ES2692995T3 - Revestimientos que pueden ser decapados selectivamente para substratos metálicos y de plástico - Google Patents
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Abstract
Composición de agente de revestimiento, que incluye (i) al menos un poliéster (A) que contiene grupos hidroxilo con un índice de OH de 250 a 660 mg KOH/g, (ii) al menos un policarbonatodiol (B) con un índice de OH de 35 a 500 mg KOH/g en una cantidad de un 1 a un 20% en peso con respecto al peso total de la composición de agente de revestimiento acabada, y (iii) al menos un poliisocianato (C) que contiene grupos biuret, con un contenido de grupos isocianato de un 5,8 a un 27% en peso, n donde el poliéster (A) que contiene grupos hidroxilo es diferente al policarbonatodiol (B), y en donde la composición de agente de revestimiento (iv) presenta una proporción de disolventes orgánicos de menos de 420 g/l, y (v) contiene de un 40 a un 100% en peso de ligantes con respecto al contenido de sólidos
Description
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DESCRIPCION
Revestimientos que pueden ser decapados selectivamente para substratos metalicos y de plastico Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a revestimientos que pueden ser decapados selectivamente, mecanica y qmmicamente resistentes, para substratos metalicos y de plastico, asf como a los agentes de revestimiento necesarios para su produccion. La invencion se refiere ademas a un procedimiento para la produccion de revestimientos de este tipo y a la utilizacion de los agentes de revestimiento para el revestimiento de substratos metalicos y de plastico, en particular en el campo del lacado de aviones.
Estado actual de la tecnica
En diversos campos de aplicacion existe una necesidad de revestimientos que satisfagan grandes exigencias mecanicas. A modo de ejemplo, aqm se pueden mencionar superficies que, en lo que respecta a las condiciones ambientales, estan expuestas a altas velocidades y al mismo tiempo a una carga por materias erosivas, por ejemplo, solidos o lfquidos. En principio experimentan una carga erosiva los objetos que, por una parte, se mueven por sf mismos, como por ejemplo palas de rotor de turbinas eolicas o helicopteros y helices de barco, vehfculos aereos y terrestres (como por ejemplo aviones, vetnculos ferroviarios, automoviles), y barcos.
En principio, las erosiones puedes ser provocadas por materias lfquidas o solidas, que estan presentes por sf mismas o dispersadas o disueltas en otro medio gaseoso o lfquido (por ejemplo, aire o agua) y se mueven a traves de dicho medio (por ejemplo, arenas eolicas, lluvia). Al impactar en objetos se ejerce una fuerza erosiva sobre estos. Como ejemplo de ello se puede mencionar la erosion por lluvia o por arenas eolicas en palas de rotor o en el area de las alas anteriores de aviones. En general existe la posibilidad de controlar la proteccion contra el desgaste, como por ejemplo la resistencia a la erosion, de revestimientos a traves de diferentes medidas. Por ejemplo, se puede aumentar el espesor de capa del revestimiento. Sin embargo, por motivos relacionados con el peso, esto no es recomendable en muchas aplicaciones, por ejemplo, en la construccion aeronautica o en la construccion de palas de rotor de turbinas eolicas. Ademas, se pueden utilizar resinas con componentes de resina aromaticos, como por ejemplo resinas epoxfdicas, en los agentes de revestimiento. Debido a los componentes moleculares aromaticos, los revestimientos resultantes presentan una alta resistencia al desgaste, pero una resistencia a la radiacion UV claramente limitada. Por otra parte, se pueden utilizar agentes de revestimiento que contienen resinas con las que se pueden alcanzar altas densidades de reticulacion mediante induccion por luz o por temperatura. Por ejemplo, se pueden utilizar resinas UV (a traves de polimerizacion ionica o por radicales libres) o determinadas resinas de poliadicion altamente reactivas. Con estas clases de ligantes tambien se puede mejorar la resistencia al desgaste, pero existen factores limitativos para la utilizacion en elementos constructivos grandes, como palas de rotor o elementos constructivos de avion. Por ejemplo, en formulaciones de resinas UV existe una seleccion de pigmentos limitada, ya que estos pueden presentar valores de absorcion maximos en longitudes de onda de endurecimiento y los espesores de capa estan limitados en funcion de los niveles de pigmentacion. Ademas, la inhibicion de oxfgeno de los iniciadores UV representa un reto para la tecnica de instalacion. Cuando se utilizan lacas termoendurecibles, como por ejemplo lacas al horno a base de poliuretano, existe sobre todo la limitacion en relacion con las temperaturas de coccion con respecto al dimensionamiento de la instalacion en caso de elementos constructivos grandes. Por ello se trata de satisfacer la demanda de revestimientos que presenten una excelente resistencia a la erosion y de este modo minimizar los costosos intervalos de mantenimiento y reparacion.
Las superficies que han de ser revestidas en la construccion aeronautica consisten predominantemente en metales ligeros, como por ejemplo aluminio, magnesio y titanio y sus aleaciones, pero en menor medida tambien en acero y plasticos reforzados con fibras. Si bien un lacado de avion ha de soportar cargas extremas durante las operaciones de vuelo, por ejemplo, las cargas de erosion asociadas con las altas velocidades, diferencias de temperatura de mas de 100°C y altas cargas de UV, tambien ha de ser resistente a productos qmmicos agresivos, como por ejemplo los medios de servicio utilizados, como queroseno, lfquidos hidraulicos y aceites, pero tambien lfquidos de descongelacion y acido de batena.
Por lo tanto, sobre todo en el campo del lacado de aviones, se han de satisfacer requisitos tanto mecanicos como qmmicos. Sin embargo, las estrictas normas de seguridad del transporte aereo exigen que los cascos de aviones sean revisados a intervalos regulares para mantenimiento y entretenimiento. Durante el mantenimiento de un avion, por un lado, se llevan a cabo reparaciones de danos en la laca, pero, por otro lado, tambien se retiran grandes superficies de laca, hasta una eliminacion completa de la laca, para examinar el casco de avion en busca de huellas de corrosion o desgaste.
Con este fin, precisamente en el caso de los materiales compuestos, como los plasticos reforzados con fibras, pero en parte tambien en el caso de las superficies metalicas, las capas de laca se siguen lijando mecanicamente, lo que por un lado requiere un tiempo excesivo y, por otro lado, va acompanado de una carga de polvo considerable. La eliminacion de laca a alta presion con agua, introducida entre tanto por motivos de proteccion del medio ambiente, ya no se utiliza debido a unas cargas mecanicas demasiado altas. El medio de eleccion utilizado actualmente consiste en el decapado qmmico para la eliminacion de la laca. En este contexto se aplica una mezcla alcalina de
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alcohol bendlico-acido formico a base de agua en un proceso de pulverizacion airless para que las capas de laca se hinchen. Despues, los restos de laca hinchada y agentes de eliminacion de laca se lavan con agua antes de llevar a cabo una neutralizacion y limpieza alcalina acuosa. Antes de aplicar un nuevo revestimiento, la superficie se limpia manualmente con disolventes, en particular mezclas de acetato de butilo-isobutanol.
Algunas composiciones de agente de revestimiento tfpicas utilizadas en el lacado de aviones, que satisfacen los requisitos de resistencia arriba descritos, se basan en sistemas que se reticulan qmmicamente. A estos pertenecen en particular los agentes de revestimiento de 2 componentes a base de resinas epoxfdicas y aductos de aminas o amidoaminas como endurecedor.
Sin embargo, los sistemas de laca existentes frecuentemente presentan un alto contenido de disolventes organicos volatiles, que se ha de reducir a un mmimo desde el punto de vista ecologico. Por ejemplo, en el agente de revestimiento acabado es deseable una proporcion de disolventes que no sea superior a 420 g/l, preferiblemente que no sea superior a 350 g/l.
En el documento WO-A-2012/032113 se describen revestimientos de proteccion contra erosion a base de un componente de poliol y un componente de polilactona con grupos terminales isocianato.
Objetivos
La presente invencion tema por objetivo eliminar las desventajas del estado actual de la tecnica anteriormente descritas. En particular se dedan proporcionar composiciones de agente de revestimiento que fueran mecanica y qmmicamente resistentes, en particular contra erosion por viento y lluvia y contra medios de servicio tal como se utilizan en la actividad aeronautica, pero que, por otro lado, tambien se pudieran decapar selectivamente con decapantes a base de alcohol bendlico para el mantenimiento de los substratos. Los revestimientos producidos a partir de los agentes de revestimiento dedan presentar una excelente adherencia sobre substratos metalicos, como acero o mquel, pero tambien metales ligeros como aluminio, magnesio y titanio, y ademas sobre substratos de plastico, en particular de plastico reforzado con fibras. Los agentes de revestimiento dedan ser resistentes a los agentes climaticos, en particular frente a la radiacion UV y la humedad. Del mismo modo, los agentes de revestimiento dedan ser faciles de producir y tambien teman que ser faciles de procesar en caso de elementos constructivos grandes, como palas de rotor de turbinas eolicas o aviones.
