ES2896408T3

ES2896408T3 - Composición de acabado, método de recubrimiento de sustratos con la misma y sustrato

Info

Publication number: ES2896408T3
Application number: ES15906008T
Authority: ES
Inventors: Meiru Sun; Hailong Yan
Original assignee: PPG Coatings Tianjin Co Ltd
Current assignee: PPG Coatings Tianjin Co Ltd
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2022-02-24
Anticipated expiration: 2035-10-12
Also published as: PL3362525T3; EP3362525B1; WO2017063123A1; US20180291225A1; TWI616494B; CN108137980A; BR112018005879A2; MX2018003834A; TW201716523A; CA3001491A1; EP3362525A4; AU2015411754A1; KR20180052706A; AU2015411754B2; EP3362525A1

Abstract

Una composición de acabado curable por radiación, con alto contenido de sólidos, retardadora de la llama y resistente a las manchas de yodo, que comprende: (a) un componente termoplástico que incluye una o ambas de una resina de acetato de etilenvinilo que comprende 5-45 % de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal y una resina de cloruro de acetato de vinilo que comprende 3-45 % de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal; y (b) un componente curable por radiación que incluye: (b-1) uno o más oligómeros acrílicos seleccionados de acrilato de poliuretano, acrilato de poliéster, acrilato de epoxi, y oligómeros que comprenden una o más unidades acrílicas repetidas; y (b-2) uno o más monómeros acrílicos que comprenden acrilato de isobornilo (IBOA), acrilato de isodecilo (IDA), triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA), triacrilato de pentaeritritol (PETA) o tetraacrilato de pentaeritritol (PETTA), en donde la composición comprende 50 a 100 % en peso de componentes sólidos.

Description

DESCRIPCIÓN

Composición de acabado, método de recubrimiento de sustratos con la misma y sustrato

Campo técnico

La presente invención se refiere a una composición de acabado, especialmente a una composición de acabado curable por radiación con alto contenido de sólidos que tiene buena resistencia a las manchas de yodo y retardación a la llama. La presente invención además se refiere a un método de recubrimiento de un sustrato con la composición de acabado, y de un sustrato al menos parcialmente recubierto con una composición de acabado.

Antecedentes de la invención

Actualmente, una variedad de sustratos naturales o sintéticos se usan ampliamente como materiales constructivos o decorativos (tal como revestimientos de pisos, paneles, o similares) en lugares públicos (tal como aeropuertos, estaciones de tren, hoteles, edificios de oficinas o fábricas, y hospitales) o casas particulares. Para mejorar el comportamiento de la superficie o la apariencia estética, los sustratos tienden a tener recubrimientos funcionales y/o decorativos aplicados en sus superficies, tales como primeras manos, acabados, etc.

Los acabados convencionales pueden incluir principalmente acabado a base de solvente (SB), acabados a base de agua (WB), acabados UV con alto contenido de sólidos (o incluso 100 % de sólidos), acabados en polvo, entre otros. De ellos, los acabados con alto contenido de sólidos se consideran productos ecológicos porque contienen poco o ningún compuesto orgánico volátil (VOC). Por otra parte, los acabados con alto contenido de sólidos tienen típicamente una buena flexibilidad y extensibilidad. Con la creciente conciencia del público sobre la protección del medio ambiente, los acabados con alto contenido de sólidos se están volviendo más populares en el mercado.

El documento US 2005/0065226 A1 describe una pintura para materiales plásticos y metálicos, más específicamente para carcasas de teléfonos móviles que comprende, entre otros componentes, una resina a base de acrílico curable por UV que comprende un oligómero de acrilato de uretano que puede comprender además un diluyente reactivo monomérico acrílico multifuncional. La pintura comprende además un relleno y una dispersión de cera en un solvente.

Por otra parte, desde el punto de vista de la seguridad, se desea que (especialmente, los usados en superficies de sustratos combustibles, por ejemplo, plástico, madera, o sustratos compuestos) sea retardador de la llama, así como para modificar la propiedad de combustión de los sustratos o aumentar su resistencia al fuego para prevenir incendios o retardar su propagación. Además, con respecto a los sustratos usados en lugares como hospitales, clínicas, entre otros, se desea además que los acabados tengan una buena resistencia a las manchas de yodo porque la tintura de yodo altamente permeable se usa ampliamente en tales lugares y, en consecuencia, sería inevitable caer sobre, por ejemplo, suelos, superficie de las mesas, paredes, o similares, de esta manera que resulta en la tinción de yodo en los sustratos.

Por lo tanto, existe una necesidad continua de un nuevo acabado con alto contenido de sólidos que tiene tanto una buena retardación a la llama como una buena resistencia a las manchas de yodo.

Resumen de la invención

Para abordar los problemas mencionados mencionado anteriormente y otros, la presente invención proporciona una nueva composición de recubrimiento curable por radiación con alto contenido de sólidos que comprende una combinación de un componente termoplástico con un componente curable por radiación, que tienen tanto una buena retardación a la llama como una buena resistencia a las manchas de yodo.

