Composiciones de revestimiento anti-erosión.

Composición que contiene

a. Al menos un componente poliol que contiene al menos un prepolímero de poliuretano que contiene grupos OH (OH-prepolímero),

el cual puede prepararse a partir de

a1. al menos un compuesto de la fórmula general (I)

HO-R1-X-R2-OH (I)

en la cual

R1, R2: significan independientemente entre sí un grupo alquileno ramificado o no ramificado, con 1 a 10 átomos de carbono,

X: significa S, S-S, NR3 u O,

R3: significa un grupo alquilo ramificado o no ramificado con 1 a 10 átomos de carbono o un átomo de H, y a2. al menos un di- o poliisocianato,

en cuyo caso el componente poliol presenta un contenido de grupos hidroxilo de 3 a 15 % en peso, respecto del peso total del componente poliol, y

b. al menos un componente isocianato con un contenido de grupos isocianato de 5 a 15 % en peso, respecto del peso total del componente isocianato, en cuyo caso el componente isocianato contiene al menos un prepolímero de polilactona terminado con di- o poliisocianato.

Composiciones de revestimiento anti-erosión Campo de la invención La presente invención se refiere a composiciones, a un método para su preparación, a su uso como agente de revestimiento, a sistemas de barnizado de capas múltiples que contienen estas composiciones, a métodos para la preparación de los sistemas de barnizado de capas múltiples así como su uso. Además, la invención se refiere a sustratos que se recubren con la composición o con el sistema de barnizado de capas múltiples.

Estado de la técnica De manera creciente se necesitan superficies resistentes a la erosión para funciones especiales de productos correspondientes. A manera de ejemplo, pueden nombrarse aquí superficies que se exponen a altas velocidades respecto de las condiciones ambientales y conjuntamente se exponen de modo simultáneo a sustancias erosivas, tales como sólidos o líquidos, por ejemplo. Fundamentalmente, una exposición erosiva es experimentada por objetos que se mueven solos, por una parte, tales como, por ejemplo, las palas de un rotor (de instalaciones de energía eólica o de helicópteros o de la hélice de un barco) , los vehículos aéreos y terrestres (como por ejemplo aviones, vehículos sobre rieles, automóviles) y los barcos. Por otra parte, por objetos alrededor o a través de los cuales hay movimiento, tales como estructuras de construcción (tales como elementos de fachadas, postes de electricidad o torres de energía eólica o torres de transmisión) o tuberías.

Fundamentalmente puede generarse erosión por sustancias líquidas o sólidas que están presentes como ellas mismas o dispersas o disueltas en otro medio gaseoso o líquido (por ejemplo, aire o agua) y se mueven por aquel medio (por ejemplo, arena en aire, lluvia) . Al impactar en objetos, se ejerce una fuerza erosiva sobre éstos. Ejemplos de estos son la erosión por lluvia o arena en aire sobre palas del rotor o en la región de las aletas auxiliares de los aviones.

En términos generales, existe la posibilidad de controlar la protección al desgaste como, por ejemplo, la resistencia a la erosión de revestimientos por medio de las siguientes medidas fundamentalmente diferentes.

Por ejemplo, es posible incrementar el espesor de película del revestimiento. Sin embargo, debido al peso, esto no es deseable en muchas aplicaciones, por ejemplo en construcción de aviones o en construcción de palas del rotor de instalaciones eólicas.

Además, pueden usarse resinas con componentes aromáticos de resina tales como, por ejemplo, resinas epóxicas, en los materiales de revestimiento. Debido a los componentes aromáticos de la molécula, los revestimientos resultantes ofrecen alta resistencia al desgaste aunque una estabilidad ostensiblemente restringida a los rayos UV.

