Un procedimiento para formar un revestimiento de materiales compuestos multicapa sobre un sustrato,

comprendiendo dicho procedimiento: - formar una capa de revestimiento de electrodepósito sobre el sustrato mediante el electrodepósito de una composición de revestimiento electrodepositable curable sobre al menos una porción del sustrato; - opcionalmente, calentar el sustrato revestido hasta una temperatura y durante un tiempo suficiente para curar la capa de revestimiento de electrodepósito; - formar una primera capa de revestimiento base sobre la capa de revestimiento de electrodepósito depositando una composición de revestimiento base curable acuosa directamente sobre al menos una porción de la capa de revestimiento de electrodepósito, en el que la composición de revestimiento base comprende: (i) una primera composición de ligante resinoso que comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en un polímero acrílico, un polímero de poliéster, un polímero de poliuretano, un polímero de poliéter, un polímero de poliepóxido, un polímero que contiene silicio, sus mezclas y sus copolímeros; (ii) una primera composición de pigmentos que comprende uno o más pigmentos potenciadores del color y/o potenciadores de efectos dispersados en el ligante resinoso (i); y (iii) una dispersión acuosa de micropartículas poliméricas reticuladas; - opcionalmente, deshidratar la capa de revestimiento base; - formar una capa de revestimiento superior sobre la primera capa de revestimiento base depositando una composición de revestimiento superior curable que está sustancialmente exenta de pigmentos directamente sobre al menos una porción de la capa de revestimiento base; y - curar la capa de revestimiento superior, la capa de revestimiento base y, opcionalmente, la capa de revestimiento de electrodepósito simultáneamente

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento para formar un revestimiento de materiales compuestos multicapa sobre un sustrato, en particular un sustrato de un vehículo de automoción, y a una línea de revestimiento en la que se emplea el procedimiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los revestimientos de materiales compuestos multicapa, por ejemplo, los sistemas de revestimiento de color y transparencia, que implican la aplicación un revestimiento base coloreado

o pigmentado, seguido de la aplicación de una capa transparente sobre la revestimiento base, se han hecho muy populares como acabado original para una serie de productos de consumo incluyendo, por ejemplo, vehículos de automoción. Los sistemas de revestimiento de color y transparencia tienen propiedades de aspecto extraordinarias, tales como brillo y definición de imagen, y proporcionan sistemas de revestimiento excelentes, tales como resistencia a la corrosión, resistencia a arañazos y a la abrasión, y resistencia a condiciones ambientales perjudiciales, tales como la lluvia ácida. Estos sistemas de revestimiento de color y transparencia se han hecho populares para su uso en vehículos de automoción, sustratos aeroespaciales, recubrimientos de suelos, tales como azulejos cerámicos y suelos de madera, materiales de envasado y similares.

Un procedimiento de revestimiento de automoción convencional incluye generalmente la aplicación secuencial de una composición de revestimiento electrodepositable, normalmente una composición catiónica, una composición de revestimiento de imprimación-sellado sobre el revestimiento de electrodepósito, una composición de revestimiento base potenciadora del color y/o potenciadora de efectos sobre el revestimiento de imprimación-sellado, y una composición de revestimiento transparente sobre la revestimiento base. En algunos casos, el revestimiento de electrodepósito se aplica sobre un revestimiento termoendurecible, soldable aplicado con laminador, que se ha aplicado al sustrato metálico de acero en bobina a partir del cual se forma la carrocería (o partes de la carrocería, tales como guardabarros, puertas y capós).

Por ejemplo, tal como se mencionó anteriormente, en la mayoría de las líneas de revestimiento de automoción, la carrocería primero recibe un revestimiento de electrodepósito, normalmente formado por una composición de revestimiento electrodepositable catiónica. Este revestimiento de electrodepósito generalmente después se cura. El revestimiento de electrodepósito debe ser totalmente adherente con el sustrato e inhibe la corrosión del sustrato al cual se aplica. En los revestimientos de electrodepósito convencionales, las propiedades excelentes de adhesión y resistencia a la corrosión pueden derivarse de la inclusión en la composición electrodepositable de resinas formadoras de película iónicas y/o agentes reticulantes que pueden comprender restos aromáticos. Aunque proporcionan una excelente adhesión y resistencia a la corrosión, estas resinas y/o agentes reticulantes son susceptibles a la degradación por la luz visible y/o ultravioleta, que puede penetrar a través de las capas de revestimiento aplicadas después. Esta fotodegradación puede dar como resultado la deslaminación del revestimiento de electrodepósito del sustrato, provocando un fallo catastrófico en el sistema de revestimiento de materiales compuestos multicapa.

