Método para mejorar la apariencia de los artículos recubiertos que tienen tanto superficies verticales como horizontales y composiciones de recubrimiento para uso en los mismos.

Un método de recubrimiento de un artículo que tiene al menos una superficie orientada horizontalmente y al menos una superficie orientada verticalmente,

que comprende

(1) proveer una composición de recubrimiento que comprende (a) un componente formador de película,

y

(b) un agente de control de la reología que comprende

(i) micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas,

y

(ii) un compuesto que comprende el producto de reacción de una amina y un isocianato,

caracterizado porque el componente formador de película (a) comprende un componente (ai) que contiene hidrógeno activo, el cual tiene la estructura:

en donde R1 es H o CH3,

R2 es H, alquilo, o cicloalquilo,

L es un grupo enlazante divalente,

x es un valor de 10 a 90%,

y es un valor de 90 a 10%, y

A representa unidades de repetición derivadas de uno o más monómeros etilénicamente insaturados, y un agente de curado (aii) que comprende uno o más grupos funcionales reactivos con el componente (ai),

(2) aplicar la composición de recubrimiento a la al menos una superficie orientada horizontalmente y la al menos una superficie orientada verticalmente para proveer una superficie orientada horizontalmente recubierta y una superficie orientada verticalmente recubierta, y

(3) curar la composición de recubrimiento.

Método para mejorar la apariencia de los artículos recubiertos que tienen tanto superficies verticales como horizontales y composiciones de recubrimiento para uso en los mismos.

Campo de la invención La invención se relaciona con composiciones de recubrimiento curables que contienen modificadores de reología y métodos de uso de la misma. la invención se relaciona con métodos de artículos de recubrimiento, incluyendo un método preferido para artículos de recubrimiento que tienen tanto superficies orientadas verticalmente como horizontalmente utilizando composiciones de recubrimiento que contienen un agente particular de control de la reología.

Antecedentes de la invención Los recubrimientos compuestos de color más transparencia son ampliamente utilizados en la técnica de los recubrimientos. Son particularmente deseables donde se requiere un brillo excepcional, profundidad de color, claridad de imagen, y/o efectos metálicos especiales.

Tal como se utiliza aquí, el término "compuesto de color más transparencia" se relaciona con sistemas de recubrimiento compuestos que requieren la aplicación de un primer recubrimiento, típicamente un recubrimiento de capa base coloreada, seguido por la aplicación de un segundo recubrimiento, generalmente una capa transparente, sobre el primer recubrimiento no curado o "húmedo". El primero y segundo recubrimientos aplicados son entonces curados. Así, tales sistemas son frecuentemente descritos como "húmedo sobre húmedo" o de "dos capas/un horneo". Se pueden utilizar procesos de secado que no llegan al curado completo entre la aplicación de los recubrimientos.

Frecuentemente los sistemas de color más transparencia son seleccionados cuando un recubrimiento exterior debe poseer una apariencia visual óptima, así como una mayor durabilidad y resistencia a la intemperie. Como resultado, la industria del automóvil ha hecho un uso extensivo de los recubrimientos compuestos de color más transparencia, especialmente para paneles de carrocería de automóvil. Requerimientos mínimos de eficiencia para las composiciones de revestimiento de capa transparente destinados para el uso en paneles de carrocería de automóviles incluyen altos niveles de adhesión, resistencia al rayado y al desgaste, resistencia al desconchado, resistencia a la humedad y resistencia a la intemperie, medidos por QUV y similares. La composición de capa transparente también debe ser capaz de proveer un aspecto visual caracterizado por un alto grado de brillo, claridad de la imagen (DOI) , y suavidad. Finalmente, tales recubrimientos también deben ser fáciles de aplicar en un ambiente de fabricación y ser resistentes a los defectos de aplicación.