Para lograr una capacidad de decapado selectiva, los sistemas actualmente utilizados se basan en poliamidas, que se usan en forma de uno o dos componentes y que hasta la fecha han sido utilizadas predominantemente en sistemas de laca que contienen alcohol. Estos sistemas que contienen alcohol son incompatibles con otros sistemas de poliuretano de 2 componentes, sistemas basados en resinas epoxfdicas o sistemas de laca que se pueden diluir con agua. Un nuevo sistema de agente de revestimiento no debena presentar estas desventajas, de modo que se puedan eliminar los costosos cambios de aparatos o lavados de los aparatos de aplicacion.
En el campo de los vedculos aereos, los sistemas de revestimiento que contienen poliamida y que pueden ser decapados selectivamente tienen la desventaja adicional de que, de acuerdo con las normas usuales, como AMS 3095, apenas son aceptables en medios de servicio como queroseno, gasolina de aviacion o lfquidos hidraulicos. Por lo tanto, un nuevo sistema de agente de revestimiento debena presentar resultados claramente mejores en el ensayo de resistencia al rayado antes y despues de exponerlo a los medios de servicio arriba mencionados.
Resolucion del objetivo
Los objetivos en que se basa la presente invencion se han podido resolver sorprendentemente mediante la provision de una composicion de agente de revestimiento que incluye
(i) al menos un poliester (A) que contiene grupos hidroxilo con un mdice de OH de 250 a 660 mg KOH/g,
(ii) al menos un policarbonatodiol (B) con un mdice de OH de 35 a 500 mg KOH/g en una cantidad de un 1 a un 20% en peso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada, y
(iii) al menos un poliisocianato (C) que contiene grupos biuret, con un contenido de grupos isocianato de un 5,8 a un 27% en peso,
en donde el poliester (A) que contiene grupos hidroxilo es diferente al policarbonatodiol (B), y en donde la composicion de agente de revestimiento
(iv) presenta una proporcion de disolventes organicos de menos de 420 g/l, y
(v) contiene de un 40 a un 100% en peso de ligantes con respecto al contenido de solidos.
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En el sentido de la presente invencion, los ligantes representan la proporcion no volatil (= contenido de solidos) del material de revestimiento sin pigmentos ni agentes de carga. Por lo tanto, los ligantes tambien incluyen por ejemplo reticulantes y aditivos, como por ejemplo humectantes y/o dispersantes, antiespumantes, aditivos de nivelacion, aditivos de reolog^a o catalizadores, siempre que estos no sean volatiles bajo las condiciones para la determinacion del contenido de ligantes. El contenido de ligantes de un agente de revestimiento se puede determinar realizando en primer lugar una determinacion del contenido de solidos (secado durante 60 minutos a 105°C) y llevando a cabo despues una calcinacion de la muestra (120 minutos a 450°C). La diferencia de peso entre el secado a 105°C durante 60 minutos y la calcinacion a 450°C durante 120 minutos corresponde a la proporcion de ligantes. Mediante una comparacion de la cantidad pesada de la composicion de agente de revestimiento y la cantidad de la proporcion de ligantes determinada tal como se ha indicado anteriormente, se obtiene como cociente la proporcion porcentual de ligantes de la composicion de agente de revestimiento.
El contenido de solidos de la composicion de agente de revestimiento se determina secando 1 g de la composicion de agente de revestimiento durante 60 minutos a 105°C. La proporcion no volatil que queda despues del secado se pone en relacion con la pesada, con lo que se obtiene el contenido porcentual de solidos de la composicion de agente de revestimiento.
La proporcion de ligantes en el contenido de solidos de la composicion de agente de revestimiento segun la invencion es de un 40 a un 100% en peso, preferiblemente de un 60 a un 80% en peso. Si la proporcion de ligantes en el contenido de solidos es de un 100% en peso, esto significa que el contenido de solidos no incluye pigmentos ni agentes de carga. En este caso, el agente de revestimiento es una laca transparente. Si la proporcion de ligantes en el contenido de solidos solo es de un 40% en peso, esto significa que el contenido de solidos incluye un 60% en peso de pigmentos y/o agentes de carga. En este caso, el agente de revestimiento es un agente de imprimacion o una laca de acabado. La estructura de capas de un lacado multicapa tfpico, en particular tambien en el campo del lacado de aviones, incluye, a partir del substrato, al menos una capa de agente de imprimacion, al menos una capa de laca de acabado y una o mas capas de laca transparente opcionales. Normalmente, la proporcion de ligantes en el contenido de solidos disminuye, es decir, la proporcion de los pigmentos y agentes de carga aumenta, desde la capa de laca transparente hacia la capa de imprimacion. Por lo tanto, dependiendo de si la composicion de agente de revestimiento se utiliza como composicion de agente de imprimacion, como laca de acabado o como laca transparente, esta incluye de un 0 a un 60% en peso de (D) pigmentos y/o agentes de carga.
El mdice de hidroxilo (mdice de OH) de los polfmeros utilizados se determina segun DIN EN ISO 4629.
El contenido de grupos isocianato de los poliisocianatos utilizados se determina segun DIN EN ISO 11909.
Como es habitual, todos los datos porcentuales y datos de parametros de materias en relacion con los componentes (A), (B) y (C) indicados, asf como con los componentes (D), (E) y (F) mencionados mas abajo, se refieren al componente respectivo sin proporcion de disolventes organicos, siempre que no se indique expresamente otra cosa. Por ejemplo, si una composicion de agente de revestimiento segun la invencion contiene un 10% en peso de una formulacion comercialmente disponible de un poliester (A) que contiene grupos hidroxilo, que incluye el poliester que contiene grupos hidroxilo en forma de una solucion al 50 por ciento en peso en acetato de butilo, esto significa que la composicion de agente de revestimiento segun la invencion incluye un 5% en peso del poliester que contiene grupos hidroxilo (es decir, un 50% en peso de un 10% en peso). Por lo tanto, el acetato de butilo introducido a traves de la formulacion comercialmente disponible no es ningun ingrediente porcentual del componente (A), sino que forma parte de la proporcion de los disolventes organicos.
El concepto de "disolvente organico" aqm utilizado corresponde a la directiva 1999/13/EG del consejo del 11 de marzo de 1999 (publicada en el Diario Oficial de las Comunidades Europeas el 29 de marzo de 1999). Por consiguiente, un "disolvente organico" es un "compuesto organico volatil" que, sin cambiar qmmicamente, solo o en combinacion con otras sustancias disuelve materias primas, productos o residuos, o se utiliza como producto de limpieza para la disolucion de suciedad, como disolvente, como dispersante o como medio para ajustar la viscosidad o la tension superficial, o como plastificante o conservante. Dicha directiva define como "compuesto organico volatil" un "compuesto organico" que a 20°C (293,15 K) presenta una presion de vapor de 0,01 kPa o mas, o que bajo las condiciones de utilizacion respectivas presenta una volatilidad correspondiente. Un "compuesto organico" es a su vez un compuesto que contiene al menos carbono y uno de los elementos consistentes en hidrogeno, halogenos, oxfgeno, azufre, fosforo, silicio o nitrogeno, o varios de ellos, exceptuando oxidos de carbono, asf como carbonatos y bicarbonatos inorganicos.
Disolventes organicos
Las composiciones de agente de revestimiento segun la invencion preferiblemente estan basadas en disolventes, siendo la proporcion de disolventes organicos menor de 420 g/l, preferiblemente menor de 350 g/l. Normalmente, el contenido de disolventes organicos es de 100 a 420 g/l, preferiblemente de 200 a 350 g/l. Como disolventes organicos se pueden utilizar por ejemplo los disolventes de laca usuales. Estos se comportan qmmicamente de forma esencialmente inerte frente a los otros componentes de la laca y pertenecen a la proporcion volatil del agente de revestimiento. Los disolventes aproticos son especialmente adecuados como disolventes organicos. Algunos esteres, en particular esteres de acido acetico, como por ejemplo alquilester-C-Mde acido acetico o alcoxialquilester-
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Ci-4 de acido acetico, son totalmente adecuados. Algunos ejemplos de esteres totalmente adecuados como disolventes son acetato de butilo, acetato de 1- y 2-metoxipropilo y acetato de 3-metoxi-n-butilo. Otros disolventes organicos totalmente adecuados consisten en cetonas, como por ejemplo metilisobutilcetona, o dicetonas, como acetilacetona. Ademas, la composicion de agente de revestimiento segun la invencion tambien puede contener hidrocarburos como disolventes, como por ejemplo hidrocarburos aromaticos como Shellsol A, o alquilbencenos como xileno y tolueno.