Una composición de revestimiento de imprimación-sellado se aplica generalmente al revestimiento de electrodepósito curado, y el revestimiento de imprimación-sellado después se cura de modo térmico. La composición de revestimiento de imprimación-sellado normalmente comprende una composición polimérica que proporciona un revestimiento resistente y flexible; y generalmente está muy pigmentada, por ejemplo con pigmentos de carga, tales como talco y arcilla, y a menudo contiene pigmentos resistentes a la fotodegradación, por ejemplo, negro de carbono. La capa de revestimiento de imprimación-sellado curada puede tener un espesor de película de hasta 100 micrómetros, pero normalmente está entre 25 y 50 micrómetros. Como tal, el revestimiento de imprimación-sellado puede potenciar la resistencia a desconchones del sistema de revestimiento de materiales compuestos multicapa, y también puede ocultar cualquier defecto de la superficie presente en el revestimiento de electrodepósito, asegurando con ello un aspecto liso de los revestimientos superiores aplicados posteriormente. Además, la imprimación-sellado proporciona una opacidad a la luz visible y ultravioleta para evitar la fotodegradación del revestimiento de electrodepósito aplicado previamente. Una imprimación-sellado conocida es GPX 45379, disponible en el mercado en PPG Industries, Inc., de Pittsburgh, Pensilvania.

Entonces se aplica una composición de revestimiento base, a menudo una composición acuosa, al revestimiento de imprimación-sellado curado. La composición de revestimiento base normalmente contiene pigmentos potenciadores del color y/o potenciadores de efectos.

El revestimiento base generalmente recibe un cocido rápido a una temperatura y durante un tiempo suficiente para eliminar el exceso de disolventes, pero insuficiente para curar la composición de revestimiento base. Entonces se aplica un revestimiento transparente al revestimiento base sin curar. Esto se denomina habitualmente aplicación en húmedo sobre húmedo. El revestimiento transparente puede proporcionar un excelente brillo y definición de imagen, así como una resistencia a arañazos y al deterioro, y una resistencia a condiciones ambientales duras.

En una línea de revestimiento conocida, el sustrato se electrorreviste en una estación de electrorrevestimiento y después se lleva a una zona de imprimación para la aplicación de la imprimación-sellado. Tal como se describió anteriormente, la imprimación-sellado es generalmente un revestimiento relativamente espeso para ocultar los defectos en el sustrato subyacente. La capa de imprimación-sellado aplica es cura y después la imprimación-sellado curada puede ser pulida para eliminar los defectos de la superficie y para proporcionar una superficie externa lisa para la aplicación de otros revestimientos. Sin embargo, el procedimiento de pulido puede producir partículas pequeñas de polvo o suciedad que después deben cepillarse o limpiarse del sustrato antes de aplicar otros revestimientos. Después de este procedimiento de limpieza, el sustrato se lleva a una zona de revestimiento base en la que se aplica la composición de revestimiento base pigmentada a todo color sobre las porciones recortadas hacia dentro del sustrato. La misma composición de revestimiento base pigmentada a todo color se aplica sobre la imprimación-sellado sobre el exterior del sustrato en una o más estaciones de revestimiento base posteriores. Las composiciones de revestimiento base aplicadas entonces se cuecen para presecar el revestimiento base, y se aplica una composición de revestimiento transparente sobre el revestimiento base sobre el exterior del sustrato. Generalmente, la composición de revestimiento transparente no se aplica sobre el revestimiento base en algunas áreas en las porciones recortadas hacia dentro.

Debido al ahorro en los costes resultante, ha habido un reciente interés en el mercado de revestimientos de automoción para reducir el espesor de película curada de una o más de las capas de revestimiento en el revestimiento de composiciones multicapa y/o para eliminar una o más etapas de revestimiento por completo. Por ejemplo, en algunos procedimientos de revestimiento multicapa pueden eliminarse las etapas de aplicación y curado del revestimiento de imprimación-sellado. Es decir, la composición de revestimiento base se aplica directamente sobre el revestimiento de electrodepósito curado. En estos procedimientos de revestimiento modificados, se requiere el revestimiento de electrodepósito y el revestimiento base para cumplir las estrictas especificaciones de durabilidad, aspecto y propiedades físicas.