Además, pueden emplearse materiales de revestimiento que comprenden resinas con las cuales, inducidas por luz o por temperatura, pueden lograrse altas densidades de reticulación. Por ejemplo, pueden usarse resinas de UV (mediante polimerización iónica o por radicales libres) o determinadas resinas de poliadición altamente reactivas. Con estas clases de aglutinante puede mejorarse también la estabilidad ante el desgaste, aunque existen factores limitantes al utilizarlos en piezas grandes de construcción tales como palas del rotor o componentes de aviación. En el caso de formulaciones que comprenden resinas UV, por ejemplo, se limita la selección de pigmentos puesto que estos pigmentos pueden tener máximos de absorción a longitudes de onda de curación y los espesores de capas son limitados dependiendo del nivel de pigmentación. Además, surgen desafíos técnicos en términos de inhibición de oxígeno de los iniciadores UV. En el caso cuando se usan materiales de revestimiento inducidos por temperatura (por ejemplo, barnices de hornear con base en poliuretano) , existe una limitación particularmente con respecto a las temperaturas de horneado en relación a las dimensiones de las instalaciones para grandes piezas de construcción.

Los revestimientos usados en la actualidad en palas del rotor o en la construcción de aviones no ofrecen resistencia a la erosión para futuros desafíos en, por ejemplo, la construcción de palas del rotor de sistemas de energía eólica, particularmente en relación con sitios de mucho viento (sobre el mar) o en construcción de aviones (reducción de peso con desempeño igual o mejor) . La tarea, por lo tanto, es cumplir la demanda de revestimientos que ofrecen mejoramiento significativo en resistencia a la erosión y, por lo tanto, minimizar un mantenimiento costoso y los intervalos de reparación.

De la solicitud internacional de patente WO 2006/055038A1 de la empresa Hontek Corporation se conocen revestimientos de poliuretano resistentes a la erosión, los cuales se producen a partir de prepolímeros de isocianato en enlace con poliaspartatos. Los revestimientos en una medida insuficiente cumplen los requisitos respecto de la duración de la protección ante la erosión. Además, en caso de humedad demasiado baja, estos materiales pueden volverse problemáticos al curar.

Además de revestimientos, en calidad de revestimientos resistentes a la erosión, también se conocen películas como materiales anti-erosión. Éstos son, por ejemplo, películas elastoméricas de poliuretano con acrilatos en calidad de adhesivo. Sin embargo, las películas son particularmente difíciles de procesar en piezas de construcción grandes y con múltiples curvas, como las piezas de los aviones o de las aspas o palas de los rotores de instalaciones de energía eólica. Piezas de construcción de este tipo no pueden proveerse de manera uniforme con una película. Adicionalmente, el adhesivo de las películas con frecuencia presenta una duración insuficiente en comparación con los revestimientos. Esto puede conducir a un decrecimiento en la estabilidad anti-erosión.

Problema El problema que sirve de fundamento a la presente invención es, por lo tanto, eliminar las ventajas del estado de la técnica que ya se describieron. La intención era proporcionar composiciones que, en calidad de revestimientos antierosivos, presentaran una resistencia a la erosión ostensiblemente mejor que las composiciones anti-erosivas del estado de la técnica.

Además de la resistencia pretendida contra la erosión de los materiales de revestimiento para los campos de aplicación ya descritos arriba, las composiciones debían ofrecer una buena estabilidad frente a las influencias generales del clima (por ejemplo, la radiación ultravioleta, la humedad, etc.) . Además, los revestimientos debían ser resistentes frente a los fluidos de operación tales como aceites de transmisión. Asimismo, los revestimientos debían ser fáciles de producir y de procesar incluso en caso de grandes piezas de construcción como las palas del rotor de instalaciones de energía eólica o de aviones.

Solución del problema De manera sorprendente se encontraron composiciones que no tienen las desventajas del estado de la técnica, las cuales presentan una alta estabilidad frente a la erosión en los revestimientos. Por consiguiente, se encontraron composiciones que contienen al menos un componente poliol y al menos un componente isocianato.

El componente poliol contiene al menos un prepolímero de poliuretano que contiene grupos OH (OH-prepolímero) , el cual puede prepararse de al menos un compuesto de la fórmula general (I)

HO-R1-X-R2-OH (I)

en la cual R1, R2: significan independientemente entre sí un grupo alquileno ramificado o no ramificado, con 1 a 10 átomos de carbono, X: significa S, S-S, NR3 u O, R3: significa un grupo alquileno ramificado o no ramificado con 1 a 10 átomos de carbono o un átomo H, y de al menos di-o poliisocianato, en cuyo caso el componente poliol presenta un contenido de grupos hidroxilo de 3 a 15% en peso respecto del peso total del componente poliol. Los grupos OH del compuesto de la fórmula (I) reaccionan con los grupos isocianato del di-o poliisocianato unos con otros con la formación de grupos uretano.