La presente invención proporciona una composición de acabado curable por radiación, retardadora de la llama y resistente a las manchas de yodo, con alto contenido de sólidos, como se detalla en las reivindicaciones, que comprende:

(a) un componente termoplástico que incluye una o ambas de una resina de acetato de etilenvinilo (EVA) que comprende 5-45 % de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal y una resina de cloruro de acetato de vinilo que comprende 3-45 % de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal; y

(b) un componente curable por radiación que incluye

(b1) uno o más oligómeros acrílicos de poliuretano acrilato, poliéster acrilato, epoxi acrilato, y oligómeros que comprenden una o más unidades acrílicas repetidas; y

(b2) uno o más monómeros acrílicos que comprenden acrilato de isobornilo (IBOA), acrilato de isodecilo (IDA), triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA), triacrilato de pentaeritritol (PETA), o tetraacrilato de pentaeritritol (PETTA), en donde la composición comprende de 50 a 100 % en peso. de componentes sólidos.

La presente invención proporciona además un método de recubrimiento de al menos una porción de un sustrato, que comprende: recubrir el sustrato con la composición de acabado curable por radiación de acuerdo con la presente invención; y curar la composición de acabado con radiación.

La presente invención proporciona además un sustrato que está al menos parcialmente recubierto con las composiciones de acabado curables por radiación de acuerdo con la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Todos los términos, como se usan en la presente descripción tienen las siguientes definiciones, a menos que se indique de otra forma. Todas las partes y por cientos como se usan en la presente descripción son en base al peso, a menos que se indique de otra forma.

La presente invención proporciona una composición de acabado curable por radiación con alto contenido de sólidos, retardadora de la llama y resistente a las manchas de yodo, como se detalla en las reivindicaciones, que comprende:

(a) un componente termoplástico que incluye una o ambas de una resina de acetato de etilenvinilo (EVA) y una resina de cloruro de acetato de vinilo; y

(b) un componente curable por radiación que incluye uno o más oligómeros acrílicos y uno o más monómeros acrílicos.

Como se usa en la presente descripción, el término "contenido de sólidos" se refiere al por ciento en masa de componentes secos en relación con los componentes totales de una emulsión o recubrimiento, y el término "alto contenido de sólidos" significa que la resina o composición comprende de 50 % a 100 % de componentes sólidos. En otras palabras, la resina o composición puede ajustarse para que no contenga solvente (tal como solvente acuoso o no acuoso, por ejemplo, agua, solvente orgánico volátil, etc.), o contener una cierta cantidad (por ejemplo, 0 a 50 %) de solvente de acuerdo con los requisitos de fluidez y viscosidad de los recubrimientos, si se requiere. Por lo cual, en un aspecto, la composición de acabado de acuerdo con la presente invención puede ser 100 % de sólidos, y en otro aspecto, la composición de acabado de acuerdo con la presente invención puede contener, por ejemplo, 50 % en peso, 60 % en peso, 70 % en peso, 80 % en peso, o incluso 90 % en peso de sólidos. Por lo cual, la composición de acabado de acuerdo con la presente invención tiende a exhibir una toxicidad y un riesgo de incendio relativamente bajos, y puede satisfacer el estricto Estándar de emisión de compuestos orgánicos volátiles (VOC) para la industria de acabados VOC, por lo cual son productos ecológicos o productos "verdes".

Como se usa en la presente descripción, el término "curable por radiación" significa que los materiales de bajo peso molecular (por ejemplo, prepolímeros, oligómeros y/o monómeros) en una resina o composición líquida pueden sufrir polimerización, copolimerización, o reticulación mediante tecnología de curado por radiación (también conocida como "tecnología de curado por energía ", tal como curado por radiación UV o de haz de electrones de alta energía (EB)) para generar materiales de alto peso molecular. La tecnología de curado por radiación tiene ventajas que incluyen un curado rápido, bajo consumo de energía, bajos residuos de solventes, etc.

Como se usa en la presente descripción, el término "acabado" se refiere a la capa de recubrimiento más exterior entre un sistema de recubrimiento multicapa que consiste principalmente en una o más capas de primera mano y una o más capas de acabado. En consecuencia, el acabado debería exhibir un rendimiento superior en comparación con la primera mano. Por ejemplo, un acabado debe poseer una buena resistencia a la humedad, a la intemperie, y a los agentes químicos (por ejemplo, tintura de yodo) y una buena retardación a la llama, y proporcionar protección para la(s) capa(s) subyacente(s). En general, las propiedades superficiales de un acabado dependen principalmente de las resinas (es decir, materiales polimerizables) usadas en los recubrimientos. Típicamente, la composición de acabado de acuerdo con la presente invención puede usarse en coordinación con cualquier primera mano convencional, siempre que sean compatibles entre sí. Alternativamente, la composición de acabado de acuerdo con la presente invención puede aplicarse directamente sobre la superficie de cualquier sustrato sin aplicar previamente ninguna primera mano.

Como se indicó anteriormente, la composición de acabado de acuerdo con la presente invención puede comprender un componente termoplástico como uno de los materiales formadores de película esenciales. Aquí, el término "componente termoplástico" se refiere a una resina o composición de resina que puede curarse mediante secado al aire, por ejemplo, a una temperatura elevada (por ejemplo, 50 °C). El componente termoplástico adecuado para su uso en la presente invención puede comprender una o ambas de la resina eVa y la resina de acetato de vinilo cloruro. El componente termoplástico es fundamental para el rendimiento del recubrimiento, que incluye, pero no se limita a, la resistencia a las manchas de yodo, la retardación a la llama a la llama, la dureza, y el brillo.

