, la cantidad de los componentes se puede proporcionar en unas relaciones que se desvfan de las relaciones requeridas para la composicion de revestimiento, y adicionalmente se proporciona un adyuvante de dosificacion, tal como un recipiente de mezcla que tiene indicaciones visibles para los volumenes requeridos de los modulos, para formar la composicion de revestimiento de la invencion. Los volumenes requeridos tambien se pueden indicar sobre una llamada pala de dosificacion, que es habitual en la industria de la pintura. Las variaciones y combinaciones de adyuvantes de dosificacion adecuados seran facilmente apreciadas por los expertos en la tecnica.
La aplicacion de la composicion de revestimiento sobre un sustrato se puede realizar por medio de cualquier metodo conocido por los expertos en la tecnica, por ejemplo, mediante laminacion, pulverizacion, cepillado, revestimiento por flujo (en ingles, “flow coating”), inmersion y revestimiento por rodillo. Preferiblemente, una composicion de revestimiento tal como se describe se aplica mediante pulverizacion. En una realizacion, el modulo aglutinante a
base de agua y el modulo de reticulacion no acuoso que comprende un poliisocianato, se mezclan en un recipiente separado para formar la composicion de revestimiento de la invencion, antes de su aplicacion en un sustrato. Alternativamente, tambien es posible alimentar los modulos por separado en una pistola de pulverizacion de dos o de multiples componentes. En este caso, la mezcla de los componentes tiene lugar en la pistola de pulverizacion.
5 Para la preparacion del revestimiento, la composicion de revestimiento de la invencion se puede aplicar en cualquier sustrato. El sustrato puede ser, por ejemplo, un metal, por ejemplo, hierro, acero y aluminio, un material plastico, madera, vidrio, un polfmero sintetico, papel, cuero u otra capa de revestimiento. En particular, las composiciones de revestimiento de la presente invencion se pueden utilizar para la preparacion de revestimientos suaves al tacto, como por ejemplo los revestimientos suaves al tacto de las piezas interiores de polfmero sintetico de un vetuculo de 10 motor, tales como paneles de instrumentos, paneles de puertas, apoyabrazos, reposacabezas, cubiertas de airbag, cubiertas de guantera y consolas centrales. Con el fin de obtener una suficiente resistencia qmmica, para los revestimientos suaves al tacto convencionales se requiere un espesor de la capa de pelfcula seca de mas de 40 pm, por ejemplo 50 pm o mas. Para un espesor menor de la capa de pelfcula seca, las propiedades de resistencia de los revestimientos conocidos son insuficientes. Con la composicion de revestimiento de acuerdo con la invencion es 15 posible producir revestimientos suaves al tacto que tienen una suficiente resistencia qmmica para un espesor menor de la capa de pelfcula seca, por ejemplo 20 a 40 pm, mas en particular 25 a 37 pm.
Las composiciones de revestimiento tambien son adecuadas para revestir objetos tales como puentes, tubenas, plantas industriales o edificios, instalaciones de petroleo y gas, o embarcaciones.
La composicion de revestimiento aplicada se puede curar muy eficazmente a una temperatura de, por ejemplo, 20 0-60°C. Si se desea, la composicion de revestimiento se puede curar en un horno, por ejemplo, a una temperatura
en el intervalo de 60-120°C. Alternativamente, el curado se puede efectuar mediante (cerca) radiacion infrarroja. Antes del curado a una temperatura elevada, la composicion de revestimiento aplicada se puede someter opcionalmente a una fase de evaporacion.
Se ha de entender que la expresion composicion de revestimiento como se utiliza en esta memoria tambien incluye 25 su utilizacion como una composicion adhesiva.
Ejemplos
Materias primas utilizadas:
K Flex® UD-320W
Uretano-diol reducible con agua, de King Industries.
Bayhydrol® PT 241
Dispersion acuosa de un poliuretano con funcionalidad hidroxilo, de Bayer.
Bayhydrol® PR 340
Dispersion acuosa de un poliuretano sin funcionalidad, de Bayer.
Bayhydur® LS2306
Poliisocianato hidrofflicamente modificado, de Bayer.
Surfynol® DF62
Desespumante, de Air Products.
Carbowax400™
Poli(etilenglicol) de peso molecular 400, de Union Carbide / Dow.
Metodos generales:
30 La viscosidad de Brookfield se midio a 25°C, husillo n° 4, a 20 RPM.
El espesor de la pelfcula se midio con un permascopio de Fisher.