Los prepolímeros son productos intermedios que participan en la síntesis de polímero en la estructura última de los polímeros.

El componente isocianato tiene un contenido de grupos isocianato de 5 a 15% en peso respecto del peso total del componente isocianato, en cuyo caso el componente isocianato contiene al menos un prepolímero de polilactonas terminado con di-o poliisocianato (NCO-prepolímero) .

Los grupos OH del componente poliol y los grupos isocianato del componente isocianato reaccionan con la formación de uretano para producir poliuretanos.

Los grupos OH del componente poliol y los grupos isocianato del componente isocianato se emplean preferiblemente en una proporción de equivalencia... [Seguir leyendo]

1. Composición que contiene a. Al menos un componente poliol que contiene al menos un prepolímero de poliuretano que contiene grupos OH (OH-prepolímero) , el cual puede prepararse a partir de a1. al menos un compuesto de la fórmula general (I)

HO-R1-X-R2-OH (I)

en la cual R1, R2: significan independientemente entre sí un grupo alquileno ramificado o no ramificado, con 1 a 10 átomos de carbono, X: significa S, S-S, NR3 u O, R3: significa un grupo alquilo ramificado o no ramificado con 1 a 10 átomos de carbono o un átomo de H, y a2. al menos un di-o poliisocianato, en cuyo caso el componente poliol presenta un contenido de grupos hidroxilo de 3 a 15 % en peso, respecto del peso total del componente poliol, y b. al menos un componente isocianato con un contenido de grupos isocianato de 5 a 15 % en peso, respecto del peso total del componente isocianato, en cuyo caso el componente isocianato contiene al menos un prepolímero de polilactona terminado con di-o poliisocianato.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque X en la fórmula (I) es igual a S, NR3 u O.

3. Composición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque R1 y R2 son grupos alquileno no ramificados.

4. Composición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los grupos OH del componente poliol y los grupos isocianatos del componente isocianato se emplean en una proporción de equivalencia de 1:0.9 a 1:1.5.

5. Composición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el componente poliol está contenido en la composición en una fracción de 10 a 50 % en peso y/o el componente isocianato está contenido en una fracción de hasta 70 % en peso, cada caso respecto del peso total de la composición.

6. Composición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el producto del componente poliol y del componente isocianato presenta un peso molecular promedio en número de máximo 15000 g/mol.

7. Método para la preparación de la composición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el componente poliol se mezcla con el componente isocianato y estos componentes se homogeneizan opcionalmente.

8. Utilización de la composición según una de las reivindicaciones precedentes 1 a 6 como material de revestimiento, preferentemente como material de revestimiento anti-erosivo.

9. Sistema de barnizado de capas múltiples que comprende al menos un barnizado de una composición según una de las reivindicaciones 1 a 6.

10. Sistema de barnizado de capas múltiples según la reivindicación 9, caracterizado el barnizado de una composición según una de las reivindicaciones 1 a 6 o un barniz de acabado funcionan como barnizado de acabado (barnizado más exterior) .

11. Método para la preparación de un sistema de barnizado de capas múltiples según la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque se aplica al menos una composición según una de las reivindicaciones 1 a 6 sobre un sustrato.

12. Utilización del sistema de barnizado de capas múltiples según la reivindicación 9 o 10 para el revestimiento de sustratos, principalmente como revestimiento anti-erosivo.

13. Utilización del sistema de barnizado de capas múltiples según la reivindicación 12, caracterizada porque como sustratos se revisten hojas de rotor, vehículos aéreos o terrestres, barcos, construcciones o tuberías.

14. Sustrato revestido con una composición según una de las reivindicaciones 1 a 6.

15. Sustrato revestido con un sistema de barnizado de capas múltiples según la reivindicación 9 o 10.