Aquí, el término "resina de acetato de etilenvinilo (EVA)" se refiere a un oligómero formado mediante copolimerización de monómero de etileno con monómero de acetato de vinilo; y la "resina de cloruro de acetato de vinilo" (también conocida como vinisol) se refiere a un oligómero formado mediante copolimerización de monómero de cloruro de vinilo con monómero de acetato de vinilo. La resina EVA y la resina de cloruro de acetato de vinilo pueden usarse solas, o pueden usarse en combinación en cualquier relación. La resina EVA y/o el vinisol pueden impartir propiedades resistentes a las manchas de yodo y retardadoras de la llama a las composiciones de acabado, pero no afectarían sustancialmente a las ventajas tradicionales del componente curable por radiación, tales como propiedades de curado rápido y ecológico.

En un aspecto, la resina EVA adecuada para su uso en la presente invención puede tener un peso molecular promedio en peso (Mw) de 500 o más, como se mide por GPC. Por ejemplo, la resina EVA puede tener una Mw de 2000 o más. Por otra parte, la resina EVA puede tener una Mw de 50000 o menos, o puede tener una Mw de 10000. En general, la resina EVA que tiene una Mw mayor que 50 000 impartirá una viscosidad muy alta al recubrimiento líquido, y la resina EVA que tiene una Mw menor (tal como, una Mw menor que 500) traerá mala flexibilidad y dureza a la película curada.

La resina EVA adecuada para su uso en la presente invención comprende un 5 % o más de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal, tal como, 20 % o más de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal; y por otra parte la resina EVA comprende 45 % en peso o menos de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal, tal como 32 % o menos de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal. Típicamente, las unidades de acetato de vinilo incorporadas dentro de la cadena principal de la resina eVa ayudan a mejorar la disolubilidad, el efecto plastificante, la flexibilidad, la transparencia y la capacidad de incorporación de cualquier relleno, mientras que comúnmente son malas para la resistencia a la tracción, dureza, resistencia química, o similares. Por lo cual, en consideración con el equilibrio entre las diversas propiedades de la resina EVA, se recomienda comprender 5 a 24 % (por ejemplo, 20 a 32 %) de unidades de acetato de vinilo en la cadena principal de la resina EVA.

En el otro aspecto, la resina EVA adecuada para su uso en la presente invención puede estar modificada o sin modificar. El término "modificado" significa cambiar las propiedades físicas y/o químicas de una resina mediante el tratamiento de la resina con un agente químico activo. Por ejemplo, la resina EVA puede modificarse con un plástico térmico o una resina curable por radiación, por ejemplo, cloruro de polivinilo (PVC).

En un aspecto adicional, el vinisol adecuado para su uso en la presente invención puede tener una Mw de 500 o más, como se mide por GPC, por ejemplo, 2000 o más. Por otra parte, el vinisol puede tener una Mwde 50000 o menos, por ejemplo, 10000. El vinisol que tiene una Mw mayor que 50000 impartirá mayor viscosidad al recubrimiento líquido y mala disolubilidad; mientras que el vinisol tiene una Mw menor que 500 resultará en una mala flexibilidad y dureza para la película curada.

El vinisol adecuado para su uso en la presente invención comprende 3 % o más de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal, tal como, 5 % o más, por ejemplo, 14 % o más. Por otra parte, el Vinisol comprende 45 % o menos de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal, tal como un 38 % o menos, por ejemplo, un 25 % o menos. Típicamente, las unidades de acetato de vinilo incorporadas dentro de la cadena principal del vinisol ayudan a mejorar la disolubilidad, el efecto plastificante, la flexibilidad, la transparencia y la capacidad de incorporación de los filtros; mientras que comúnmente son malos para la resistencia a la tracción, dureza y resistencia química. Por lo cual, en consideración con el equilibrio entre las diversas propiedades del vinisol, se recomienda comprender 3 % a 45 % (tal como, 5 % a 38 %, o 14 a 25 %) de unidades de acetato de vinilo en la cadena principal del vinisol.

En otro aspecto adicional, el vinisol adecuado para su uso en la presente invención puede estar modificado o sin modificar. Por ejemplo, el vinisol puede modificarse con, por ejemplo, anhídrido maleico de estireno, o el vinisol puede modificarse con 0,5 % a 2 % de anhídrido maleico de estireno, que puede mejorar la adhesión de la película curada.

El componente termoplástico puede estar presente generalmente en la composición de acabado de acuerdo con la presente invención en una cantidad de 5 % en peso o más, tal como, 10 % en peso o más, por ejemplo, 20 % en peso, en base al peso total de la composición de acabado de acuerdo con la presente invención. Por otra parte, el componente termoplástico puede estar presente generalmente en las composiciones de acabado de acuerdo con la presente invención en una cantidad del 95 % en peso o menos, tal como, 80 % en peso o menos, 60 % en peso o menos, 50 % en peso o menos, o 40 % en peso o menos, en base al peso total de la composición de acabado de la presente invención. Dado que el componente termoplástico (es decir, la resina EVA y/o el vinisol) que tiene una Mw relativamente alta no forma parte en la reacción de curado por radiación química, un porcentaje apropiado (por ejemplo, aquellos que satisfacen los límites superior e inferior mencionados anteriormente) de componente termoplástico ayuda a disminuir la densidad de reticulación por radiación, de esta manera mejora la adhesión y el rendimiento anti-deformación. Por otra parte, un componente termoplástico que, por ejemplo, exceda el límite superior mencionado anteriormente, puede resultar en una densidad de reticulación por radiación insuficiente y, por lo cual, tendrá un impacto negativo sobre la resistencia mecánica de la película curada. En particular, el componente termoplástico usado en una cantidad adecuada (tal como, en una cantidad que cae dentro del intervalo mencionado anteriormente) puede ayudar a mejorar las propiedades retardadoras de la llama y resistentes a las manchas de yodo. Por el contrario, la resistencia a las manchas de yodo y la retardación a la llama se verán afectadas negativamente si el componente termoplástico está en una cantidad insuficiente, tal como, en una cantidad menor que el límite inferior mencionado anteriormente.