Ejemplo de composicion de revestimiento 1
Se preparo la composicion de revestimiento 1 de acuerdo con la invencion como se describe a continuacion. Las cantidades de los componentes se proporcionan en partes en peso (pep).
Componente
Cantidad (pep)
Bayhydrol® PT 241
3,22
Bayhydrol® PR 340
35,86
Agua
17,92
Surfynol® DF-62
0,38
lsosorbida
1,34
Los siguientes componentes se tamizaron bajo agitacion y se mezclaron durante 30 minutes:
Componente
Cantidad (pep)
Silice micronizada
3,49
Pentaeritritol
0,20
5 Los siguientes componentes se mezclaron previamente y se anadieron al recipiente con agitacion:
Componente
Cantidad (pep)
Eter dimetflico de dietilenglicol
2,98
Polidimetilsiloxano
0,27
Polisiloxano modificado con polieter
0,27
Siloxano modificado con polieter
0,31
Estabilizador de luz de amina impedida
0,72
Absorbente de UV
0,38
Dilaurato de dibutilestano
0,01
Posteriormente, se anadio lo siguiente:
Componente
Cantidad (pep)
Bentone HD en solucion acuosa al 10%
1,20
Inmediatamente antes de la aplicacion, se anadieron los siguientes componentes:
Componente
Cantidad (pep)
Acetato de eter monobutflico de etilenglicol
15,72
Bayhydur® LS2306
15,72
10
Ejemplo de composicion de revestimiento 2
Se preparo la composicion de revestimiento 2 de acuerdo con la invencion como se describe a continuacion. Las cantidades de los componentes se proporcionan en partes en peso (pep). Los siguientes componentes se combinaron con agitacion:
Componente
Cantidad (pep)
Bayhydrol® PT 241
3,47
Bayhydrol® PR 340
38,64
Agua
19,31
Surfynol® DF-62
0,41
2-butil-2-etil-1,3-propano-diol - BEPD
1,01
Los siguientes componentes se tamizaron bajo agitacion y se mezclaron durante 30 minutos:
Componente
Cantidad (pep)
Silice micronizada
4,01
Pentaeritritol
0,21
Los siguientes componentes se mezclaron previamente y se anadieron al recipiente con agitacion:
Componente
Cantidad (pep)
Eter dimetflico de dietilenglicol
3,21
Polidimetilsiloxano
0,30
Polisiloxano modificado con polieter
0,30
Siloxano modificado con polieter
0,33
Estabilizador de luz de amina impedida
0,77
Absorbente de UV
0,41
Dilaurato de dibutilestano
0,02
5
Posteriormente, se anadio lo siguiente:
Componente
Cantidad (pep)
Bentone HD en solucion acuosa al 10%
1,30
Inmediatamente antes de la aplicacion, se anadieron los siguientes componentes:
Componente
Cantidad (pep)
Acetato de eter monobutflico de etilenglicol
13,15
Bayhydur® LS2306
13,15
10 Ejemplo de composicion de revestimiento 3
Se preparo la composicion de revestimiento 3 de acuerdo con la invencion como se describe a continuacion. Las cantidades de los componentes se proporcionan en partes en peso (pep).
Componente
Cantidad (pep)
Bayhydrol® PT 241
3,26
Bayhydrol® PR 340
36,27
Agua
18,12
Surfynol® DF-62
0,38
K Flex UD-320W (uretano-diol reducible con agua)
3,01
Los siguientes componentes se tamizaron bajo agitacion y se mezclaron durante 30 minutes:
Componente
Cantidad (pep)
Silice micronizada
3,77
Pentaeritritol
0,20
Los siguientes componentes se mezclaron previamente y se anadieron al recipiente con agitacion:
Componente
Cantidad (pep)
Eter dimetflico de dietilenglicol
3,01
Polidimetilsiloxano
0,28
Polisiloxano modificado con polieter
0,28
Siloxano modificado con polieter
0,31
Estabilizador de luz de amina impedida
0,72
Absorbente de UV
0,38
Dilaurato de dibutilestano
0,02
5
Posteriormente, se anadio lo siguiente:
Componente
Cantidad (pep)
Bentone HD en solucion acuosa al 10%
1,22
Inmediatamente antes de la aplicacion, se anadieron los siguientes componentes:
Componente
Cantidad (pep)
Acetato de eter monobutflico de etilenglicol
14,38
Bayhydur® LS2306
14,38
10 Composicion de revestimiento comparativa A
Se preparo la composicion de revestimiento comparativa A como se describe a continuacion. Las cantidades de los componentes se proporcionan en partes en peso (pep).
