Composiciones para revestimiento de múltiples capas y resinas para los mismos.

Una composición de revestimiento de dos componentes que contiene disolventes,

que comprende:

(a) un sistema de resinas que comprende un poliol poliéster que tiene una Tg entre -40ºC y 20ºC y una funcionalidad OH entre 2 y 5, que es el producto de reacción de esterificación de una mezcla de monómeros, que comprende:

(i) un glicol o éster-glicol difuncional lineal;

(ii) un diol cíclico;

(iii) una policaprolactona multi-funcional; y

(iv) un ácido o anhídrido dicarboxílico cíclico;

(b) un material con función isocianato adecuado para reticular el poliol poliéster; y

(c) opcionalmente, uno o más pigmentos.

Composiciones para revestimiento de múltiples capas y resinas para los mismos

Esta solicitud reivindica prioridad de la solicitud de patente provisional de EE UU. 61/151.303 presentada el 10 de febrero de 2009.

La presente invención se refiere a sistemas de revestimiento base/revestimiento transparente y resinas para los mismos, por tanto y más particularmente, a sistemas de revestimiento base/revestimiento transparente útiles para fabricantes de equipos originales (abreviadamente OEM, del inglés Or/g/na/ Egu/pmenf Manufacture/*) y para aplicaciones aeroespaciales de restauración.

Los sistemas de revestimiento de múltiples capas que comprenden una o más capas de un revestimiento base pigmentado cubierto por una o más capas de un revestimiento transparente son bien conocidos, particularmente en la industria automotriz. Sin embargo, dichos sistemas de revestimiento base/revestimiento transparente existentes pueden no ser muy adecuados para aplicaciones aeroespaciales. En parte, el reto de desarrollar un sistema de revestimiento base/revestimiento transparente para el sector aeroespacial es debido a la amplia utilización de sustratos de aluminio, que debido a la relativa flexibilidad del aluminio en comparación con el acero, requiere un sistema de revestimiento más flexible. También un reto al uso de sistemas de revestimiento base/revestimiento transparente convencionales en aplicaciones aeroespaciales es la exposición que sustratos exteriores tienen a las extremas variaciones de temperatura (desde -50°C hasta más de 60°C), fuertes vientos (más de 483 km/h) y la precipitación asociada, y a líquidos corrosivos, tales como fluido hidráulico, combustible de aviación, fluidos de deshielo y similares.

Las aplicaciones aeroespaciales también pueden presentar retos relacionados con las superficies, con frecuencia tremendamente grandes, que necesitan ser revestidas. Las composiciones de revestimiento base y de revestimiento transparente, y en particular los revestimientos con 2 componentes curados con isocianato, deben tener una vida útil suficientemente larga para permitir el revestimiento de un sustrato muy grande, sin temer que el revestimiento se vitrifique en el aplicador. Sin embargo, existe un considerable interés en disponer de revestimientos que se sequen de forma relativamente rápida, de modo que se facilite la aplicación oportuna de las capas posteriores, particularmente en situaciones en las que se ha de aplicar una capa de color encima de otra capa de un color de contraste. A pesar de la conveniencia de tiempos de secado rápidos, también es deseable que las capas tengan una buena adherencia entre ellas cuando se produce un retraso entre la aplicación de una capa y la aplicación subsiguiente de una segunda capa. Si la primera capa vitrifica demasiado rápidamente, las capas aplicadas posteriormente no pueden adherirse, dando como resultado ia desestratificación. Sería deseable proporcionar un sistema de revestimiento de múltiples capas en el que el revestimiento transparente se pueda aplicar al revestimiento base tanto como 72 horas después de la aplicación del revestimiento base, mientras se mantiene un curado total, un comportamiento y una adherencia entre capas excelentes.

El documento US 6096835 A describe unas composiciones de revestimiento que comprenden una mezcla de un poliol poliéster y un polio! poliuretano como aglutinante formador de películas. El poliol poliéster no contiene una policaprolactona. El documento US 4533703 A describe sistemas de revestimiento base/revestimiento transparente, donde las composiciones de revestimiento se basan en una mezcla de polioles poliésteres e isocianatos.

La presente invención proporciona un sistema de revestimientos de múltiples capas de curado a temperatura ambiente, que comprende una composición de revestimiento base de poliuretano de dos componentes pigmentada y una composición de revestimiento transparente de 2 componentes que demuestran excelente adherencia entre capas y al sustrato y resistencia a los disolventes y al agua. Algunas realizaciones del sistema de revestimiento base/revestimiento transparente descritas en la presente memoria equilibran la flexibilidad y la velocidad de curado dando como resultado un comportamiento global excelente incluso cuando el revestimiento transparente se aplica hasta 72 horas después de la aplicación del revestimiento base. La invención describe también nuevas resinas de poliol poliéster útiles como resina en una formulación de revestimiento base del sistema descrito.

