ES2249285T3

Cured coatings having improved scratch resistance and coated substrates

Abstract

A cured coating comprising a plurality of particles throughout the coating, the concentration of particles within the surface region of the coating being greater than the concentration of particles within the volume region of the coating, the cured coating being formed from a curable coating composition comprising: (a) at least one film forming material having at least one reactive functional group; (b) a plurality of particles; and (c) at least one surfactant.

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57 claims: 7 independent, 50 dependent

  1. 1
    ES 2 249 285 T3 REIVINDICACIONES 1. Un recubrimiento curado que comprende una pluralidad de partículas en todo el recubrimiento, siendo la concentración de partículas dentro de la región superficial del recubrimiento superior a la concentración de partículas dentro de la región de volumen del recubrimiento, estando formado el recubrimiento curado a partir de una composición de recubrimiento curable que comprende:(a) al menos un material de formación de película que tiene al menos un grupo funcional reactivo;(b) una pluralidad de partículas;y (c) al menos un agente tensioactivo.
  2. 2
    El recubrimiento curado de la reivindicación 1, en el que la composición de recubrimiento comprende además (d) al menos un reactivo.
  3. 3
    El recubrimiento curado de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agente tensioactivo se selecciona entre al menos un polisiloxano y al menos un fluoropolímero.
  4. 4
    El recubrimiento curado de la reivindicación 3, en el que el agente tensioactivo se selecciona entre un polisiloxano que tiene al menos un grupo funcional reactivo.
  5. 5
    El recubrimiento curado de la reivindicación 4, en el que dicho polisiloxano comprende al menos dos grupos con función reactiva.
  6. 6
    El recubrimiento curado de la reivindicación 4, en el que dicho grupo funcional reactivo se selecciona entre un grupo hidroxilo, un grupo carboxilo, un grupo isocianato, un grupo poliisocianato bloqueado, un grupo amina primaria, un grupo amina secundaria, un grupo amida, un grupo carbamato, un grupo urea, un grupo uretano, un grupo vinilo, un grupo éster insaturado, un grupo maleimida, un grupo fumarato, un grupo anhídrido, un grupo hidroxil alquilamida, y un grupo epoxi.
  7. 7
    El recubrimiento curado de la reivindicación 6, en el que dicho grupo funcional reactivo se selecciona entre un grupo hidroxilo y un grupo carbamato.
  8. 8
    El recubrimiento curado de la reivindicación 6, en el que dicho grupo funcional reactivo es un grupo que comprende al menos dos grupos funcionales reactivos seleccionados entre un grupo hidroxilo y un grupo carbamato.
  9. 9
    El recubrimiento curado de la reivindicación 4, en el que dicho grupo funcional reactivo es un grupo que comprende un grupo oxalquileno y al menos dos grupos hidroxilo.
  10. 10
    El recubrimiento curado de la reivindicación 3, en el que dicho polisiloxano tiene al menos una de las siguientes unidades estructurales (I):R 1 nR 2 mSiO(4-n-m)2 (I) en la que los R 1 , que pueden ser idénticos o diferentes, representan H, OH, un grupo hidrocarburo monovalente, un grupo siloxano monovalente;cada R 2 , que pueden ser idénticos o diferentes, representa un grupo que comprende al menos un grupo funcional reactivo, cumpliendo m y n las premisas de que 0 n 4, 0 m 4 y 2 (m+n) 4.
  11. 11
    El recubrimiento curado de la reivindicación 10, en el que cada R 2 , que pueden ser idénticas o diferentes, representa un grupo que comprende al menos un grupo funcional reactivo seleccionado entre un grupo hidroxilo, un grupo carboxilo, un grupo isocianato, un grupo poliisocianato bloqueado, un grupo amina primaria, un grupo amina secundaria, un grupo amida, un grupo carbamato, un grupo urea, un grupo uretano, un grupo vinilo, un grupo éster insaturado, un grupo maleimida, un grupo fumarato, un grupo anhídrido, un grupo hidroxi alquilamida y un grupo epoxi.