La resina EVA y la resina de cloruro de acetato de vinilo adecuadas para su uso en la presente invención pueden estar disponibles comercialmente, o pueden sintetizarse de acuerdo con tecnologías convencionales en la técnica. Los ejemplos típicos de las resinas EVA disponibles comercialmente pueden comprender, pero no se limitan a, DuPont ELVAX 150W, y similares. Los ejemplos típicos de la resina de cloruro de acetato de vinilo disponible comercialmente pueden comprender, pero no se limitan a, resina de vinisol Guangzhou lu'ou T32, Wacker vinnol E22/48A, o similares.

Como se indicó anteriormente, la composición de acabado de acuerdo con la presente invención comprende además un componente curable por radiación. Aquí, el término "componente curable por radiación" se refiere a una composición que comprende uno o más oligómeros y/o uno o más monómeros que pueden reticularse para formar una estructura similar a una red bajo radiación (por ejemplo, radiación UV o EB). Como requisitos prácticos (tal como, viscosidad y similares), el componente curable por radiación solo puede comprender oligómero(s) o monómero(s), o una de sus combinaciones. El componente curable por radiación de la composición de acabado de acuerdo con la presente invención ofrece la red de reticulación química durante el proceso de curado.

Como se dijo anteriormente, el componente curable por radiación de acuerdo con la presente invención comprende uno o más oligómeros acrílicos. El término "oligómero" se refiere a polímeros que comprenden una cantidad relativamente pequeña de unidades repetidas en su cadena principal, tal como, aquellos que comprenden de 5 a 50 unidades repetidas, y el término "oligómero acrílico" se refiere a oligómeros que comprenden una o más unidades acrílicas repetidas, tales como ácido acrílico, acrilamida, acrilato, metacrilato, y similares. Los oligómeros acrílicos adecuados para su uso en la presente invención pueden comprender además, si se requiere, una o más unidades repetidas derivadas de otros monómeros polimerizables, tales como monómeros olefínicos y similares. Los oligómeros acrílicos pueden reticularse para formar una estructura similar a una red bajo radiación (por ejemplo, UV o EB) durante el proceso de curado.

En un aspecto, los oligómeros acrílicos adecuados para su uso en la presente invención pueden tener una Mw de 500 o más, tal como 1000 o más. Por otra parte, los oligómeros acrílicos adecuados para su uso en la presente invención pueden tener una Mw de 20000 o menos, tal como, 10000 o menos.

En otro aspecto, los oligómeros acrílicos adecuados para su uso en la presente invención pueden comprender acrilato de poliuretano, acrilato de poliéster, y acrilato de epoxi. Típicamente, pueden usarse oligómeros de acrilato que tienen altas funcionalidades y densidad de reticulación por radiación como oligómero acrílico porque pueden contribuir a la resistencia a las manchas de yodo y la retardación a la llama.

Los oligómeros acrílicos adecuados para su uso en la presente invención pueden estar disponibles comercialmente, o pueden sintetizarse de acuerdo con tecnología convencional en la técnica. Los ejemplos típicos de resinas de acrilato disponibles comercialmente pueden comprender, pero no se limitan a, PPG URETANO ACRILATO, acrilato de poliuretano 2 funcional; Jiangsu Sanmu SM6205, acrilato de poliuretano 2 funcional; Guangdong JESIDA DSP-552F, poliuretano modificado con flúor 6 funcional; ETERNAL 6196-100, acrilato de poliuretano 15 funcional; ETERNAL ETERCURE DR-E532, acrilato de poliéster 2 funcional; Guangdong Wuxing EA8204, acrilato de poliéster 2 funcional; Jiangsu Sanmu SM6105-75Y, acrilato de epoxi bisfenol A; y similares.

Como se dijo anteriormente, el componente curable por radiación de acuerdo con la presente invención comprende además uno o más monómeros acrílicos. El término "monómero" se refiere a una colección de moléculas pequeñas que pueden reaccionar consigo mismas o con otras moléculas mediante polimerización o copolimerización o condensación para formar un (co)polímero. Los monómeros acrílicos adecuados para su uso en la presente invención comprenden acrilato de isobornilo (IBOA), acrilato de isodecilo (IDA), triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA), triacrilato de pentaeritritol (PETA), y tetraacrilato de pentaeritritol (PETTA). Los monómeros acrílicos (tales como IBOA, IDA, o similares) pueden contribuir a la propiedad resistente a las manchas de yodo de la composición de acabado.