Poliester (A) que contiene grupos hidroxilo
La composicion de agente de revestimiento segun la invencion incluye al menos un poliester (A) que contiene grupos hidroxilo con un mdice de OH de 250 a 660 mg KOH/g, preferiblemente de 250 a 500 mg KOH/g y de forma especialmente preferente de 380 a 460 mg KOH/g. Si el mdice de OH es inferior a 250 mg KOH/g, en algunos casos disminuye la resistencia a los productos qmmicos y a los medios de servicio. Preferiblemente, el poliester (A) que contiene grupos hidroxilo consiste en un poliester que no contiene ningun grupo aromatico. Preferiblemente, los poliesteres (A) se preparan a partir de polioles y acidos policarboxflicos. Preferiblemente, el poliester (A) que contiene grupos hidroxilo esta ramificado. En una forma de realizacion totalmente preferente se trata de un poliester ramificado que contiene grupos hidroxilo y que esta libre de grupos aromaticos. Por ejemplo, bajo la lmea de productos Desmophen® de la firma Bayer MaterialScience AG (Leverkusen, Alemania) se ofrecen poliesteres con contenido de grupos hidroxilo adecuados.
El poliester (A) que contiene grupos hidroxilo esta incluido en las composiciones de agente de revestimiento segun la invencion preferiblemente en una cantidad de un 8 a un 50% en peso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada. De forma especialmente preferente, la composicion de revestimiento segun la invencion incluye el poliester (A) que contiene grupos hidroxilo en una cantidad de un 8 a un 25% en peso, de forma totalmente preferente de un 9 a un 23% en peso, como por ejemplo de un 9 a un 14% en peso o de un 14 a un 23% en peso, con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada. Preferiblemente, las composiciones de imprimacion y las composiciones promotoras de adherencia incluyen el poliester (A) que contiene grupos hidroxilo en una cantidad de un 9 a un 14% en peso, con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada, mientras que las composiciones de laca de base, las composiciones de laca de acabado y las composiciones de laca transparente incluyen el poliester (A) que contiene grupos hidroxilo en una cantidad de un 14 a un 23% en peso, con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada.
Todos los intervalos de porcentajes en peso son tambien aplicables por ejemplo cuando solo se utiliza un unico poliester (A) que contiene grupos hidroxilo, en particular son aplicables a este cuando se trata de un poliester (A) que contiene grupos hidroxilo preferente. Los poliesteres que contienen grupos hidroxilo que ya no se reivindican en caso de una limitacion a poliesteres (A) que contienen grupos hidroxilo preferentes pueden seguir estando incluidos en la composicion, pero sumados a las formas de realizacion preferentes reivindicadas no deben sobrepasar los intervalos de porcentajes en peso originales. De forma especialmente preferente, en caso de una limitacion a poliesteres (A) con funcionalidad de hidroxilo preferentes, estos son los unicos que estan incluidos en la composicion de agente de revestimiento.
Policarbonatodiol (B)
La composicion de agente de revestimiento segun la invencion incluye como otro ingrediente esencial al menos un policarbonatodiol (B) con un mdice de OH de 35 a 500 mg KOH/g, preferiblemente de 50 a 400 mg KOH/g, de forma especialmente preferente de 80 a 300 mg KOH/g y de forma totalmente preferente de 100 a 250 mg KOH/g, como por ejemplo de 150 a 200 mg KOH/g.
Preferiblemente, el policarbonatodiol (B) esta libre de grupos aromaticos. Preferiblemente, el policarbonatodiol (B) consiste en un policarbonatodiol lineal. El policarbonatodiol presenta preferiblemente grupos terminales hidroxilo en los dos extremos. En una forma de realizacion totalmente preferente, el policarbonatodiol (B) consiste en un policarbonatodiol lineal alifatico con grupos terminales hidroxilo. De forma totalmente preferente, este tiene a su vez un mdice de OH de 100 a 250 mg KOH/g, como por ejemplo de 150 a 200 mg KOH/g.
Algunos policarbonatodioles (B) adecuados se ofrecen por ejemplo bajo la lmea de producto Desmophen® C de la firma Bayer MaterialScience AG (Leverkusen, Alemania). Entre los policarbonatodioles (B) son a su vez preferentes aquellos que, aparte de grupos de ester de acido carbonico, no contienen ningun otro grupo ester. Algunos policarbonatodioles preferentes se pueden preparar preferiblemente mediante transesterificacion de diarilesteres de acido carbonico o dialquilesteres de acido carbonico con dioles. Los policarbonatodioles (B) preparados con 3-metil- 1,5-pentanodiol o 1,6-hexanodiol como dioles son totalmente preferentes.
El policarbonatodiol (B) esta incluido en las composiciones de agente de revestimiento segun la invencion en una cantidad de un 1 a un 20% en peso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada. Preferiblemente, la composicion de revestimiento segun la invencion incluye el policarbonatodiol (B) en una cantidad de un 2 a un 14% en peso, de forma totalmente preferente en una cantidad de un 6 a un 12% en peso, con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada.
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Todos los intervalos de porcentajes en peso son tambien aplicables por ejemplo cuando solo se utiliza un policarbonatodiol (B), en particular son aplicables a este cuando se trata de un policarbonatodiol (B) preferente. Los policarbonatodioles que ya no se reivindican en caso de una limitacion a policarbonatodioles (B) preferentes pueden seguir estando incluidos en la composicion, pero sumados a las formas de realizacion preferentes reivindicadas no deben sobrepasar los intervalos de porcentajes en peso originales. De forma especialmente preferente, en caso de una limitacion a policarbonatodioles (B) preferentes, estos son los unicos que estan incluidos en la composicion de agente de revestimiento.
Si se reduce la proporcion del poliester (A) en relacion con el policarbonatodiol (B), la resistencia a los productos qmmicos disminuye.
Si el contenido de policarbonatodiol es menor de un 6% en peso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada, la elasticidad disminuye y, con la misma viscosidad de aplicacion, el contenido de disolventes organicos normalmente es mayor. Tambien disminuye la selectividad de la capacidad de decapado. Si el contenido de policarbonatodiol sobrepasa un 12% en peso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada, la resistencia a los medios de servicio disminuye. Por medios de servicio se entienden en particular queroseno (compuestos alifaticos y aromaticos), gasolina de aviacion, Skydrol u otros lfquidos hidraulicos, agentes de descongelacion (sales alcalinas de acidos carboxflicos inferiores en forma de solucion), lfquidos de aseo y productos de limpieza, como por ejemplo jabones.
Poliisocianato (C) que contiene grupos biuret
La composicion de agente de revestimiento segun la invencion incluye ademas al menos un poliisocianato (C) que contiene grupos biuret con un contenido de grupos isocianato de un 5,8 a un 27% en peso, preferiblemente de un 15 a un 26% en peso y de forma especialmente preferente de un 20 a un 26% en peso. Se puede tratar de un poliisocianato aromatico o alifatico. Preferiblemente, el poliisocianato que contiene grupos biuret consiste en un poliisocianato alifatico. Los poliisocianatos alifaticos que contienen grupos biuret se obtienen por ejemplo a partir de diisocianato de 1,6-hexametileno (HDI), diisocianato de 1,3-ciclohexilo, diisocianato de 1,4-ciclohexilo (CHDI), diisocianato de difenilmetano, diisocianato de 2,2,4- y/o 2,4,4-trimetil-1,6-hexametileno, diisocianato de dodecametileno, diisocianato de isoforona (IPDI) mediante oligomerizacion bajo formacion de biuret. Por ejemplo, tres moleculas de HDI reaccionan con una molecula de agua bajo disociacion de una molecula de dioxido de carbono formando un biuret de HDI.
De forma especialmente preferente se utilizan biurets de poliisocianatos alifaticos a base de diisocianato de isoforona y/o de diisocianato de hexametileno, y de forma totalmente preferente se trata de un biuret de diisocianato de hexametileno.
El poliisocianato (C) que contiene grupos biuret esta incluido en las composiciones de agente de revestimiento segun la invencion preferiblemente en una cantidad de un 20 a un 45% en peso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada. De forma especialmente preferente, la composicion de revestimiento segun la invencion incluye el poliisocianato (C) que contiene grupos biuret en una cantidad de un 20 a un 40% en peso, de forma totalmente preferente en una cantidad de un 20 a un 30% en peso o de un 30 a un 40% en peso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada.
Todos los intervalos de porcentajes en peso son tambien aplicables por ejemplo cuando solo se utiliza un poliisocianato (C) que contiene grupos biuret, en particular son aplicables a este cuando se trata de un poliisocianato (C) que contiene grupos biuret preferente. Los poliisocianatos que contienen grupos biuret que ya no se reivindican en caso de una limitacion a poliisocianatos (C) que contienen grupos biuret preferentes pueden seguir estando incluidos en la composicion, pero sumados a las formas de realizacion preferentes reivindicadas no deben sobrepasar los intervalos de porcentajes en peso originales. De forma especialmente preferente, en caso de una limitacion a poliisocianatos (C) que contienen grupos biuret preferentes, estos son los unicos que estan incluidos en la composicion de agente de revestimiento.