Las capas transparentes utilizadas en los sistemas de color más transparencia se aplican normalmente en estructuras de la película significativamente mayores que las estructuras de la película en que se aplica la capa base coloreada. Tales estructuras de películas mayores de capa transparente son un aspecto del sistema que contribuye a la aparición y/o a la durabilidad deseada del sistema total de color más transparencia. Por ejemplo, las instalaciones de fabricación de equipos originales (OEM) automotriz típicamente aplican composiciones de capa transparente en las estructuras de película húmeda de 20.3 a 152.4 µm (0.8 a 6.0 milésimas de pulgada) para proveer estructuras de película de capa transparente curada de 12.7 a 88.9 µm (0.5 a 3.5 milésimas de pulgada) . En contraste, las composiciones de capa base coloreada se aplican usualmente en las estructuras de película húmeda de 5.1 a 101.6 µm (0.2 a 4.0 milésimas de pulgada) para proveer estructuras de película de capa base curada de 2.5 a 50.8 µm (0.1 a 2.0 milésimas de pulgada) .

Desafortunadamente, el mayor requerimiento de estructura de película para lacas transparentes puede exacerbar la tendencia a hundirse de una composición de capa transparente. Presentándose principalmente en superficies orientadas verticalmente, el hundimiento se puede describir como el flujo descendente indeseable de un recubrimiento aplicado. Manifestándose frecuentemente como goteos o líneas, el hundimiento a veces se atribuye a la aplicación de un recubrimiento "demasiado pesado" o "demasiado húmedo". Idealmente, una composición de capa transparente comercialmente exitosa tendrá una tendencia inherente a resistir al hundimiento independientemente de los parámetros de aplicación y/o de instalación. Cuanto más resistente al hundimiento sea la capa transparente en las superficies orientadas verticalmente, más fácil será aplicarla en una instalación de OEM automotriz.

Sin embargo, una capa transparente resistente al hundimiento verticalmente orientado, tradicionalmente ha demostrado una resistencia incrementada al flujo en las superficies orientadas horizontalmente. "Verticalmente orientado" tal como se utiliza aquí, se refiere a superficies que están sustancialmente paralelas a la dirección de la gravedad, esto es, en un ángulo de 90º ± 45º con respecto a la superficie de la tierra, más preferiblemente en un ángulo de 90º ± 30º con respecto a la superficie de la tierra. "Horizontalmente orientada" se refiere a superficies que están sustancialmente perpendiculares a la dirección de la gravedad, esto es, en un ángulo de 180º ± 45º con

respecto a la superficie de la tierra, más preferiblemente en un ángulo de 180º ± 30º con respecto a la superficie de la tierra.

La resistencia de una composición de recubrimiento al flujo sobre superficies orientadas horizontalmente frecuentemente da como resultado "piel de naranja" y/o un aspecto inaceptable total en términos de la suavidad, brillo y DOI de la película curada resultante. La piel de naranja puede ser descrita como una irregularidad recurrente en la superficie de una película curada resultante de la incapacidad de una película húmeda aplicada para "nivelarse" después de la aplicación. Aunque una película curada de piel de naranja se puede sentir suave al tacto, se muestra como una serie continua de pequeñas protuberancias u hoyuelos. Cuanto mayor es la incapacidad de una película húmeda aplicada para "nivelarse" o fluir, más pronunciadas o definidas aparecerán ante el observador las pequeñas protuberancias u hoyuelos. La presencia de tales irregularidades de la superficie hace particularmente difícil obtener una superficie lisa y brillante recubierta revestimiento transparente que tiene una alta calificación DOI.

La técnica anterior ha intentado proveer composiciones de recubrimiento que tienen una reología mejorada. La DE 19924172A1 divulga un material de recubrimiento que contiene una mezcla de ácidos silícicos y urea y/o derivados de urea. La Patente de Estados Unidos número 5, 977, 256 divulga una composición de recubrimiento resistente a los rasguños.