  12. 12
    El recubrimiento curado de la reivindicación 13, en el que dicho polisiloxano tiene la siguiente estructura (II) ó (III):R R R R I I I I R - Si - O - (- Si - O -)n - (Si - O)m - Si - R II II R R R a R (II) o ES 2 249 285 T3 R R R R II II R-Si-O-(-Si-O-) n , - (Si - O)m' -Si-R II II R a R R a R a (II) en las que: m tiene un valor de al menos 1;m' oscila entre 0 y 75;n oscila entre 0 y 75;n' oscila entre 0 y 75;cada R, que pueden ser idénticas o diferentes, se selecciona entre H, OH, o un grupo hidrocarburo monovalente, un grupo siloxano monovalente, y mezclas de ellos;y -R a comprende la siguiente estructura (IV): -R 3 -X (IV) en la que -R 3 se selecciona entre un grupo alquileno, un grupo oxialquileno, un grupo alquilen arilo, un grupo alquenileno, un grupo oxialquenileno, y un grupo alquenilen arilo;y X representa un grupo que comprende al menos un grupo funcional reactivo seleccionado entre un grupo hidroxilo, un grupo carboxilo, un grupo isocianato, un grupo poliisocianato bloqueado, un grupo amina primaria, un grupo amina secundaria, un grupo amida, un grupo carbamato, un grupo urea, un grupo uretano, un grupo vinilo, un grupo éster insaturado, un grupo maleimida, un grupo fumarato, un grupo anhídrido, un grupo hidroxi alquilamida y un grupo epoxi.
  13. 13
    El recubrimeinto curado de la reivindicación 4, en el que al menos un polisiloxano es el producto de reacción de al menos uno de los siguientes reactivos:(i) al menos un polisiloxano de fórmula (VI): R R R I I I R - Si - O - (- Si - O -) n -Si-R I I I R R R (VI) en la que cada grupos sustituyente R, que puede ser idénticos o diferentes, representa un grupo seleccionado entre H, OH, un grupo hidrocarburo monovalente, un grupo siloxano, y mezclas de ellos;al menos uno de los grupos representados por R es H, y n' oscila entre 0 y 100, de manera que el porcentaje de contenido en Si-H del polisiloxano oscila entre 2 y 50 por ciento;y (ii) al menos una molécula que comprende al menos un grupo hidroxilo primario y al menos un enlace insaturado capaz de experimentar una reacción de hidrosililación.
  14. 14
    El recubrimiento curado de la reivindicación 1, en el que las partículas tienen un tamaño de partícula medio inferior a 100 micrómetros antes de la incorporación en la composición.
  15. 15
    El recubrimiento curado de la reivindicación 14, en el que las partículas tienen un tamaño de partícula medio inferior a 50 micrómetros antes de la incorporación en la composición.
  16. 16
    El recubrimiento curado de la reivindicación 1, en el que las partículas tienen un tamaño de partícula medio comprendido entre 1 y menos de 1000 nanómetros antes de la incorporación en la composición.
  17. 17
    El recubrimeinto curado de la reivindicación 15, en el que las partículas tienen un tamaño de partícula medio comprendido entre 1 y 100 nanómetros antes de la incorporación en la composición.
  18. 18
    El recubrimiento curado de la reivindicación 17 en el que las partículas tienen un tamaño de partícula medio comprendido entre 5 y 50 nanómetros antes de la incorporación en la composición.
  19. 19
    El recubrimiento curado de la reivindicación 1, en el que las partículas, cuando se añaden a los demás componentes que forman la composición de recubrimiento, están presentes en la composición de recubrimiento en una cantidad comprendida entre 0,01 y 75 por ciento en peso en función del peso total de los sólidos de resina de los componentes que forman la composición de recubrimiento. ES 2 249 285 T3
  20. 20
    El recubrimiento curado de la reivindicación 19, en el que las partículas están presentes en una cantidad de al menos 0,1 por ciento en peso.
  21. 21
    El recubrimiento curado de la reivindicación 19, en el que las partículas están presentes en una cantidad de al menos 0,5 por ciento en peso.
  22. 22
    El recubrimiento curado de la reivindicación 19, en el que las partículas están presentes en una cantidad de al menos 5 por ciento en peso.
  23. 23
    El recubrimiento curado de la reivindicación 19, en el que las partículas están presentes en una cantidad inferior a 10 por ciento en peso.