Para la invencion es esencial utilizar poliisocianatos (C) que contienen grupos biuret. Los poliisocianatos basados por ejemplo en isocianuratos han demostrado ser insuficientes en particular en relacion con la selectividad de la capacidad de decapado. Sin embargo, en particular la combinacion de los poliisocianatos (C) que contienen grupos biuret con los policarbonatodioles (B) es la que asegura la selectividad sorprendentemente alta.
Pigmentos y agentes de carga (D)
De acuerdo con la norma DIN EN ISO 4618, los pigmentos son colorantes que consisten en partfculas finas, que son insolubles en la fase lfquida del material de revestimiento y que se utilizan debido a sus propiedades opticas, protectoras y/o decorativas. En este contexto, el concepto "colorantes" incluye colorantes negros o blancos. Los pigmentos preferentes son pigmentos de color y/o pigmentos de efecto y pigmentos anticorrosivos. Por pigmentos de efecto se han de entender aquellos que producen un efecto optico, que se basa en particular en la reflexion de la luz. Algunos pigmentos de efecto tfpicos en el sentido de esta solicitud son pigmentos nacarados o pigmentos metalicos. No obstante, tambien se pueden utilizar pigmentos de blindaje magnetico, de blindaje electrico, fluorescentes, fosforescentes y en particular pigmentos inhibidores de la corrosion.
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En cambio, de acuerdo con la norma DIN EN ISO 4618, los agentes de carga son materiales en forma granulada o en polvo, que son insolubles en la fase lfquida de un material de revestimiento y que se utilizan para lograr determinadas propiedades ffsicas o para influir en estas. Dado que se pueden producir solapamientos entre pigmentos y agentes de carga en lo que respecta a su uso previsto, frecuentemente se recurre al mdice de refraccion. Este es inferior a 1,7 en el caso de los agentes de carga, por lo que esta clase de productos no alcanza ningun poder de dispersion y cubrimiento digno de mencion. No obstante, en el marco de la presente invencion no es forzosamente necesaria una diferenciacion.
La clase qmmica de los pigmentos y/o agentes de carga (D) no es cntica en este contexto, se puede tratar de pigmentos organicos o inorganicos y/o de agentes de carga organicos o inorganicos. No obstante, en particular para la utilizacion de la composicion de agente de revestimiento segun la invencion como agente de imprimacion, son preferibles los pigmentos inorganicos y/o los agentes de carga inorganicos. Para aumentar la proteccion contra la corrosion se pueden utilizar por ejemplo los, asf llamados, pigmentos anticorrosivos, como por ejemplo fosfato de zinc, cromato de zinc o cromato de estroncio, siendo preferible el fosfato de zinc por motivos ecologicos. Por lo tanto, de forma especialmente ventajosa, las composiciones de agente de revestimiento estan libres de compuestos de cromo (VI).
Otros pigmentos tfpicos utilizables en los agentes de revestimiento segun la invencion son pigmentos blancos, como por ejemplo dioxido de titanio, o pigmentos negros, como por ejemplo pigmentos de negro de humo. Como agentes de carga se pueden utilizar por ejemplo carbonatos de calcio, sulfatos de bario y preferiblemente silicatos, como por ejemplo talcos, o acidos silfcicos, como por ejemplo acidos silfcicos de precipitacion o acidos silfcicos de pirolisis. Preferiblemente, los agentes de carga utilizados son hidrofobos. Los acidos silfcicos de efecto espesante tambien se incluyen en los agentes de carga.
Componente (E) - Resinas epoxfdicas y sus mezclas con resinas acnlicas con funcionalidad de hidroxilo
Preferiblemente, la composicion de agente de revestimiento segun la invencion incluye como otro componente (E) al menos una resina epoxfdica reactiva frente a grupos isocianato o la mezcla de al menos una resina acnlica con funcionalidad de hidroxilo con al menos una resina epoxfdica. El concepto "resina acnlica" incluye aqrn, como es usual en este campo, tambien aquellas resinas que pueden contener metacrilatos u otros monomeros etilenicamente insaturados incorporados por polimerizacion. De forma totalmente preferente, en el marco de la presente invencion se utilizan resinas epoxfdicas (E) que preferiblemente tienen funcionalidad de hidroxilo. En una forma de realizacion especialmente preferente, como componente (E) se utiliza una mezcla de una resina epoxfdica con funcionalidad de hidroxilo con una resina acnlica con funcionalidad de hidroxilo.
La proporcion del componente (E) en las composiciones de agente de revestimiento segun la invencion es preferiblemente de un 0 a un 6% en peso, de forma especialmente preferente de un 1,0 a un 5,0% en peso y de forma totalmente preferente de un 1,5 a un 4,5% en peso, en cada caso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada. La utilizacion de cantidades por encima de un 6% en peso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada reduce la flexibilidad del revestimiento y la selectividad de la capacidad de decapado.
Todos los intervalos de porcentajes en peso son tambien aplicables por ejemplo cuando solo se utiliza una especie como componente (E), en particular son aplicables a esta especie cuando se trata de una especie preferente del componente (E). Las resinas del componente (E) que ya no se reivindican en caso de una limitacion a especies (E) preferentes pueden seguir estando incluidas en la composicion, pero sumadas a las formas de realizacion preferentes reivindicadas no deben sobrepasar los intervalos de porcentajes en peso originales. De forma especialmente preferente, en caso de una limitacion a especies preferentes del componente (E), estas son las unicas que estan incluidas en la composicion de agente de revestimiento.
La reactividad frente a grupos isocianato se realiza en particular mediante grupos hidroxilo en el componente (E).
El contenido de OH de las resinas acnlicas con funcionalidad de hidroxilo, que se pueden utilizar mezcladas con las resinas epoxfdicas, es preferiblemente de al menos un 1% en peso, de forma especialmente preferente de al menos un 3% en peso, y preferiblemente de a lo sumo un 8% en peso, mejor de a lo sumo un 6% en peso, con respecto al contenido de solidos de la resina acnlica. Se trata preferiblemente de copolfmeros de monomeros sin funcionalidad de hidroxilo con esteres acnlicos con funcionalidad de hidroxilo y en caso dado monomeros no acnlicos etilenicamente insaturados.
Las resinas epoxfdicas consisten preferiblemente en resinas epoxfdicas que incluyen en cada extremo un grupo epoxido y en el esqueleto polimerico grupos hidroxilo libres que sirven para la reaccion con grupos isocianato. El contenido de OH de las resinas epoxfdicas es preferiblemente de un 1 a un 6% en peso, de forma especialmente preferente de un 1 a un 3% en peso, con respecto al contenido de solidos de la resina epoxfdica.
De forma especialmente preferente, el componente (E) se utiliza en composiciones de agente de revestimiento que sirven para el revestimiento de substratos metalicos, en particular substratos de acero inoxidable, pero no esta limitado a dicha utilizacion. En este contexto, el componente (E) resulta especialmente ventajoso en relacion con la adhesion de la capa de laca endurecida sobre el substrato.
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Otros componentes (F)
Por ultimo, las composiciones de agente de revestimiento segun la invencion tambien pueden contener como ligantes otros ingredientes (F) diferentes a los componentes (A), (B), (C), (D) y (E) y a los disolventes organicos. Los ingredientes (F) incluyen otros ligantes, entre ellos tambien ligantes con funciones especiales, por ejemplo aditivos de laca tipicos, como antioxidantes, agentes de desgasificacion, humectantes, dispersantes, agentes de nivelacion y antiespumantes, por ejemplo los basados en polisiloxano, promotores de adherencia, por ejemplo los basados en silano, agentes auxiliares de reologfa, como espesantes, agentes antigoteo y agentes tixotropicos, ceras y compuestos cerosos, biocidas, agentes de mateado, captadores de radicales, estabilizadores a la luz, preferiblemente absorbentes de UV con un valor maximo de absorcion menor de 370 nm y/o aminas impedidas estericamente (HALS), inhibidores de la corrosion, productos de apresto igmfugo o inhibidores de polimerizacion, pero tambien colorantes solubles o catalizadores, por ejemplo los basados en compuestos de estano, molibdeno, circonio o zinc, o catalizadores de amina. Los compuestos de estano como dilaurato de dimetilestano o dilaurato de dibutilestano son catalizadores especialmente adecuados que, como todos los catalizadores anteriormente mencionados, catalizan una reaccion entre los poliisocianatos (C) que contienen grupos biuret y los componentes (A) y (B) que contienen grupos hidroxilo.
Preferiblemente, los ingredientes (F) se utilizan en total en las cantidades usuales para los mismos: de un 0 a un 10% en peso, de forma especialmente preferente de un 0 a un 5% en peso y de forma totalmente preferente de un 0,1 a un 4% en peso, con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada.