Componente
Cantidad (pep)
Bayhydrol® PT 241
6,39
Bayhydrol® PR 340
67,70
Agua
9,47
El siguiente componente se tamizo bajo agitacion y se mezclo durante 30 minutes:
Componente
Cantidad (pep)
Silice micronizada
4,03
5 Los siguientes componentes se mezclaron previamente y se anadieron al recipiente con agitacion:
Componente
Cantidad (pep)
Eter dimetflico de dietilenglicol
5,65
Polidimetilsiloxano
0,51
Polisiloxano modificado con polieter
0,51
Siloxano modificado con polieter
0,55
Dilaurato de dibutilestano
0,04
Inmediatamente antes de la aplicacion, se anadieron los siguientes componentes:
Componente
Cantidad(pep)
Acetato de eter monobutflico de etilenglicol
2,57
Bayhydur® LS2306
2,57
Composicion de revestimiento comparativa B
10 Se preparo la composicion de revestimiento comparativa B como se describe a continuacion. Las cantidades de los componentes se proporcionan en partes en peso (pep).
Los siguientes componentes se combinaron con agitacion:
Componente
Cantidad (pep)
Bayhydrol® PT 241
4,82
Bayhydrol® PR 340
51,02
Carbowax 400™
4,53
Agua
7,13
5
10
15
20
25
30
Componente
Cantidad (pep)
Sflice micronizada
3,03
Los siguientes componentes se mezclaron previamente y se anadieron al recipiente con agitacion:
Componente
Cantidad (pep)
Eter dimetilico de dietilenglicol
4,25
Polidimetilsiloxano
0,38
Polisiloxano modificado con polieter
0,38
Siloxano modificado con polieter
0,42
Dilaurato de dibutilestano
0,03
Inmediatamente antes de la aplicacion, se anadieron los siguientes componentes:
Componente
Cantidad (pep)
Acetato de eter monobutilico de etilenglicol
12,00
Bayhydur® LS2306
12,00
Las composiciones de revestimiento 1, 2, 3, A y B se aplicaron por pulverizacion en unos paneles de plastico de calidad interior de automocion. Despues de la aplicacion, los paneles se dejaron evaporar a temperatura ambiente durante 5 minutos. Posteriormente, los paneles revestidos se curaron en un horno durante 20 minutos a 82°C. El espesor de la pelfcula seca fue 25 a 32 pm.
La resistencia de los revestimientos a lociones bronceadoras se ensayo de la manera siguiente:
1. Se coloco una capa doble de una tela crock sobre un panel de ensayo, esquina a esquina.
2. Se coloco una cantidad de 0,24 - 0,25 g de locion bronceadora encima de la tela crock y se extendio en un
cfrculo de 1,27 cm de diametro.
3. Se coloco una pieza limpia de 5 cm x 5 cm de aluminio encima de la locion bronceadora (esquina a esquina con la tela crock).
4. Se coloco el panel con el equipo de ensayo de protector solar en un horno a 74°C con un peso de laton de 500 g colocado directamente encima del aluminio.
5. Despues de una hora, se retiro el panel del horno y se desmonto en orden inverso.
6. Despues de 10 minutos a temperatura ambiente, se elimino el exceso de locion bronceadora con un
limpiado ligero utilizando un pano humedo.
7. Despues de 5 minutos adicionales a temperatura ambiente, se ensayo el panel con una maquina Rockwell de cinco dedos a varios niveles de fuerza (Newtons), hasta que se determinaron los puntos de suspenso y aprobado. Este ensayo determino el grado de degradacion de la pelfcula en base a arrastrar una punta de acero redonda de 1 mm a traves del area expuesta. Se registro la fuerza a la que se produjo la perdida de adherencia. Los valores mas altos indicaron una menor degradacion de la pelfcula.
La escala de calificacion visual fue la siguiente:
Calificaciones visuales (apariencia)
1 = Aprobado, sin efecto visual.
2 = Aprobado, leve cambio de color, leves marca en la tela o formacion de ampollas.
3 = Suspenso, apreciable cambio de color, apreciables marca en la tela o formacion de ampollas, arrugas o
grietas en la pintura.
4 = Suspenso, intensos cambio de color, marca en la tela o formacion de ampollas, arrugas o grietas en la
pintura.