  24. 24
    El recubrimiento de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de partículas se selecciona entre partículas inorgánicas, partículas compuestas y mezclas de ellas.
  25. 25
    El recubrimiento curado de la reivindicación 24, en el que las partículas se seleccionan entre sílice ahumada, sílice amorfa, sílice coloidal, alúmina, alúmina coloidal, dióxido de titanio, óxido de cesio, óxido de itrio, itria coloidal, zirconia, zirconia coloidal y mezclas de cualquiera de ellos.
  26. 26
    El recubrimiento curado de la reivindicación 24, en el que las partículas se tratan superficialmente.
  27. 27
    El recubrimiento curado de la reivindicación 1, en el que dicho material de formación de película comprende al menos un grupo funcional reactivo seleccionado entre un grupo hidroxilo, un grupo carbamato, un grupo epoxi, un grupo isocianato y un grupo carboxilo.
  28. 28
    El recubrimiento curado de la reivindicación 27 en el que dicho material de formación de película comprende al menos un grupo funcional reactivo seleccionado entre un grupo hidroxilo y un grupo carbamato.
  29. 29
    El recubrimiento curado de la reivindicación 4, en el que el material de formación de película se selecciona entre un polímero, en adición y que es diferente a dicho polisiloxano, que comprende al menos un grupo funcional reactivo que es reactivo con el grupo funcional del polisiloxano.
  30. 30
    El recubrimiento curado de la reivindicación 2 y 4, en el que dicho reactivo comprende al menos un grupo funcional que es reactivo con al menos un grupo funcional reactivo del polisiloxano.
  31. 31
    El recubrimiento curado de la reivindicación 2, en el que el reactivo se selecciona entre al menos un agente de curado.
  32. 32
    El recubrimiento curado de la reivindicación 31, en el que el agente de curado se selecciona entre una resina de aminoplasto, un poliisocianato, un isocianato bloqueado, un poliepóxido, un poliácido y un polialcohol.
  33. 33
    El recubrimiento curado de la reivindicación 32, en el que el agente de curado se selecciona entre una resina de aminoplasto y un poliisocianato.
  34. 34
    El recubrimiento curado de la reivindicación 31, en el que el agente de curado, cuando se añade a los demás componentes que forman la composición de recubrimiento, está presente en una cantidad comprendida entre 2 por ciento en peso a 65 por ciento en peso en función del peso total de sólidos de resina de los componentes que forman la composición de recubrimiento.
  35. 35
    El recubrimiento curado de la reivindicación 34, en el que el agente de curado está presente en una cantidad de al menos 5 por ciento en peso.
  36. 36
    El recubrimiento curado de la reivindicación 34, en el que el agente de curado está presente en una cantidad de al menos un 10 por ciento en peso.
  37. 37
    El recubrimiento curado de la reivindicación 2, en el que el reactivo comprende al menos un material que tiene al menos un grupo funcional reactivo que está bloqueado con un grupo sililo.
  38. 38
    El recubrimiento curado de la reivindicación 37 en el que el grupo de bloqueo de sililo tiene la siguiente estructura (IX):R 1 I - Si - R2 I R3 (IX) ES 2 249 285 T3 en la que R1, R2 y R3, que pueden ser idénticos o diferentes, representa un grupo alquilo que tiene de 1 a 18 átomos de carbono, un grupo fenilo o un grupo alilo.
  39. 39
    El recubrimiento curado de la reivindicación 37, en el que el grupo funcional reactivo se selecciona entre un grupo hidroxilo, un grupo carbamato, un grupo carboxilo y un grupo amida.
  40. 40
    El recubrimiento curado de la reivindicación 37, en el que los compuestos que se pueden hacer reaccionar con el grupo funcional para formar el grupo sililo se seleccionan entre hexametildisilazano, trimetilclorosilano, trimetilsilildietilamina, cloruro de t-butil dimetilsililo, cloruro de difenil metilsililo, hexametil disililazida, hexametil disiloxano, triflato de trimetilsililo, hexametildisilil acetamida y mezclas de ellos.