Típicamente, el componente curable por radiación puede estar presente en la composición de acabado de acuerdo con la presente invención en una cantidad de 5 % en peso o más, tal como, 20 % en peso o más, 40 % en peso o más, 50 % en peso o más, o 60 % en peso o más, en base al peso total de la composición de acabado de acuerdo con la presente invención. Por otra parte, el componente curable por radiación puede estar presente en la composición de acabado de acuerdo con la presente invención en una cantidad 95 % en peso o menos, tal como 90% en peso o menos, por ejemplo, 80 por peso o menos de la composición de acabado. Los monómeros (tales como IBOA, IDA, o similares) pueden contribuir a la propiedad de resistencia a las manchas de yodo; y por otra parte pueden usarse para ajustar la viscosidad sin disminuir el contenido de sólidos de la resina, a diferencia de los solventes. Además, el rendimiento de la mancha con yodo se verá afectado si los monómeros se usan en una cantidad insuficiente; y la flexibilidad de la película curada puede ser mala, y la respuesta de curado por UV puede verse afectada, de esta manera se imparte una viscosidad inadecuada si los monómeros se usan en una cantidad en exceso.

En un aspecto, los oligómeros acrílicos pueden estar presente en el componente curable por radiación de acuerdo con la presente invención en una cantidad de 0 % en peso o más, tal como, 5 % en peso o más, 15 % en peso o más, o 25 % en peso o más, en base al peso total del componente curable por radiación. Por otra parte, los oligómeros acrílicos pueden estar presente en el componente curable por radiación de acuerdo con la presente invención en una cantidad de 100 % en peso o menos, 85 % en peso, 65 % en peso o menos, 45 % en peso o menos, o 35 % o menos en base al peso total del componente curable por radiación. Por ejemplo, el oligómero acrílico puede estar presente en el componente curable por radiación de acuerdo con la presente invención en una cantidad de 5 % en peso a 95 % en peso, 10 % en peso a 70 % en peso, 15 % en peso a 50 % en peso, o 25 % en peso a 35 % en peso en base al peso total del componente curable por radiación. Si la cantidad de oligómero acrílico es demasiado baja (tal como, menos que 5 % en peso), la respuesta de curado por radiación del recubrimiento y la resistencia mecánica de la película curada pueden verse afectadas; y si la cantidad de acrílico es demasiado alta (tal como, mayor que 98 % en peso), el rendimiento general de la composición de acabado se verá afectado negativamente. Si las resinas de acrilato comprenden menos que 5 %, la respuesta de curado por radiación del recubrimiento y el rendimiento de resistencia mecánica de la película curada pueden verse afectados negativamente. Como las resinas EVA, los rellenos inorgánicos, los fotoiniciadores y algunos aditivos son fundamentales para el recubrimiento, no se recomienda que el porcentaje de acrilato supere el 98 %.

En otro aspecto más, los monómeros pueden estar presente en el componente curable por radiación de acuerdo con la presente invención en una cantidad de 0 % en peso o más, tal como, 15 % en peso o más, en base al peso total del componente curable por radiación. Por otra parte, los monómeros pueden estar presente en el componente curable por radiación de acuerdo con la presente invención en una cantidad de 100 % en peso o menos, tal como 95 % en peso o menos en base al peso total del componente curable por radiación. Por ejemplo, los monómeros pueden estar presente en el componente curable por radiación de acuerdo con la presente invención en una cantidad de 10 % en peso a 95 % en peso, tal como, 20 % en peso a 60 % en peso, o 30 % en peso a 40 % en peso, en base al peso total del componente curable por radiación. Si la cantidad de monómeros es demasiado alta (por ejemplo, mayor que 95 % en peso), la respuesta de curado por radiación del recubrimiento y/o la flexibilidad de la película curada pueden verse afectadas negativamente.

En un aspecto, el componente curable por radiación de acuerdo con la presente invención puede comprender:

(b-1) 5-98 % en peso del oligómero de acrilato;

(b-2) 2-95 % en peso del monómero, y

(b-3) 0 a 10 % en peso del fotoiniciador,

en base al peso total del componente curable por radiación.

La composición de acabado de acuerdo con la presente invención comprende una combinación de un componente termoplástico especialmente seleccionado con un componente curable por radiación, de esta manera se logran buenas propiedades retardadoras de la llama y resistentes al yodo mientras se mantienen las ventajas tradicionales de los recubrimientos UV que incluyen, propiedades ecológicas y libres de COV, curado rápido, fácil aplicación, resistencias mecánicas superiores, y similares.

Además de los componentes mencionados anteriormente, la composición de acabado de acuerdo con la presente invención puede comprender además pigmentos y/o aditivos adicionales para mejorar sus rendimientos.