La relacion molar de la suma de todos los grupos hidroxilo en los poliesteres (A) que contienen grupos hidroxilo, en los policarbonatodioles (B) y en las resinas (E) con respecto a la suma de los grupos isocianato del poliisocianato (C) que contiene grupos biuret es preferiblemente de 1:1 a 1:1,5, de forma especialmente preferente de 1:1,1 a 1:1,4 y de forma totalmente preferente de 1:1,15 a 1:1,3.
En una forma de realizacion especialmente preferente de la invencion, la composicion de agente de revestimiento segun la invencion incluye
(i) al menos un poliester (A) alifatico ramificado que contiene grupos hidroxilo con un mdice de OH de 250 a 440 mg KOH/g,
(ii) al menos un policarbonatodiol (B) alifatico lineal con un mdice de OH de 100 a 250 mg KOH/g en una cantidad de un 2 a un 15% en peso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada,
(iii) al menos un poliisocianato (C) alifatico que contiene grupos biuret, con un contenido de grupos isocianato de un 15 a un 25% en peso,
(iv) al menos un pigmento y/o un agente de carga (D) en una cantidad de un 0 a un 30% en peso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada,
(v) al menos un componente (E) en una cantidad total de un 0 a un 6% en peso, preferiblemente de un 1 a un 5% en peso, con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada, en donde el componente (E) incluye una resina epoxfdica o una mezcla de una resina epoxfdica y una resina de acrilato con funcionalidad de hidroxilo, o consiste en una resina epoxfdica y una resina de acrilato con funcionalidad de hidroxilo,
(vi) al menos otro componente (F) diferente a (A), (B), (C), (D) y (E) y a los disolventes organicos, en una cantidad de un 0 a un 10% en peso,
en donde el poliester (A) que contiene grupos hidroxilo es diferente al policarbonatodiol (B),
la relacion de los grupos hidroxilo de (A), (B) y (E) con respecto a los grupos isocianato de (C) es de 1:1,15 a 1:1,30, y en donde la composicion de agente de revestimiento
(vii) presenta una proporcion de disolventes organicos de menos de 420 g/l, y
(viii) contiene de un 40 a un 75% en peso de ligantes con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada.
Otros objetos de la invencion
El agente de revestimiento se utiliza preferiblemente para la produccion de una capa de laca que puede ser decapada selectivamente en revestimientos multicapa.
La composicion segun la invencion se puede utilizar como laca de Fabricante de Equipo Original (OEM) o como laca de reparacion.
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Otro objeto de la invencion consiste en un procedimiento para la produccion de un revestimiento multicapa que se puede obtener aplicando al menos una composicion de agente de imprimacion sobre un substrato metalico y/o un substrato de plastico, aplicando sobre esta al menos una composicion de laca de acabado o una composicion de laca de base, y en caso dado aplicando sobre esta al menos una composicion de laca transparente, en donde al menos una de las composiciones de agente de imprimacion, composiciones de laca de acabado o composiciones de laca transparente es una composicion de agente de revestimiento segun la invencion, y a continuacion la composicion de agente de revestimiento se reticula qmmicamente.
Preferiblemente, la composicion de agente de revestimiento segun la invencion se utiliza para la produccion de una capa de imprimacion. La composicion segun la invencion tambien puede ser utilizada en el propio lacado multicapa segun la invencion para la produccion de una capa intermedia o capa de acabado. La composicion de agente de revestimiento segun la invencion tambien puede ser utilizada como laca transparente para formar la capa de laca exterior.
Por lo tanto, otro objeto de la invencion consiste en la utilizacion de una composicion de agente de revestimiento segun la invencion como composicion de agente de imprimacion, composicion de laca de acabado o composicion de laca transparente para el revestimiento de substratos metalicos y/o substratos de plastico, consistiendo los substratos preferiblemente en un casco de avion o una parte de un casco de avion, en una turbina eolica y/o palas de rotor, en un casco de barco o una parte del mismo, o en (grandes) maquinas.
Las composiciones segun la invencion se pueden aplicar con los procedimientos usuales, como pulverizacion (por ejemplo airless, airmix, aire comprimido; procedimientos de pulverizacion en caliente o mezcla por induccion), laminado, aplicacion a rodillo, aplicacion a brocha o a traves de un cartucho. Preferiblemente, las composiciones de revestimiento segun la invencion se aplican por pulverizacion, a rodillo o a traves de un cartucho.
Las composiciones segun la invencion se aplican preferiblemente de tal modo que resulte un espesor de pelfcula seca de 5 pm a 250 pm. Preferentemente, el espesor de pelfcula seca es de 5 pm a 120 pm, de forma especialmente preferente de 5 pm a 25 pm.
Dependiendo del campo de aplicacion, para las imprimaciones son preferibles espesores de pelfcula seca de 10 a 100 pm, para las capas intermedias de 5 a 40 pm, para las lacas de acabado de 20 a 250 pm y para las lacas transparentes de 5 a 60 pm.
Preferiblemente, el endurecimiento de la composicion de agente de revestimiento segun la invencion tiene lugar mediante reticulacion qmmica, preferiblemente a una temperatura hasta 60°C. De forma especialmente preferente se emplea un intervalo de temperaturas de 15 a 60°C, de forma totalmente preferente de 18 a 50°C. El endurecimiento termico tiene lugar preferiblemente durante un tiempo de 30 a 90 minutos a una temperatura de 40°C a 60°C, o de 4 a 6 horas a una temperatura de 15°C a 25°C. Normalmente, despues de aproximadamente 1 semana a 20°C se ha producido un endurecimiento completo. Los especialistas hablan entonces de la "desarrollo de las propiedades definitivas".
Para el secado o acondicionamiento de las capas humedas es preferible el secado a temperatura ambiente (25°C) o un secado termico a una temperatura mayor que la temperatura ambiente y/o un secado mediante procedimientos de conveccion, pudiendo utilizarse dispositivos usuales y conocidos, como hornos continuos, lamparas de calor de infrarrojos y de infrarrojo cercano, ventiladores y tuneles de soplado. Estos dispositivos, y por lo tanto tambien los procedimientos de secado, se pueden combinar entre sf. Los lacados multicapa segun la invencion se pueden aplicar sobre cualquier substrato.
Los substratos pueden estar formados por los materiales y combinaciones de materiales mas diversos. Preferiblemente consisten en metales, como acero, mquel, aluminio, magnesio o titanio o aleaciones de estos metales, o en plasticos que pueden estar reforzados con fibras, como plasticos reforzados con fibra de vidrio (PFV), plasticos reforzados con fibra de aramida (PFA), plasticos reforzados con fibra de carbono (PFC) o por ejemplo plasticos reforzados con fibras naturales de canamo o sisal. De forma especialmente preferente, el substrato es de metal y/o de plastico. En el sentido de la invencion, el concepto "metal" tambien incluye aleaciones de los diferentes metales.
Como substratos entran en consideracion por ejemplo palas de rotor, vetuculos aereos o terrestres, barcos, edificios o conductos, o grandes maquinas o partes de los objetos anteriormente mencionados. Algunos substratos preferentes son palas de rotor, en particular de turbinas eolicas, helicopteros o helices de barco, asf como vetuculos aereos, como por ejemplo aviones. Algunos substratos especialmente adecuados son palas de rotor de turbinas eolicas y partes de avion, como cascos de avion y partes de los mismos.
Otro objeto de la invencion consiste en los substratos arriba mencionados, que estan revestidos con la composicion segun la invencion o con el lacado multicapa segun la invencion.
La invencion se ilustra a continuacion por medio de ejemplos.