La Patente de Estados Unidos No. 4, 522, 958 a Das et al., divulga una composición de recubrimiento sustancialmente a base de solvente, alto contenido de sólidos orgánicos que contiene (A) un sistema enlazante formador de película que contiene una resina entrecruzable que tiene un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 500 a aproximadamente 10, 000; (B) micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas establemente dispersas en la composición de recubrimiento; y (C) un sistema de solvente para la resina entrecruzable. Las micropartículas inorgánicas antes de la incorporación en el rango de composición de recubrimiento en tamaño desde aproximadamente 1 a aproximadamente 150 nanómetros y están en la forma de un sol de las micropartículas en la que las moléculas que contienen carbono están enlazados químicamente a las micropartículas inorgánicas en la superficie de las micropartículas.

La Patente de Estados Unidos No. 5, 468, 461 divulga una composición de imprimación anticorrosiva que comprende

(1) 100 partes en peso de una resina epoxi que tiene un peso molecular promedio en número de 500 a 10, 000, (2) de 10 a 60 partes en peso de una poliamina aromática que contiene de 2% a 30% en peso, con base en la poliamina aromática, de un promotor seleccionado del grupo que consiste de compuestos fenólicos y compuestos de cresol,

(3) de 10 a 60 partes en peso de un poliisocianato, (4) de 10 a 40 phr, basado en la suma de los componentes (1) , (2) , y (3) , de partículas de sílica de sílica coloidal o sílica ahumada o una mezcla de estos, (5) de 0.5 a 5 phr de un lubricante, y (6) un solvente orgánico. La composición es particularmente adecuada para uso como aplicación sobre el recubrimiento de cromato de una lámina de acero zincada.

Las Patentes de Estados Unidos Nos. 4, 311, 622, 4, 677, 028 y 4, 851, 294 divulga agentes de control de hundimiento que son los... [Seguir leyendo]

1. Un método de recubrimiento de un artículo que tiene al menos una superficie orientada horizontalmente y al menos una superficie orientada verticalmente, que comprende

(1) proveer una composición de recubrimiento que comprende

(a) un componente formador de película, y

(b) un agente de control de la reología que comprende

(i) micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas, y

(ii) un compuesto que comprende el producto de reacción de una amina y un isocianato,

caracterizado porque el componente formador de película (a) comprende un componente (ai) que contiene hidrógeno activo, el cual tiene la estructura:

** (Ver fórmula) **

en donde R1 es H o CH3, R2 es H, alquilo, o cicloalquilo, L es un grupo enlazante divalente, x es un valor de 10 a 90%, y es un valor de 90 a 10%, y A representa unidades de repetición derivadas de uno o más monómeros etilénicamente insaturados, y un agente de curado (aii) que comprende uno o más grupos funcionales reactivos con el componente (ai) ,

(2) aplicar la composición de recubrimiento a la al menos una superficie orientada horizontalmente y la al menos una superficie orientada verticalmente para proveer una superficie orientada horizontalmente recubierta y una superficie orientada verticalmente recubierta, y

(3) curar la composición de recubrimiento.

2. El método de la reivindicación 1 en donde el agente de control de la reología comprende de 0.10 a 99.90 por ciento en peso de micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas (i) , y de 99.90 a 0.10 por ciento en peso de un compuesto (ii) que comprende el producto de reacción de una amina y un isocianato, todos con base en un peso total del agente de control de la reología (b) .

3. El método de la reivindicación 2 en donde el agente de control de la reología (b) comprende de 20.00 a 99.90 por ciento en peso de micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas (i) , y de 80.00 a 0.10 por ciento en peso de un compuesto (ii) que comprende el producto de reacción de una amina y un

isocianato, todos con base en el peso total del agente de control de la reología (b) .

4. El método de la reivindicación 3 en donde el agente de control de la reología (b) comprende de 40.00 a 85.00 por ciento en peso de micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas (i) , y

de 60.00 a 15.00 por ciento en peso de un compuesto (ii) que comprende el producto de reacción de una amina y un isocianato, todos con base en el peso total del agente de control de la reología (b) .