Composiciones de revestimiento base ilustrativas de la presente invención son mezclas de 2 componentes que contienen disolventes que comprenden, en una realización:

(a) un sistema de resinas que comprende un poliol poliéster ramificado de baja Tg, con una Tg entre -40°C y 20°C y una funcionalidad OH entre 2 y 5, que es el producto de la reacción de esterificación de una mezcla de monómeros que comprende:

(i) un glicol o éster-glicol difuncional lineal;

(¡i) un dio! cíclico;

(i¡¡) una policaprolactona multi-funcional; y (iv) un ácido o anhídrido dicarboxílico cíclico;

(b) un material con función ¡socianato adecuado para reticular el poliol poliéster; y

(c) opclonalmente, uno o más pigmentos.

En algunas realizaciones de la composición de revestimiento base, el sistema de resinas puede consistir esencialmente en el poliol poliéster ramificado de baja Tg.

En otra realización, el sistema de resinas puede Incluir además una resina termoplástica de alto peso molecular y alta Tg, seleccionada de resinas acrílicas termoplástlcas, ásteres de celulosa y sus mezclas.

En otra realización, el sistema de resinas puede comprender todavía más una o más resinas acrílicas termoestables, que pueden, en algunas realizaciones, estar presentes en cantidades de hasta aproximadamente el 70% respecto al peso total de la resina. En algunas realizaciones, la resina acríllca termoestable se puede añadir a la composición de revestimiento base como parte de una resina tóner pigmentada.

La composición de revestimiento base puede comprender además un catalizador para la reacción del ¡socianato con el poliol, que puede ser un catalizador metálico, tal como dllaurato de dlbutllestaño.

De acuerdo con otra realización, una composición de revestimiento base de 2 componentes que contiene disolventes puede comprender:

(a) un componente transparente mixto que comprende:

(I) un poliol poliéster ramificado de baja Tg, con una Tg entre -40°C y 20°C y una funcionalidad OH entre 2 y 5, que es el producto de reacción de esterlflcaclón de una mezcla de monómeros que comprende:

(1) un glicol o éster-gllcol dlfunclonal lineal;

(2) un diol cíclico;

(3) una policaprolactona multl-funclonal; y

(4) un ácido o anhídrido dlcarboxíllco cíclico;

(¡i) una resina termoplástica de alto peso molecular y alta Tg, con una Tg entre 25°C y 110°C, seleccionada de una resina acríllca termoplástica, un áster de celulosa y sus mezclas;

(b) un componente endurecedor que comprende un material con función ¡socianato adecuado para reticular un poliol poliéster del componente transparente mixto; y

(c) opclonalmente, una o más resinas tóneres pigmentadas.

En una realización particularmente útil, el poliol poliéster ramificado puede comprender el producto de la reacción de esterlflcación de una mezcla de monómeros que comprende:

(a) un glicol o éster-glicol difunclonal lineal, que puede ser ¡lustrado por HPHP y NPG;

(b) un diol cíclico ¡lustrado por 1,3-CHDM, 1,4-CHDM y TCD diol;

(c) una policaprolactona multi-funcional; y

(d) un ácido o anhídrido dicarboxílico cíclico, ¡lustrado por HHPA y CHDA.

En otra realización particular útil,

(a) el glicol o éster-glicol difuncional lineal comprende HPHP;

(b) el diol cíclico se selecciona del grupo que consiste en 1,3-CHDM, 1,4-CHDM y sus mezclas; y

(c) el ácido o anhídrido dicarboxílico cíclico se selecciona del grupo que consiste en HHPA, CHDA y sus mezclas.

Composiciones del revestimiento transparente ilustrativas de la presente Invención son mezclas de 2 componentes que contienen disolventes, que comprenden:

(a) un poliol poliéster ramificado o lineal de baja Tg o sus mezclas;

(b) al menos otro poliol multi-funcional; y

(c) un material con función ¡socianato adecuado para reticular el poliéster y los polioles multifuncionales.

También se describen sustratos revestidos con un revestimiento de múltiples capas que comprende al menos una capa de una composición de revestimiento base descrita en la presente memoria y al menos una capa... [Seguir leyendo]

1. Una composición de revestimiento de dos componentes que contiene disolventes, que comprende:

(a) un sistema de resinas que comprende un poliol poliéster que tiene una Tg entre -40°C y 20°C y una funcionalidad OH entre 2 y 5, que es el producto de reacción de esterificación de una mezcla de monómeros, que comprende:

(i) un glicol o éster-glicol difuncional lineal;

(¡i) un diol cíclico;

(i¡¡) una policaprolactona multi-funcional; y (iv) un ácido o anhídrido dicarboxílico cíclico;

(b) un material con función isocianato adecuado para reticular el poliol poliéster; y

(c) opcionalmente, uno o más pigmentos.