Ejemplos
Se utilizaron los siguientes componentes de laca:
- Componente
- Abreviatura y designacion qmmica
- (A)
- A1: poliester alifatico ramificado con funcionalidad OH, con un mdice de OH de 425 mg KOH/g (al 76% en acetato de butilo)
- A2: poliester con funcionalidad OH, con un mdice de OH de 266 mg KOH/g (al 77% en acetato de butilo)
- (B)
- B1: policarbonatodiol alifatico lineal con un mdice de OH de 171 mg KOH/g
- (C)
- C1: poliisocianato que contiene grupos biuret, con un contenido de NCO de un 23% en peso en el contenido de solidos (solucion al 70% en peso en xileno)
- C2: poliisocianato que contiene grupos biuret, con un contenido de NCO de un 23% en peso en el contenido de solidos (solucion al 70% en peso en acetato de metoxipropilo)
- C3: poliisocianato que contiene grupos biuret, con un contenido de NCO de un 23% en peso en el contenido de solidos (solucion al 90% en peso en metilisobutilcetona)
- C4: poliisocianato que contiene grupos biuret, con un contenido de NCO de un 23% en peso en el contenido de solidos (solucion al 76% en peso en acetato de butilo)
- C1-V: poliisocianato que contiene grupos isocianurato, con un contenido de NCO de un 23% en peso en el contenido de solidos (solucion al 70% en peso en xileno)
- C2-V: poliisocianato que contiene grupos isocianurato, con un contenido de NCO de un 23% en peso en el contenido de solidos (solucion al 70% en peso en acetato de metoxipropilo)
- CX-V: poliisocianato que contiene grupos isocianurato, con un contenido de NCO de un 23% en peso en el contenido de solidos (solucion al 76% en peso en ciclohexanona/acetato de metoxipropilo, 1/1)
- (D)
- D1: acido silfcico hidrofobo modificado con dimetildiclorosilano (agente de carga)
- D2: pigmento blanco a base de rutilo
- D3: pigmento anticorrosivo de ortofosfato hidrato de zinc
- D4: talco muy fino (agente de carga)
- D5: pigmento de negro de humo (pigmento negro)
- D6: talco
- D7: pigmento de oxido de hierro rojo
- (E)
- E1: resina acnlica con funcionalidad de epoxido que se reticula con isocianato (al 72% en peso en xileno/Shellsol A/butoxilo, 2/2/1)
- E2: resina epoxfdica a base de bisfenol A y epiclorohidrina (al 75% en xileno)
- E1-V: resina de adhesion a base de poliester libre de estireno (al 60% en acetato de butilo)
- (F)
- F1: copolfmero de bloques con grupos amino (al 30% en peso en acetato de metoxipropilo/acetato de butilo, 6/1) (agente humectante y dispersante)
- F2: polimetilalquilsiloxano modificado con polieter (al 52% en peso en alquilbenceno/butirolactona, 1/1), aditivo de superficie
- F3: antiespumante a base de polisiloxano (al 52% en peso en alquilbenceno)
- F4: solucion de poliacrilato (al 51% en peso), agente de nivelacion y agente de desgasificacion
- F5: urea modificada (al 52% en sulfoxido de dimetilo), aditivo reologico
- Componente
- Abreviatura y designacion qmmica
- F6: agente de nivelacion a base de poliacrilato (al 75% en ester dibasico)
- F7: antiespumante libre de silicona
- F8: 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano
- F9: dineodecanoato de dimetilestano (catalizador)
- F10: neodecanoato de bismuto (III)
- F11: mezcla de sebacato de 6/s(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidilo) y sebacato de 1,2,2,6,6- pentametil-4-piperidilo (aditivo estabilizador a la luz)
- F12: absorbente de UV a base de una hidroxifeniltriazina (al 85% en peso)
Por otro lado, ademas de los disolventes ya incluidos en algunos productos comerciales tambien se utilizaron los siguientes disolventes organicos: L1: acetilacetona, L2: acetato de butilo, L3: ciclohexanona, L4: acetato de metoxipropilo y L5: metilisobutilcetona.
5 En la tabla anterior, los indices de OH y los contenidos de NCO se refieren siempre a la sustancia activa o al contenido de solidos sin disolventes.
A partir de los materiales arriba indicados se prepararon diferentes composiciones de agente de revestimiento segun la invencion y no correspondientes a la invencion de acuerdo con las siguientes tablas 1 a 4. Los materiales no correspondientes a la invencion y las composiciones de agente de revestimiento no correspondientes a la invencion 10 estan identificados con la adicion de "V", que representa "Vergleich" (comparacion).
Los datos numericos en las tablas de las formulas de las composiciones de agente de revestimiento corresponden a las partes en peso utilizadas de los materiales. Por lo tanto, por ejemplo "A1 = 10" significa que se han utilizado 10 partes en peso de una solucion al 76% en peso del poliester alifatico ramificado con funcionalidad OH con un mdice de OH de 425 mg KOH/g en acetato de butilo. Todas las partes en peso de las siguientes formulas suman en cada 15 caso 100 partes en peso. En el caso de "A1 = 10" (al 76% en peso en acetato de butilo) esto significa que la composicion de agente de revestimiento contiene un 7,6% en peso de un poliester (A) con funcionalidad de hidroxilo con un mdice de OH de 425 mg KOH/g.
Tabla 1 - Lacas transparentes
- Componentes
- KL1 KL1-V KL2 KL2-V KL3 KL4
- A1
- 24,65 24,65 - - - -
- A2
- - - 29,44 29,44 26,67 26,67
- B1
- 9,30 9,30 11,11 11,11 13,89 13,89
- C1
- 53,50 - 44,44 - 44,44 -
- C1-V
- - 53,50 - 44,44 - -
- C2
- - - - - - 44,44
- F1
- 0,47 0,47 0,56 0,56 0,56 0,56
- F2
- 0,05 0,05 0,06 0,06 0,06 0,06
- F9
- 0,28 0,28 0,33 0,33 0,33 0,33
- F10
- 0,19 0,19 0,22 0,22 0,22 0,22
- Componentes
- KL1 KL1-V KL2 KL2-V KL3 KL4
- F11
- 0,70 0,70 0,83 0,83 0,83 0,83
- F12
- 0,70 0,70 0,83 0,83 0,83 0,83
- L1
- 0,47 0,47 0,56 0,56 0,56 0,56
- L2
- 9,69 9,69 11,62 11,62 11,61 11,61
- Total
- 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Las lacas transparentes KL1 y KL2 segun la invencion se diferencian de las lacas transparentes KL1-V y KL2-V no correspondientes a la invencion en que en los ejemplos no correspondientes a la invencion se utilizo un poliisocianato que contiene grupos isocianurato en lugar de un poliisocianato que contiene grupos biuret. Las lacas 5 transparentes KL1 y KL2 segun la invencion se diferencian entre sf por la seleccion de componentes (A) utilizables segun la invencion diferentes, mientras que las lacas transparentes KL3 y KL4 segun la invencion se diferencian por la seleccion de poliisocianatos (C) que contienen grupos biuret utilizables segun la invencion diferentes.
Tabla 2 - Lacas de base
- Componentes
- BL1 BL1-V BL2 BL2-V BL3 BL3-V BL4 BL4-V
- A1
- 17,96 17,96 - - - - -
- A2
- - - 20,41 20,41 20,41 20,41 22,45 22,45
- B1
- 7,78 7,78 8,84 8,84 8,84 8,84 6,80 6,80
- C1
- 40,11 - 31,97 - - - - -
- C1-V
- - 40,11 - 31,97 - - - -
- C2
- - - - - 31,97 - 31,97 -
- C2-V
- - - - - - 31,97 - 31,97
- D1
- 0,30 0,30 0,34 0,34 0,34 0,34 0,34 0,34
- D2
- 21,86 21,86 24,83 24,83 24,83 24,83 24,83 24,83
- F1
- 1,20 1,20 1,36 1,36 1,36 1,36 1,36 1,36
- F2
- 0,06 0,06 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07
- F9
- 0,24 0,24 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27
- F10
- 0,18 0,18 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20
- F11
- 0,90 0,90 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02
- F12
- 0,90 0,90 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02
- L1
- 0,60 0,60 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68
- L2
- 2,99 2,99 3,40 3,40 3,40 3,40 3,40 3,40
- L4
- 3,12 3,12 3,55 3,55 3,55 3,55 3,55 3,55
- L5
- 1,80 1,80 2,04 2,04 2,04 2,04 2,04 2,04
- Total
- 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
10 Las lacas de base BL1, BL2, BL3 y BL4 segun la invencion se diferencian de las lacas de base BL1-V, BL2-V, BL3-V y BL4-V no correspondientes a la invencion en que en los ejemplos no correspondientes a la invencion se utilizaron poliisocianatos que contienen grupos isocianurato en lugar de poliisocianatos que contienen grupos biuret. La laca
de base BL1 segun la invencion se diferencia de la laca de base BL2 segun la invencion por la seleccion de un componente (A) utilizable segun la invencion diferente, mientras que la laca de base BL2 segun la invencion se diferencia de las lacas de base BL3 y BL4 segun la invencion por la seleccion de un poliisocianato (C) que contiene grupos biuret utilizable segun la invencion diferente.