5 Las propiedades de suavidad al tacto se determinaron mediante unas capas de revestimiento secas que fueron tocadas con la mano por una pluralidad de personas. Se distinguieron los siguientes niveles de propiedades: dura/seca, dura/sedosa, suave/elastica y suave sedosa. La valoracion de suavidad al tacto mostrada en la siguiente Tabla es la calificacion promedio proporcionada:
La siguiente tabla resume los resultados de los ensayos de resistencia a lociones bronceadoras:
Composicion de revestimiento
Valoracion visual Adherencia de 5 dedos Suavidad al tacto
Ejemplo 1
2, aprobado 8-10 N Suave/sedosa
Ejemplo 2
2, aprobado 10-14 N Suave/sedosa
Ejemplo 3
2, aprobado 8-13 N Suave/sedosa
Ejemplo comparativo A
3, suspenso < 5 N Suave/sedosa
Ejemplo comparativo B
2, aprobado < 8,0 N Suave/sedosa
10
Adicionalmente, los revestimientos preparados a partir de la composicion de acuerdo con la invencion tambien teman unas muy buenas resistencia al desgaste y resistencia al rayado. A partir de los resultados se puede deducir que, para un mismo espesor de capa, los revestimientos preparados con las composiciones de acuerdo con la presente invencion presentan una mejor resistencia a lociones bronceadoras que los revestimientos comparativos. 15 La mejora de la resistencia a lociones bronceadoras se consiguio sin deterioro de las propiedades de suavidad al tacto. Se mostro que los revestimientos preparados con la composicion de acuerdo con la invencion teman un mejor equilibrio entre la resistencia qmmica y mecanica y las propiedades de suavidad al tacto.

Claims (16)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Una composicion de revestimiento a base de agua, que comprende:
    a) al menos dos poliuretanos diferentes, de los cuales al menos un poliuretano comprende grupos hidroxilo y
    b) un poliisocianato, en donde la composicion comprende ademas
    c) un compuesto, distinto de poli(etilenglicol), que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato,
    con la condicion de que el poliuretano difiera del material formado mediante la reaccion del poliisocianato con el compuesto que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato.
  2. 2. Una composicion de revestimiento a base de agua de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde es un grupo hidroxilo al menos uno de dichos al menos dos grupos reactivos con isocianato.
  3. 3. Una composicion de revestimiento a base de agua de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el compuesto que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato tiene un peso molecular como maximo de 500.
  4. 4. Una composicion de revestimiento a base de agua de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el al menos otro poliuretano esta esencialmente exento de grupos hidroxilo.
  5. 5. Una composicion de revestimiento a base de agua de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde los poliuretanos estan presentes en forma de partfculas dispersadas.
  6. 6. Una composicion de revestimiento a base de agua de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composicion comprende adicionalmente un poliol de melamina.
  7. 7. Una composicion de revestimiento a base de agua de acuerdo con la reivindicacion 6, en donde el poliol de melamina comprende restos estabilizadores hidrofilos.
  8. 8. Un conjunto de ingredientes para la preparacion de la composicion de revestimiento a base de agua de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende:
    a) un modulo aglutinante a base de agua que comprende una dispersion de al menos dos poliuretanos diferentes, de los cuales al menos un poliuretano comprende grupos hidroxilo y un compuesto que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato, con la condicion de que no sea un poli(etilenglicol) dicho compuesto que tiene un peso molecular como maximo de 1.000 y que tiene al menos dos grupos reactivos con isocianato, y
    b) un modulo de reticulacion no acuoso que comprende un poliisocianato.
  9. 9. La utilizacion de la composicion de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 7 para la preparacion de un revestimiento suave al tacto.
  10. 10. Un procedimiento de preparacion de un revestimiento sobre un sustrato, en donde en el sustrato se aplica la composicion de revestimiento acuosa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
  11. 11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 10, en donde el sustrato consiste en un polfmero sintetico.
  12. 12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 11, en donde el sustrato es una pieza interior de un vehfculo de motor.
  13. 13. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 10 a 12, en donde el procedimiento comprende adicionalmente la etapa de curar la composicion de revestimiento aplicada.
  14. 14. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 10 a 13, en donde el espesor de la capa de pelfcula seca del revestimiento preparado esta en el intervalo de 25 a 37 pm.
  15. 15. Un sustrato revestido con un revestimiento suave al tacto, en donde el revestimiento suave al tacto se prepara a partir de una composicion de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 7.
  16. 16. Un sustrato de acuerdo con la reivindicacion 15, en donde el espesor de la capa de pelfcula seca del revestimiento suave al tacto esta en el intervalo de 25 a 37 pm.
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