Como se indicó anteriormente, la composición de acabado de acuerdo con la presente invención puede comprender un pigmento que se refiere a un material capaz de impartir color(es), relleno y/o resistencia a la abrasión al(los) objeto(s) objetivo. Típicamente, tales pigmentos comprenden pigmentos orgánicos y pigmentos inorgánicos, y los pigmentos inorgánicos también se conocen como pigmentos minerales. En un aspecto, el pigmento adecuado para su uso en la composición de acabado puede comprender un pigmento inorgánico. Los ejemplos típicos de pigmentos inorgánicos pueden incluir, pero no se limitan a, alúmina (A^O3), titania (TO2), carbonato de calcio (CaCO3), carbonato de bario (BaCO3), polvos de aluminio (Al), óxido férrico (Fe2O3), sílice (SO2) o similares. En un aspecto adicional, el pigmento adecuado para su uso en la composición de acabado de la presente invención puede comprender alúmina, sílice amorfa, o sílice molida porque pueden impartir o mejorar adicionalmente la resistencia a la abrasión y retardación a la llama de la composición de acabado. En un aspecto, el pigmento puede comprender 1 % en peso o más de la composición de acabado, tal como 5 % en peso o más o 7 % en peso o más. En otro aspecto, el pigmento puede comprender 60 % en peso o menos de la composición de acabado, tal como 40 % en peso o menos o 20 % en peso o menos. Además de proporcionar color, los pigmentos pueden servir además para ajustar el brillo (es decir, como agentes mate) o mejorar la resistencia mecánica (es decir, como rellenos pigmentados) en la composición de acabado de acuerdo con la presente invención.

La composición de acabado de acuerdo con la presente invención puede comprender además uno o más fotoiniciadores para facilitar el fotocurado. Aquí, el término "fotoiniciador" se refiere a una clase de materiales que pueden descomponerse bajo radiación e iniciar una polimerización de oligómeros y/o monómeros polimerizables para formar una estructura tridimensional similar a una red. Los fotoiniciadores adecuados para su uso en la composición de acabado de acuerdo con la presente invención pueden comprender cualquier fotoiniciador convencional usado comúnmente en el campo de los polímeros. Los ejemplos típicos de fotoiniciadores útiles pueden incluir, pero no se limitan a, uno o más seleccionados del grupo que consiste en: IRGACURE 1173 - BASF, IRGACURE 184 - BASF, IHT-PI-BP, and IHT-PI TPO. En un aspecto, el fotoiniciador puede estar presente en las composiciones de acabado de acuerdo con la presente invención en una cantidad de 0 % en peso o más, tal como, 1 % en peso o más o 2 % en peso o más, en base al peso total de la composición de acabado. En otro aspecto, el pigmento puede estar presente en las composiciones de acabado de acuerdo con la presente invención en una cantidad de 10 % en peso o menos, tal como 4 % en peso o menos, en base al peso total de la composición de acabado.

Por otra parte, la composición de acabado de acuerdo con la presente invención puede comprender además otros aditivos. Por ejemplo, los antiespumantes pueden inhibir la formación de burbujas y permitir que las burbujas generadas se escapen o se rompan durante la producción. Los agentes de acabado mate pueden reducir el brillo de la película de recubrimiento formada a partir de la composición de acabado o permitir que la película de recubrimiento formada tenga una apariencia mate. Los solventes pueden ajustar la viscosidad de la composición de acabado. Los agentes niveladores pueden mejorar la propiedad de manipulación del recubrimiento para producir una capa de recubrimiento lisa y plana. Los perfumes pueden mejorar un olor agradable a los recubrimientos. Los modificadores de reología pueden mejorar la fluidez y la propiedad de nivelación y reducir los defectos durante la emulsificación. Los conservantes pueden evitar que el recubrimiento se enmohezca. Los rellenos sirven en un acabado para aumentar el contenido de sólidos y reducir el costo de producción. Los reguladores de pH sirven para controlar el valor del pH y estabilizar el recubrimiento. Las ceras sirven para aumentar la propiedad anti-rayado y mejorar la sensación al tacto. Los espesantes pueden aumentar la viscosidad del recubrimiento y mejorar el grosor de la película humectante y proteger el acabado de la precipitación y la separación de capas. Otros aditivos, tales como inhibidores de herrumbre, agentes endurecedores, agentes deslizantes, agentes absorbentes de UV, etc., también pueden usarse en la composición de acabado de la presente invención, siempre que sean física y químicamente compatibles con los componentes primarios de la composición de acabado de la presente invención y puede impartir uno o más beneficios a la composición de acabado. En la práctica, cada aditivo adicional puede contener 0,1 a 8 % en peso de la composición de acabado de acuerdo con la presente invención.

La presente invención proporciona además un método de recubrimiento de al menos a una porción de un sustrato, que comprende las etapas de recubrir el sustrato con la composición de acabado curable por radiación de acuerdo con la presente invención; y curar la composición de acabado bajo radiación UV. Como se indicó, el término "sustrato" se refiere a materiales que tienen superficies rugosas o lisas con o sin primera mano sobre ellas. Los ejemplos típicos de sustratos incluyen, pero no se limitan a, aquellos hechos de plásticos (por ejemplo, PE, PVC, etc.); maderas (por ejemplo, materiales de roble o pino); materiales artificiales a base de madera (por ejemplo, madera contrachapada, madera prensada, tableros de partículas, etc.); metales (acero inoxidable, aluminio, aleaciones de aluminio, etc.); vidrio; cerámica; o cualquiera de sus combinaciones. Los sustratos adecuados para su uso en la recepción de la composición de acabado de acuerdo con la presente invención pueden incluir, pero no se limitan a, madera, plásticos (por ejemplo, sustratos de PVC, y PU), etc.

La presente invención proporciona además un sustrato al menos parcialmente recubierto con la composición de acabado de acuerdo con la presente invención.