5 Tabla 3 - Utilizacion como lacado promotor de adherencia para el lacado de reparacion
- Componentes
- HL1 HL2 HL3 HL4
- A1
- 12,84 12,84 12,75 12,75
- B1
- 8,57 8,57 8,50 8,50
- C3
- 28,33 28,33 28,33 28,33
- D1
- 0,27 0,27 0,27 0,27
- D2
- 13,93 13,93 13,82 13,82
- D3
- 5,09 5,09 5,05 5,05
- D4
- 3,21 3,21 3,19 3,19
- D5
- 0,11 0,11 0,11 0,11
- E1
- - 5,95 - 5,95
- E1-V
- 5,95 - 5,95 -
- F1
- 0,54 0,54 0,53 0,53
- F2
- 0,11 0,11 0,11 0,11
- F3
- 0,03 0,03 0,03 0,03
- F6
- 0,38 0,38 0,37 0,37
- F8
- 0,16 0,16 0,59 0,59
- F9
- 0,05 0,05 0,05 0,05
- L1
- 3,46 3,46 3,46 3,46
- L2
- 7,51 7,51 7,47 7,47
- L4
- 8,31 8,31 8,27 8,27
- L5
- 1,15 1,15 1,15 1,15
- Total
- 100,00 100,00 100,00 100,00
Todas las lacas promotoras de adherencia HL1 a HL4 corresponden a la invencion. HL1 y HL2 se diferencian entre sf en que HL2 contiene el componente (E) ventajoso segun la invencion, mientras que HL1 utiliza en lugar de ello un promotor de adherencia a base de poliester. Lo mismo es aplicable en relacion con las lacas HL3 y HL4, 10 conteniendo la laca HL4 el componente (E) utilizable ventajosamente segun la invencion. Ademas, HL3 y HL4 contienen cantidades mayores del silano F8 reforzador de la adherencia en comparacion con HL1 y HL2.
Tabla 4 - Composiciones de agente de carga
- Componentes
- F1 F2 F2-V
- A1
- 12,67 18,24 18,24
- B1
- 9,33 2,52 2,52
- C4
- 33,33 37,11 -
- Componentes
- F1 F2 F2-V
- CX-V
- - - 37,11
- D1
- 0,67 0,63 0,63
- D2
- 13,00 12,26 12,26
- D3
- 4,87 4,59 4,59
- D6
- 8,00 7,55 7,55
- D7
- 0,67 0,63 0,63
- E2
- 3,33 3,14 3,14
- F1
- 0,67 0,63 0,63
- F2
- 0,20 0,19 0,19
- F4
- 0,53 0,50 0,50
- F5
- 0,20 0,19 0,19
- F7
- 0,07 0,06 0,06
- F8
- 0,20 0,19 0,19
- F9
- 0,40 0,38 0,38
- F10
- 0,20 0,19 0,19
- L1
- 1,00 0,94 0,94
- L3
- 2,00 1,89 1,89
- L4
- 8,66 8,17 8,17
- Total
- 100,00 100,00 100,00
Las composiciones de agente de carga F1 y F2 segun la invencion se diferencian claramente en la relacion de los componentes (A) y (B) entre sf y tambien en particular en lo que respecta a la cantidad absoluta utilizada de (B). La composicion de agente de carga (F2) segun la invencion se diferencia de la composicion F2-V no correspondiente a 5 la invencion en que la primera incluye un poliisocianato que contiene grupos biuret, mientas que la ultima incluye un poliisocianato que contiene grupos isocianurato.
Aplicacion de los agentes de revestimiento
Preparacion del substrato
Como substratos se eligieron: aluminio (aluminio puro decapado durante 4 minutos a temperatura ambiente con lejfa 10 de sosa al 16% en peso y a continuacion durante 2 minutos con acido nftrico, despues lavado y limpiado con agua); aleacion de aluminio 2024 (chapada o no chapada y decapada de acuerdo con el procedimiento arriba mencionado, lavada y limpiada); aleacion de aluminio 2024 (chapada o no chapada; anodizada con acido cromico o anodizada con acido tartarico-acido sulfurico); titanio puro (lijado con grano 180); acero inoxidable (V2A y V4A lijado con grano 180 y decapado con acido); placas de resina epoxfdica (reforzadas con fibra de vidrio y reforzadas con fibra de 15 carbono, lijadas con grano 180); substratos de poliuretano y poliurea (limpiados con isopropanol o lijados).
Aplicacion como imprimacion
Los substratos se revistieron mediante aplicacion por pulverizacion con las composiciones de los ejemplos indicados por medio de una pistola de alimentacion por gravedad (espesor de pelfcula seca sobre aluminio: aproximadamente 20-25 pm, espesor de pelfcula seca sobre acero: aproximadamente 50 pm; espesor de pelfcula seca sobre mquel:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
aproximadamente 50 pm), y despues del secado se revistieron con una laca de acabado (Glasurit serie 68, High Solids 2K-CV-Decklack, RaL 9016; espesor de pelfcula seca 70 pm).
Aplicacion como capa intermedia
Como imprimacion, sobre el substrato se aplico por pulverizacion una imprimacion de poliuretano (Glasurit CV Universal primer-surfacer; espesor de pelfcula seca 60 pm), despues se aplicaron por pulverizacion las composiciones de los ejemplos y a continuacion se aplico una laca de acabado (Glasurit serie 68, High Solids 2K- CV-Decklack, RAL 9016; espesor de pelfcula seca 70 pm).
Aplicacion como capa de laca de acabado
Se procedio como en la aplicacion como capa intermedia, pero se prescindio de la aplicacion de la capa de laca de acabado allf descrita, es decir, los propios agentes de revestimiento segun la invencion constituyen la capa de laca de acabado.
Aplicacion como laca transparente
Se procedio como en la aplicacion como capa de laca de acabado, excepto que en lugar de una laca pigmentada segun la invencion se utilizo una laca transparente segun la invencion como laca de acabado.
Pruebas tecnicas de uso
Capacidad de decapado (con un decapante/restripper adecuado para la industria aeronautica)
Dos muestras se secan durante siete dfas a temperatura ambiente. Una de las muestras se envejece adicionalmente durante 96 horas a 70°C, despues se elimina la laca de cada una de las muestras mediante un decapante adecuado para la industria aeronautica (Turco® 1270-5, decapante a base de alcohol bendlico; obtenible en la firma Henkel Technologies). Para ello, la muestra correspondiente se humedece con el decapante. A continuacion, tiene lugar un tiempo de actuacion maximo de siete horas. A continuacion, el material hinchado se puede retirar del substrato con trapos, esponjas, espatulas o similares comerciales. La eficacia vana en funcion del sistema, la estructura de la laca y los espesores de capa, de modo que tambien es posible una retirada claramente antes de haber transcurrido 7 horas. La evaluacion tiene lugar de acuerdo con el principio +/-, "+" = el material se puede retirar a mas tardar despues de siete horas, "-" = el material no se puede retirar despues de 7 horas, "o" = el material solo se puede retirar parcialmente dentro del intervalo de actuacion de siete horas.
Ensayo de resistencia al rayado segun Clemens antes y despues de exposicion a Skydrol
Despues de secar los revestimientos durante 7 dfas a temperatura ambiente se determina la resistencia al rayado con ayuda de un buril de rayado, que se desplaza automaticamente sobre el revestimiento aumentando constantemente su carga. Aqu se ha de llevar a cabo una determinacion por triplicado. Se utiliza un aparato de la firma Erichsen (aparato de ensayo de resistencia al rayado segun Sikkens, modelo 601). A continuacion, las muestras se almacenan en Skydrol durante 42 dfas a temperatura ambiente. Despues se lleva a cabo de nuevo un ensayo de resistencia al rayado tal como se ha descrito mas arriba.
Determinacion del valor de resistencia adhesiva a la traccion
Despues de secar los revestimientos durante 7 dfas a temperatura ambiente se pega un punzon de ensayo sobre el revestimiento. Despues de 24 horas de secado o de 24 horas de secado seguidas por 4 dfas de almacenamiento a 70°C y un 100% de humedad del aire, mediante una maquina para ensayos de traccion se ejerce lenta y uniformemente una traccion en direccion perpendicular al substrato hasta el arrancamiento (rotura). En este contexto, ademas del valor de medicion que se indica en N/mm2 tambien es determinante la descripcion del lugar de rotura: rotura de adhesion (entre dos capas) o rotura de cohesion (dentro de una capa).
Exposicion a agentes climaticos UV
Antes de la exposicion a agentes climaticos UV se miden los parametros arriba mencionados (vease la descripcion). Se utiliza un aparato de la firma QUV-Lab (modelo: QUV/SE). En este contexto se mide el efecto de la luz solar, asf como del rodo y la lluvia. La irradiacion con luz UV tiene lugar a 60°C y la exposicion a agentes climaticos con agua condensada a 40°C. Un ciclo dura en cada caso 4 horas. Dependiendo de los requisitos, las muestras permanecen 1.000 horas, 2.000 horas o 3.000 horas en el aparato de ensayo. A continuacion, se repiten las mediciones arriba mencionadas.
Medicion del tono de color
El tono de color se mide con un aparato de medicion del tono de color de la firma Largo con el programa Largo Match 2000.