  41. 41
    El recubrimiento curado de la reivindicación 37, en el que el reactivo tiene una cadena principal que comprende al menos una unión seleccionada entre una unión éster, una unión uretano, una unión urea, una unión amida, una unión siloxano, y una unión éter o un polímero como poliéster, un polímero acrílico, un poliuretano, un poliéter, una poliurea, una poliamida, y copolímeros de cualquiera de ellos.
  42. 42
    El recubrimiento curado de la reivindicación 37, en el que dicho material comprende al menos un compuesto que presenta la siguiente estructura (X):
  43. 43
    El recubrimiento curado de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la composición de recubrimiento comprende adicionalmente al menos un catalizador.
  44. 44
    El recubrimiento curado de la reivindicación 43, en el que el catalizador es un catalizador ácido.
  45. 45
    El recubrimiento curado de la reivindicación 44, en el que el catalizador se selecciona entre un fosfato ácido, un ácido sulfónico sustituido y un ácido sulfónico sin sustituir.
  46. 46
    El recubrimiento curado de la reivindicación 45, en el que el catalizador es fosfato de ácido fenílico.
  47. 47
    El recubrimiento curado de la reivindicación 44, en el que el catalizador está presente durante la formación de la composición en una cantidad suficiente como para acelerar la reacción entre el grupo funcional del reactivo y el grupo funcional reactivo del polisiloxano.
  48. 48
    El recubrimiento curado de la reivindicación 47, en el que el catalizador está presente en una cantidad comprendida entre 0,1 y 5 por ciento en peso en función del peso total de los sólidos de resina de los componentes que forman la composición de recubrimiento.
  49. 49
    El recubrimiento curado de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición curada se cura térmicamente o se cura por exposición a radiación ionizante o radiación actínica, o se cura por exposición a (a) radiación ionizante o radiación actínica y (b) energía térmica. ES 2 249 285 T3
  50. 50
    El recubrimiento curado de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, seleccionándose el recubrimiento entre una capa superior de monocapa, una capa superior transparente aplicada sobre al menos una porción de una capa base y un recubrimiento formado a partir de una composición de recubrimiento electrodepositable.
  51. 51
    Una composición de recubrimiento compuesta de varios componentes que comprende una capa base depositada desde una composición de recubrimiento pigmentada, y un recubrimiento curado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 50 aplicada sobre al menos una porción de la capa base.
  52. 52
    El recubrimiento compuesto de varios componentes según la reivindicación 51 siendo la composición curada una capa superior.
  53. 53
    El recubrimiento compuesto de varios componentes según la reivindicación 51 en el que la composición curada es transparente.
  54. 54
    El sustrato revestido que comprende un sustrato y un recubrimiento curado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 50 o un recubrimiento compuesto múltiple según cualquiera de las reivindicaciones 51 a 53 depositado sobre al menos una porción del sustrato.
  55. 55
    Un sustrato revestido según la reivindicación 54, siendo el sustrato un sustrato de automóvil.
  56. 56
    El sustrato de automóvil revestido según la reivindicación 55, siendo el sustrato de automóvil un parachoques, un capó, una puerta, un protector o una carcasa de espejo.
  57. 57
    Un recubrimiento curado que es el resultado de una composición en polvo formada de componentes que consisten en:(a) al menos un agente tensioactivo que comprende: (i) al menos un polisiloxano que comprende al menos un grupo funcional reactivo, comprendiendo el polisiloxano al menos una de las siguientes unidades estructurales (I): R 1 nR 2 mSiO(4- n - m )2 (I) en la que los R 1 , que pueden ser idénticos o diferentes, representan H, OH, un grupo hidrocarburo monovalente, un grupo siloxano monovalente;cada R 2 , que pueden ser idénticos o diferentes, representa un grupo que comprende al menos un grupo reactivo, cumpliendo m y n las premisas de que 0 n 4, 0 m 4 y 2 (m+n) 4;y (ii) al menos un agente tensioactivo de poliacrilato que tiene al menos un grupo funcional seleccionado entre una funcionalidad amino e hidroxilo, funcionalidad ácido y funcionalidad ácido e hidroxilo;y (b) una pluralidad de partículas, siendo la concentración de partículas presentes en una región superficial de la composición curada superior a la concentración de partículas presentes en las regiones de volumen de la composición curada.
Independent claims57