5. El método de la reivindicación 1 en donde la composición de recubrimiento comprende de 0.1 a 10, 0 por ciento en peso del agente de control de la reología (b) , con base en el % total no volátil del componente formador de película (a) .

6. El método de la reivindicación 5 en donde la composición de recubrimiento comprende de 1.0 a 5.0 por ciento en peso del agente de control de la reología (b) , con base en el % total no volátil del componente formador de película (a) .

7. El método de la reivindicación 6 en donde la composición de recubrimiento comprende de 1.0 a 3.5 por ciento en peso del agente de control de la reología (b) , con base en el % total no volátil del componente formador de película (a) .

8. El método de la reivindicación 1 en donde las micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas (i) se seleccionan del grupo que consiste de sílica ahumada, sílica coloidal, y mezclas de las mismas.

9. El método de la reivindicación 8 en donde las micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas (i) son sílica ahumada.

10. El método de la reivindicación 9 en donde las micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas (i) son una sílica ahumada que tiene un contenido de carbono de menos de 4.0%.

11. El método de la reivindicación 10 en donde las micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas (i) son una sílica ahumada que tiene un contenido de carbono de 0.10 a 2.00%.

12. El método de la reivindicación 9 en donde las micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas (i) son una sílica ahumada que tiene un área promedio de superficie de menos de 150 m2/g.

13. El método de la reivindicación 9 en donde las micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas (i) son una sílica ahumada que tiene un área promedio de superficie de no más de 135 m2/g.

14. El método de la reivindicación 9 en donde las micropartículas sustancialmente incoloras, sustancialmente inorgánicas (i) son una sílica ahumada que tiene un área promedio de superficie de 90 a 135 m2/g y un contenido de carbono de menos de 2.0%.

15. El método de la reivindicación 1 en donde el componente (ai) que contiene hidrógeno activo comprende de al menos 66 a 100% en peso, con base en el peso total del polímero, de una o más unidades de repetición A seleccionadas del grupo que consiste de

** (Ver fórmula) **

y mezclas de las mismas, y de 0 a menos de 35% en peso, con base en el peso total del polímero, de una o más unidades de repetición A' que tienen la estructura

** (Ver fórmula) **

en donde R es un grupo enlazante no funcional al menos divalente que tiene de 1 a 60 átomos de carbono y de 0 a 20 heteroátomos seleccionados del grupo que consiste de oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y silano y mezclas de los mismos, R' es un grupo enlazante no funcional al menos monovalente que tiene de 1 a 60 átomos de carbono y de 0 a 20 heteroátomos seleccionados del grupo que consiste de oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y silano y mezclas de los mismos, R" es H o un grupo enlazante no funcional monovalente que tiene de 1 a 60 átomos de carbono y de 0 a 20 heteroátomos seleccionados del grupo que consiste de oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y silano y mezclas de los mismos, L es un grupo enlazante no funcional divalente que tiene de 1 a 60 átomos de carbono y de 0 a 20 heteroátomos seleccionados del grupo que consiste de oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y silano y mezclas de los mismos, F, F1 y F2 son grupos funcionales seleccionados del grupo que consiste de grupos carbamato primarios, grupos carbamato primarios beta-hidroxi, grupos hidroxilo, y mezclas de los mismos, con la condición de que al menos uno de F1 y F2 son un grupo carbamato primario o un grupo carbamato primario beta-hidroxi, y n es un entero de 0 a 3.

16. El método de la reivindicación 1 en donde el agente de curado (aii) se selecciona del grupo que consiste de resinas aminoplásticas, resinas con funcionalidad isocianato, resinas con funcionalidad ácida, y mezclas de las mismas.

17. El método de la reivindicación 16 en donde el agente de curado (aii) se selecciona del grupo que consiste de 20 resinas aminoplásticas, resinas con funcionalidad isocianato, y mezclas de las mismas.

18. El método de la reivindicación 1 en donde la composición de recubrimiento es una composición de capa transparente.

19. El método de la reivindicación 1 en donde la composición de recubrimiento es una composición de capa base pigmentada.