Resultados de ensayo
Tabla 5 - Resultados de ensayo de las lacas transparentes de la tabla 1
- Ensayos
- KL1 KL1-V KL2 KL2-V KL-3 KL-4
- Capacidad de decapado
- + o + o + +
- Resistencia al rayado (en kg) segun Clemens sobre substrato de aluminio antes/despues de exposicion a Skydrol
- Espesor de capa en pm
- 49,8 57,6 45,9 47,4 39,9 38,4
- antes de la exposicion
- 4,5 3,5 3,2 1,9 4,8 4,6
- despues de la exposicion (35 dfas)
- 2,7 2,3 1,9 - 2,2 2,1
La Tabla 5 muestra que las lacas transparentes segun la invencion se pueden decapar por completo, mientras que 5 las lacas transparentes no correspondientes a la invencion, que contienen un poliisocianato inadecuado, no presentan ninguna capacidad de decapado completo. Ademas, al comparar directamente KL1 con KL1-V y KL2 con KL2-V se puede distinguir claramente que, incluso con un espesor de capa menor, las lacas KL1 y KL2 segun la invencion presentan mayores resistencias al rayado antes y despues de la exposicion a Skydrol.
Tabla 6 - Resultados de ensayo de las lacas de base de la tabla 2
- Ensayos
- BL1 BL1-V BL2 BL2-V BL3 BL3-V BL4 BL4-V
- Capacidad de decapado
- + o + o + o + o
- Resistencia al rayado (en kg) segun Clemens sobre substrato de aluminio antes/despues de exposicion a Skydrol
- Espesor de capa en pm
- 30,2 33,7 30,7 27,9 30,1 28,4 36,0 38,8
- antes de la exposicion
- 8,6 7,8 >8,9 8,5 8,7 8,1 >8,9 7,3
- despues de la exposicion
- 4,6 2,3 5,0 2,5 4,3 1,6 4,3 2,0
- Tono de color despues de exposicion a agentes climaticos UV
- dL
- -0,39 -0,45 -0,30 -0,35 -0,44 -0,51 -0,36 -0,42
- da
- -0,26 -0,33 -0,24 -0,28 -0,37 -0,46 -0,28 -0,34
- db
- 0,79 0,84 0,80 0,87 0,86 0,96 0,83 1,02
- dE
- 0,84 0,96 0,83 0,85 0,92 1,01 0,94 1,07
10
La tabla 6 muestra que las lacas de base que contienen agentes de carga y pigmentos tambien presentan una buena capacidad de decapado unicamente cuando se ha utilizado un poliisocianato que contiene grupos biuret. La comparacion de las lacas de base BL1 y BL2 muestra que utilizando componentes (A) diferentes tambien se obtienen resultados excelentes. Ademas, al comparar directamente BL1 con BL1-V, BL2 con BL2-V, BL3 con BL3-V 15 y BL4 con BL4-V se puede distinguir claramente que las lacas BL1, BL2, BL3 y BL4 segun la invencion presentan mayores resistencias al rayado antes y despues de la exposicion a Skydrol. Las desviaciones del tono de color de las lacas segun la invencion despues de la exposicion a agentes climaticos UV tambien son claramente inferiores a las de las lacas de base no correspondientes a la invencion.
Tabla 7 - Resultados de ensayo de las lacas de la tabla 3
- Ensayo
- Substrato HL1 HL2 HL3 HL4
- Capacidad de decapado
- + + + +
- Resistencia adhesiva a la traccion en N/mm2
- despues de
- Nfquel 2,06 3,46 3,52 5,32
- 1 dfa a TA
- Acero V2A 1,78 3,69 3,36 4,66
- Aluminio, decapado 4,38 5,21 5,89 7,36
- despues de
- Nfquel 2,89 5,16 3,59 12,78
- 1 dfa a TA y 4 dfas a 70°C,
- Acero V2A 2,80 4,89 3,73 10,93
- 100% de humedad
- Aluminio, decapado 3,65 9,63 5,52 14,93
Todas las muestras ensayadas en la tabla 7 corresponden a la invencion y muestran un excelente comportamiento de decapado. En todas las muestras se produjo con la carga indicada una grieta de adhesion de un 100% entre la 5 imprimacion y el substrato. Sin embargo, las formulaciones HL2 y HL4 contienen una resina acnlica con funcionalidad de epoxido de acuerdo con el componente (E) utilizable segun la invencion, mientras que las formulaciones HL1 y HL3 contienen una resina de adherencia a base de poliester. Las lacas con adicion de resinas de acrilato con funcionalidad de epoxido muestran un comportamiento de resistencia adhesiva a la traccion claramente mejor en los revestimientos obtenidos a partir de los agentes de revestimiento segun la invencion.
10 Ademas, la resistencia adhesiva a la traccion se puede aumentar adicionalmente mediante adicion de cantidades mayores de un silano, como se puede distinguir claramente al comparar HL1 con HL3 y HL2 con HL4.
Tabla 8 - Resultados de ensayo de los agentes de carga de la tabla 4
- Ensayo
- F1 F2 F2-V
- Capacidad de decapado
- + + o
Los agentes de carga segun la invencion muestran un comportamiento de decapado claramente mejor que el del 15 agente de carga F2-V no correspondiente a la invencion.
Claims (16)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Composicion de agente de revestimiento, que incluye(i) al menos un poliester (A) que contiene grupos hidroxilo con un mdice de OH de 250 a 660 mg KOH/g,(ii) al menos un policarbonatodiol (B) con un mdice de OH de 35 a 500 mg KOH/g en una cantidad de un 1 a un 20% en peso con respecto al peso total de la composicion de agente de revestimiento acabada, y(iii) al menos un poliisocianato (C) que contiene grupos biuret, con un contenido de grupos isocianato de un 5,8 a un 27% en peso,en donde el poliester (A) que contiene grupos hidroxilo es diferente al policarbonatodiol (B), y en donde la composicion de agente de revestimiento(iv) presenta una proporcion de disolventes organicos de menos de 420 g/l, y(v) contiene de un 40 a un 100% en peso de ligantes con respecto al contenido de solidos.
- 2. Composicion de agente de revestimiento segun la reivindicacion 1, en la que el poliester (A) que contiene grupos hidroxilo es alifatico y/o esta ramificado.
- 3. Composicion de agente de revestimiento segun una de las reivindicaciones 1 o 2, en la que elpolicarbonatodiol (B) es alifatico y/o esta ramificado.
- 4. Composicion de agente de revestimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que elpolicarbonatodiol (B) presenta un mdice de OH de 100 a 250 mg KOH/g.
- 5. Composicion de agente de revestimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el poliisocianato (C) que contiene grupos biuret es alifatico.
- 6. Composicion de agente de revestimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el poliisocianato (C) que contiene grupos biuret esta formado a base de diisocianato de hexametileno y/o diisocianato de isoforona.
- 7. Composicion de agente de revestimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el poliisocianato (C) que contiene grupos biuret tiene un contenido de grupos isocianato de un 15 a un 26% en peso.
- 8. Composicion de agente de revestimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, que contiene pigmentos y/o agentes de carga.
- 9. Composicion de agente de revestimiento segun la reivindicacion 8, en la que los pigmentos se seleccionan entre el grupo consistente en pigmentos de color, pigmentos de efecto, pigmentos de color y efecto y pigmentos anticorrosivos, y los agentes de carga se seleccionan entre el grupo consistente en silicatos, acidos silfcicos y carbonatos de calcio.
- 10. Composicion de agente de revestimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 9, que contiene un componente (E) que incluye al menos una resina epoxfdica o una mezcla de al menos una resina epoxfdica con al menos una resina de acrilato con funcionalidad de hidroxilo.
- 11. Composicion de agente de revestimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 10, que incluye un ligante diferente al poliester (A) que contiene grupos hidroxilo, al policarbonatodiol (B), al poliisocianato (C) que contiene grupos biuret, y, si estan contenidos componentes (D) y (E), tambien diferente a estos.
- 12. Composicion de agente de revestimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 11, en la que la relacion de los grupos hidroxilo de los componentes (A), (B) y, si esta presente, (E) con respecto a los grupos isocianato del componente (C) es de 1:1,1 a 1:1,5.
- 13. Procedimiento para la produccion de un revestimiento multicapa que se puede obtener aplicando al menos una composicion de agente de imprimacion sobre un substrato metalico y/o un substrato de plastico, aplicando sobre esta al menos una composicion de laca de acabado y en caso dado aplicando sobre esta al menos una composicion de laca transparente, en donde al menos una de las composiciones de agente de imprimacion, composiciones de laca de acabado o composiciones de laca transparente es una composicion de agente de revestimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 12, y llevando a cabo a continuacion una reticulacion qmmica.
- 14. Utilizacion de una composicion de agente de revestimiento segun una o mas de las reivindicaciones 1 a 12 como composicion de agente de imprimacion, composicion de laca de acabado o composicion de laca transparente, para el revestimiento de substratos metalicos y/o substratos de plastico.
- 15. Utilizacion segun la reivindicacion 14, en donde el substrato consiste en un casco de avion o una parte de un casco de avion, en palas de rotor de una turbina eolica, en un casco de barco o una parte del mismo, o en una maquina.
- 16. Substrato consistente en uno o mas metales y/o plasticos, que esta revestido con una composicion de 5 agente de revestimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 12 reticulada qmmicamente o que se ha obtenidomediante el procedimiento segun la reivindicacion 13.
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