Además, como se mencionó anteriormente, para algunas aplicaciones se aplica con laminador a los sustrato metálicos un revestimiento de imprimación inhibidor de la corrosión y soldable. La composición de revestimiento base entonces puede aplicarse directamente al revestimiento de imprimación soldable curado sin un revestimiento de electrodepósito intermedio ni revestimiento de imprimación-sellado.

Además, hay partes y accesorios de automoción, por ejemplo partes de la carrocería elastoméricas o no metálicas, tales como parachoques... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para formar un revestimiento de materiales compuestos multicapa sobre un sustrato, comprendiendo dicho procedimiento:

- formar una capa de revestimiento de electrodepósito sobre el sustrato mediante el electrodepósito de una composición de revestimiento electrodepositable curable sobre al menos una porción del sustrato;

- opcionalmente, calentar el sustrato revestido hasta una temperatura y durante un tiempo suficiente para curar la capa de revestimiento de electrodepósito;

- formar una primera capa de revestimiento base sobre la capa de revestimiento de electrodepósito depositando una composición de revestimiento base curable acuosa directamente sobre al menos una porción de la capa de revestimiento de electrodepósito, en el que la composición de revestimiento base comprende:

(i) una primera composición de ligante resinoso que comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en un polímero acrílico, un polímero de poliéster, un polímero de poliuretano, un polímero de poliéter, un polímero de poliepóxido, un polímero que contiene silicio, sus mezclas y sus copolímeros;

(ii) una primera composición de pigmentos que comprende uno o más pigmentos potenciadores del color y/o potenciadores de efectos dispersados en el ligante resinoso (i); y

(iii) una dispersión acuosa de micropartículas poliméricas reticuladas; - opcionalmente, deshidratar la capa de revestimiento base;

- formar una capa de revestimiento superior sobre la primera capa de revestimiento base depositando una composición de revestimiento superior curable que está sustancialmente exenta de pigmentos directamente sobre al menos una porción de la capa de revestimiento base; y

- curar la capa de revestimiento superior, la capa de revestimiento base y, opcionalmente,

la capa de revestimiento de electrodepósito simultáneamente. 2. El procedimiento de la reivindicación 1, que además comprende:

- formar una segunda capa de revestimiento base sobre la primera capa de revestimiento base depositando una segunda composición de revestimiento base curable acuosa, que es igual o diferente de la primera composición de revestimiento base, directamente sobre al menos una porción de la primera capa de revestimiento base; y

- opcionalmente deshidratar la segunda capa de revestimiento base; por lo cual la capa de revestimiento superior se deposita directamente sobre al menos una porción de la segunda capa de revestimiento base, y la capa de revestimiento superior, la segunda capa de revestimiento base, la primera capa de revestimiento base y, opcionalmente, la capa de revestimiento de electrodepósito se curan simultáneamente.

3. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la

composición de revestimiento electrodepositable comprende una fase resinosa dispersada en un

medio acuoso, comprendiendo dicha fase resinosa:

(1) una o más resinas que contienen grupos de sal de amina catiónica, que contienen hidrógeno activo, no gelificadas, que son electrodepositables sobre un cátodo, comprendiendo dicha resina grupos de sal de amina catiónica derivados de grupos amino colgantes y/o terminales que tienen las siguientes estructuras (I o II):

(I) - NHR

**(Ver fórmula)**

10 en las que los grupos R representan H o alquilo C1 a C18; R1, R2, R3 y R4 son iguales o diferentes, y cada uno representa independientemente H o alquilo C1 a C4; y X e Y pueden ser iguales o diferentes, y cada uno representa independientemente un grupo hidroxilo o un grupo amino; y 15 (2) uno o más agentes de curado de poliisocianato alifático al menos parcialmente bloqueado.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que los grupos de sal de amina catiónica de la resina (1) se derivan de uno o más grupos amino colgantes que tienen la estructura (II), de forma que cuando la composición de revestimiento electrodepositable se electrodeposita y se cura,

20 al menos dos grupos que retiran electrones se unen en la posición beta con relación a sustancialmente todos los átomos de nitrógeno. 5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que los grupos que retiran electrones se seleccionan de un grupo éster, un grupo urea, un grupo uretano, y sus combinaciones. 6. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que la resina (1) comprende grupos de sal 25 de amina catiónica derivados de al menos un compuesto seleccionado de amoniaco, metilamina, dietanolamina, diisopropanolamina, N-hidroxietiletilendiamina, dietilentriamina y sus mezclas.

7. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que la resina que contiene grupos de sal de amina catiónica, que contiene hidrógeno activo (1) comprende un polímero seleccionado de al menos uno de un polímero de poliepóxido, un polímero acrílico, un polímero de poliuretano, un polímero de poliéster, sus mezclas y sus copolímeros.

8. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que la resina que contiene grupos de sal de amina catiónica, que contiene hidrógeno activo (1) comprende un polímero de poliepóxido y un polímero acrílico.

9. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que el poliisocianato alifático (2) está al menos parcialmente bloqueado con al menos un agente de bloqueo seleccionado de un 1,2alcandiol, un 1,3-alcandiol, un alcohol bencílico, un alcohol alílico, caprolactama, una dialquilamina, y sus mezclas.

10. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera capa de revestimiento base, cuando se cura, tiene 5% o menos de transmisión de luz medida a 400 nanómetros con un espesor de película de 15 micrómetros.

11. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que la primera capa de revestimiento base tiene un espesor de película curada de 1 a 50 micrómetros.

12. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que la composición de revestimiento base tiene una proporción entre pigmento a base menor que 4,0, preferiblemente varía de 0,1 a 4,0:1.

13. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que el primer ligante resinoso comprende un polímero de poliuretano.

14. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la segunda composición de revestimiento base es diferente de la primera composición de revestimiento base.

15. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que la segunda composición de revestimiento base comprende:

(i) un segundo ligante resinoso que es igual o diferente del primer ligante resinoso; y

(ii) una segunda composición de pigmentos, que es igual o diferente de la primera composición de pigmentos, dispersada en el segundo ligante resinoso.

16. El procedimiento de la reivindicación 15, en el que el primer y el segundo ligante resinoso son iguales o diferentes, y cada uno comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en un polímero acrílico, un polímero de poliéster, un polímero de poliuretano, un polímero de poliéter, un polímero de poliepóxido, un polímero que contiene silicio, sus mezclas y sus copolímeros.

17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que el primer y el segundo ligante resinoso comprenden el mismo u otro polímero de poliuretano. 18. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que el primer ligante resinoso comprende un polímero de poliuretano que tiene un peso molecular numérico medio que varía de

2.000 a 500.000.

19. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que la concentración de polímero de poliuretano presente en la primera composición de revestimiento base es menor o igual que la concentración del polímero de poliuretano presente en la segunda composición de revestimiento base, en el que las concentraciones se basan en el total de sólidos de resina presentes en las composiciones.

20. El procedimiento de la reivindicación 15, en el que la segunda composición de pigmentos comprende uno o más pigmentos potenciadores del color y/o potenciadores de efectos dispersados en el segundo ligante resinoso.

21. El procedimiento de la reivindicación 15, en el que la primera composición de revestimiento base comprende además una composición que comprende la segunda composición de pigmentos dispersada en el segundo ligante resinoso.

22. El procedimiento de la reivindicación 21, en el que la primera y la segunda capa de revestimiento base tienen colores a juego.

23. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que la segunda capa de revestimiento base tiene un espesor de película curada de 50 micrómetros o menor.

24. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que las micropartículas poliméricas se preparan a partir de una mezcla de monómeros que comprende uno o más monómeros que tienen dos o más sitios de insaturación etilénica reactivos y/o una combinación de dos monómeros diferentes que tienen grupos mútuamente reactivos.

25. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la única o más dispersiones acuosas de micropartículas poliméricas están presentes en la primera composición de revestimiento base en una cantidad que varía del 20% al 75%, preferiblemente del 25% al 70%, más preferiblemente más del 30% al 60%, lo más preferiblemente del 35% al 55% en peso, basado en el peso total de los sólidos de resina presentes en la primera composición de revestimiento base.

26. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera composición de revestimiento base comprende menos del 50% en peso, basado en el peso total de los sólidos de resina presentes en la primera composición de revestimiento base, de uno o más ligantes resinosos híbridos preparados copolimerizando uno o más monómeros etilénicamente insaturados polimerizables en presencia de un polímero de poliéster.

27. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el revestimiento de materiales compuestos multicapa tiene una puntuación de resistencia a desconchones de 4 a 10, determinada según ASTM D 3170-01.