Los siguientes ejemplos se presentan para demostrar los principios generales de la invención. Los ejemplos describen la preparación y el ensayo de la composición de acabado de la presente invención, con alto contenido de sólidos que tiene buena resistencia a las manchas de yodo y retardación a la llama. Todas las cantidades enumeradas se describen en partes por peso total, y todos los porcentajes enumerados en base al peso, a menos que se indique de cualquier otra manera.

Ejemplos de preparación

Las composiciones de acabado 1-6 que comprenden componentes como se describió en adelante se prepararon generalmente tomando una muestra de 800 g para preparar cada composición de acabado. Es decir, en la preparación de cada una de esas composiciones de acabado, se añadieron en un recipiente de acero inoxidable 1 L oligómeros acrílicos y monómeros acrílicos (es decir, el componente curable por radiación), así como también solventes. La mezcla se agitó de 600 a 800 rpm con un equipo de dispersión de alta velocidad IKA (1500 rpm) durante 10 min. Luego, se añadió una resina EVA y/o cloruro de acetato de vinilo (es decir, el termoplástico), y la mezcla se agitó a 1000-1200 rpm hasta que el termoplástico se disolvió totalmente en el componente curable por radiación para lograr una viscosidad de 8000-15 000 cps (eje Brookfield RVT #320 RPM a 25 °C). A continuación, se añadió pigmento o pigmentos a la mezcla, y se agitó a una temperatura más abajo de 70 °C con un mezclador de alta velocidad durante menos de 60 min. Finalmente, se agregaron los componentes restantes de la composición de acabado (que incluyen, pero no se limitan a, fotoiniciadores, y otros monómeros, así como también otros aditivos, si se usaban), y la mezcla se agitó hasta obtener una mezcla homogénea, de esta manera se produce la composición de acabado deseada.

Aquí están las composiciones de acabado preparadas como se describió anteriormente.

Composición de acabado Ejemplo 1:

EVA: DuPont ELVAX 150W 5 %

VINISOL: resina vinisol lu'ou T32 EVA 10 %

Oligómero acrílico: ACRILATO DE URETANO PPG 20 %

Oligómero acrílico: Guangdong Wuxing EA8204 20 %

Monómero acrílico: acrilato de isobornilo (IBOA) 5 %

Monómero acrílico: acrilato de isodecilo (IDA) 15 %

Solvente: acetato de propilenglicol metil éter (pma) 20 %

fotoiniciadores: IRGACURE 184 - BASF 3 %

fotoiniciadores: IHT-PI-BP 2 %

Composición de acabado Ejemplo 2:

Vinisol: Wackervinnol E22/48 8 % EVA: DuPont ELVAX 150W 8 % Oligómero acrílico: ETERNAL 6196-100 10 % Oligómero acrílico: Jiangsu Sanmu SM6105-75Y 20 % Oligómero acrílico: Guangdong JESIDA DSP-552F 15% Monómero acrílico: triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA) 35 % fotoiniciadores: IRGACURE 1173 - BASF 2 % fotoiniciadores: IHT-PI TPO 2 %

Composición de acabado Ejemplo 3:

EVA: DuPont ELVAX 150W 5 % Oligómero acrílico: ACRILATO DE URETANO PPG 34 % Oligómero acrílico: Guangdong JESIDA DSP-552F 10% Monómero acrílico: acrilato de isobornilo (IBOA) 10 % Monómero acrílico: acrilato de isodecilo (IDA) 10 % AL2O3: MICROGRIT WCA 3S - CORPORACIÓN DE MICRO ABRASIVOS 10 % Sílice molida: TREMIX958-600EST-SIBELCO 10 % Agente de sílice mate: SYLOID ED 80 - GRACE DAVISON 5 % fotoiniciadores: IRGACURE 1173 - BASF 6 %

Composición de acabado Ejemplo 4:

Vinisol sin modificar: wacker vinnol E22/48 A 5 % vinisol modificado: resina vinisol lu'ou T32 EVA 5 % EVA sin modificar: DuPont ELVAX 150W 5 % Solvente: ACETATO DE N-BUTILO 10 % Oligómero acrílico: ACRILATO DE URETANO PPG 10 % Oligómero acrílico: Jiangsu Sanmu SM6105-75Y 9,8 % Monómero acrílico: triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA) 30 % Monómero acrílico: acrilato de isobornilo (IBOA) 5 % Agente de sílice mate: SYLOID ED 80 - GRACE DAVISON 3 % Al2O3: MICROGRIT WCA 3S - CORPORACIÓN DE MICRO ABRASIVOS 10 % Sílice molida: TEGO AIREX 920 - INDUSTRIAS EVONIK 0,2 % fotoiniciadores: IHT-PI-BP 2 % fotoiniciadores: IHT-PI TPO 2 % fotoiniciadores: IRGACURE 184- BASF 3 %

Composición de acabado Ejemplo 5 sin fotoiniciador:

EVA: DuPont ELVAX 150W 5 % Oligómero acrílico: ACRILATO DE URETANO PPG 34 % Oligómero acrílico: Guangdong JESIDA DSP-552F 13% Monómero acrílico: acrilato de isobornilo (IBOA) 10 % Monómero acrílico: acrilato de isodecilo (IDA) 13 % AL2O3: MICROGRIT WCA 3S - CORPORACIÓN DE MICRO ABRASIVOS 10 % Sílice molida: TREMIX958-600EST-SIBELCO 10 % Agente de sílice mate: SYLOID ED 80 - GRACE DAVISON 5 %

Aquí hay dos ejemplos comparativos.