2. La composición de revestimiento de la reivindicación 1, en la que el poliol poliéster tiene un índice de hidroxilo de 50 a 300.

3. La composición de revestimiento de la reivindicación 1 o 2, en la que el sistema de resinas comprende además una resina termoplástica de alto peso molecular que tiene una Tg entre 25°C y 110°C.

4. La composición de revestimiento de la reivindicación 3, en la que la resina termoplástica se selecciona del grupo que consiste en resinas acrílicas termoplásticas, ásteres de celulosa y sus mezclas, y tiene preferiblemente un peso molecular entre 5000 y 250.000.

5. La composición de revestimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el sistema de resinas comprende además hasta 60%, con respecto al peso total de la resina, de una resina acrílica termoestable.

6. La composición de revestimiento de la reivindicación 1 o 2, en la que el sistema de resinas consiste esencialmente en poliol poliéster.

7. La composición de revestimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que:

(i) comprende HPHP;

(¡i) se selecciona del grupo que consiste en 1,3-CHDM, 1,4-CHDM y sus mezclas; y (i¡¡) se selecciona del grupo que consiste en HHPA, CHDAy sus mezclas, y

en la que la policaprolactona representa preferiblemente del 5 al 65% del peso total de los monómeros de la mezcla de monómeros.

8. La composición de revestimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además un catalizador para la reacción del isocianato con el poliol.

9. Un sistema de revestimiento base/revestimiento transparente, que comprende:

A. una composición de revestimiento base de 2 componentes que contiene disolventes, que comprende:

1. un componente transparente mixto que comprende:

(a) el poliol poliéster de acuerdo con la reivindicación 1;

(b) una resina termoplástica que tiene una Tg entre 25°C y 110°C;

2. un componente endurecedor que comprende un material con función isocianato adecuado para reticular el poliol poliéster; y

3. opcionalmente, una o más resinas tóneres pigmentadas; y

B. una composición de revestimiento transparente de dos componentes, que comprende:

1. un componente de resina, que comprende:

(a) un poliol poliéster lineal o ramificado que tiene una Tg entre -40°C y 30°C o sus mezclas; y

(b) al menos otro poliol multi-funcional; y

2. un material con función isocianato adecuado para reticular el poliéster y los polioles multi-funcionales.

10. La composición de revestimiento de la reivindicación 9, en la que:

(a) el glicol o éster-glicol difuncional lineal comprende HPHP;

(b) el diol cíclico se selecciona del grupo que consiste en 1,3-CHDM, 1,4-CHDM y sus mezclas; y

5 (c) el ácido o anhídrido dicarboxílico cíclico se selecciona del grupo que consiste en HHPA, CHDA y sus mezclas.

11. La composición de revestimiento de la reivindicación 9 o 10, en la que la resina termoplástlca se selecciona del grupo que consiste en resinas acríllcas termoplástlcas, ásteres de celulosa y sus mezclas.

12. Un método para revestir un sustrato, que comprende las etapas de:

A. aplicar al menos una primera capa de una composición de revestimiento base a la superficie de un sustrato, 10 comprendiendo dicha composición de revestimiento base:

(I) un componente transparente mixto, que comprende:

a. el pollol poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el pollol poliéster es un pollol poliéster ramificado y

b. una resina termoplástlca de alto peso molecular que tiene una Tg mayor que 25°C, seleccionada de una resina acrílica termoplástica, un áster de celulosa y sus mezclas;

15 (¡I) un componente endurecedor que comprende un material con función isocianato adecuado para reticular un polio!

poliéster del componente transparente mixto; y

(¡II) opcionalmente, una o más resinas tóneres pigmentadas;

B. aplicar posteriormente sobre una porción de la composición de revestimiento base, una primera capa de una composición de revestimiento transparente, que comprende:

20 (i) un componente de resina, que comprende:

a. un pollol poliéster lineal o ramificado que tiene una Tg entre -40°C y 30°C o sus mezclas;

b. al menos otro pollol multl-funclonal; y

(¡I) un material con función Isocianato adecuado para reticular el poliéster y los polioles multi-funcionales.

13. El método de la reivindicación 12, en el que el pollol poliéster tiene una funcionalidad OH entre 2,5 y 5,0.

25 14. El método de la reivindicación 12 o 13, en el que el sustrato es un sustrato de aluminio, preferiblemente un

sustrato de aluminio Imprimado o la superficie exterior de una aeronave.

15. El método de la reivindicación 12, 13 o 14, en el que la composición de revestimiento transparente se aplica desde 6 a 72 horas después de la aplicación de la composición de revestimiento base.