Ejemplo Comparativo 1 (sin EVA o vinisol)

Oligómero acrílico: ALLNEX EB 809 50 % Monómero acrílico: Eternal ETERMER 2211 18 % Monómero acrílico: MIWON Miramer M130 15% Agente de sílice mate: SYLOID ED 80 - GRACE DAVISON 8 % AL2O3: MICROGRIT WCA 3S - CORPORACIÓN DE MICRO ABRASIVOS 5 % Pigmento: IRGACURE 1173 - BASF 2,5 % Pigmento: IHT-PI-BP 1,5%

Ejemplo Comparativo 2 (mediante el uso de un componente termoplástico diferente)

Oligómero acrílico: ALLNEX EB 809 15% Monómero acrílico: Eternal ETERMER 2211 35%

Monómero acrílico: MIWON MIRAMER M3190 20 %

componente termoplástico: TEGO ADDBOND LTH 10 %

Agente de sílice mate: SYLOID ED 30 - GRACE DAVISON 5 %

Pigmento: Sibelco silverBond 602 5 %

Pigmento: IHT-PI TPO 3 %

Pigmento: IRGACURE 184 - BASF 2 %

Pruebas:

Las composiciones de acabado 1-6 como se preparan en los ejemplos y los ejemplos comparativos mencionados anteriormente se probaron para determinar su respectiva retardación a la llama de acuerdo con el método de EN 13501-l:2007+Al:2009, y para su respectiva resistencia a las manchas de yodo de acuerdo con el método de EN 438-2:2005. Los resultados se enumeran, respectivamente, en la Tabla 1 y la Tabla 2 más abajo.

Tabla 1:

Tabla 2:

Nota 1: Nivel de retardación a la llama bajo EN13501-l:2007+Al:2009:

El nivel A es el mayor, luego el nivel B, el nivel C, el nivel D, y otros.

Nota 2: El índice de manchas bajo EN 438-2:2005 es la siguiente:

Índice 5: sin cambios visibles;

Índice 4: ligero cambio de brillo y/o color, solo visible en ciertos ángulos de visión;

Índice 3: cambio moderado de brillo y/o color;

Índice 2: marcado cambio de brillo y/o color; y

Índice 1: distorsión de la superficie y/o formación de ampollas.

Puede verse a partir de los ejemplos y ensayos anteriores que las composiciones de acabado de la presente invención exhiben una buena retardación a la llama y una excelente resistencia a las manchas de yodo, mientras que las composiciones comparativas no lo hacen.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición de acabado curable por radiación, con alto contenido de sólidos, retardadora de la llama y resistente a las manchas de yodo, que comprende:

(a) un componente termoplástico que incluye una o ambas de una resina de acetato de etilenvinilo que comprende 5-45 % de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal y una resina de cloruro de acetato de vinilo que comprende 3-45 % de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal; y (b) un componente curable por radiación que incluye:

(b-1) uno o más oligómeros acrílicos seleccionados de acrilato de poliuretano, acrilato de poliéster, acrilato de epoxi, y oligómeros que comprenden una o más unidades acrílicas repetidas; y (b-2) uno o más monómeros acrílicos que comprenden acrilato de isobornilo (IBOA), acrilato de isodecilo (IDA), triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA), triacrilato de pentaeritritol (PETA) o tetraacrilato de pentaeritritol (PETTA),

en donde la composición comprende 50 a 100 % en peso de componentes sólidos.

2. La composición de acabado de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la resina de acetato de etilenvinilo o cloruro de acetato de vinilo tiene un peso molecular promedio en peso que varía de 5000 a 50 000 como se mide mediante cromatografía de permeación en gel.

3. La composición de acabado de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cloruro de acetato de vinilo comprende 5-45 % de unidades de acetato de vinilo en su cadena principal.

4. La composición de acabado de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la resina de acetato de etilenvinilo está modificada con cloruro de polivinilo.

5. La composición de acabado de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la resina de cloruro de acetato de vinilo está modificada con anhídrido estireno maleico.

6. La composición de acabado de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el componente curable por radiación comprende además uno o más fotoiniciadores.

7. La composición de acabado de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además: al menos un pigmento.

8. La composición de acabado de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el pigmento es alúmina o sílice.

9. La composición de acabado de acuerdo con la reivindicación 1, en donde uno o más monómeros acrílicos comprenden acrilato de isobornilo y acrilato de isodecilo.

10. La composición de acabado de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende, en base al peso total de la composición de acabado:

(a) 1-95 % en peso del componente termoplástico;

(b) 5-99 % en peso del componente curable por radiación; y

(c) 0-60 % en peso del pigmento.

11. Un método de recubrimiento de al menos una porción de un sustrato que comprende las etapas de: recubrir el sustrato con la composición de acabado curable por radiación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10; y curar la composición de acabado bajo radiación UV.

12. Un sustrato que está al menos parcialmente recubierto con la composición de acabado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

13. El sustrato de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el sustrato comprende madera.

14. El sustrato de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el sustrato comprende plástico.