MXPA96005114A - Superficies metalicas revestidas con polimeros - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a:Una superficie metálica revestida con un polímero termoplástico, caracterizada porque comprende un revestimiento que exhibe una resistencia al desprendimiento a 150°C, de acuerdo con DIN 30 670, el que es al menos 160 N/5 cm, superficie metálica revestida comprende un recubrimiento en capas sucesivas:una capa de una resina epóxica colocada contra el metal, la resina epóxica tiene una temperatura de transición vítrea de 150ºC o mayor;una capa de un aglutinante, el aglutinante comprende polipropileno;y una capa de un polímero termoplástico.

Description

SUPERFICIES METÁLICAS REVESTIDAS CON POLÍMEROS. Campo de la Invención La presente invención se relaciona con superficies metálicas revestidas con polímeros y, mas particularmente, con tuberias cuya superficie exterior ha sido revestida con un polímero termoplástico. La entidad solicitante ha descubierto revestimientos de polímeros termoplásticos que exhiben una resistencia al desprendimiento a 130"C que es superior a 400 N/5 cm. Estado de la Técnica Un medio para obtener esta resistencia al desprendimiento consiste, por ejemplo, en colocar, entre el metal y el termoplástico, una capa de resina epoxi gue tiene una temperatura de transición vitrea superior a 120ßC y una capa de aglutinante a base de polipropileno, quedando la capa de resina epoxi contra el metal. La DE 3 4222 920 describe revestimientos para tuberías de acero que incluyen, sucesivamente, una capa de resina epoxi, una capa de polipropileno injertado y por último una capa exterior de una mezcla de polipropileno y de un copolimero en bloque de polipropileno/polietlleno. La temperatura de transición vitrea (Tg) de la resina epoxi está comprendida entre 80 y 94°C. Estos revestimientos son adecuados para agua caliente a 90ßC. La Re 30006 describe revestimientos para tuberías de acero que incluyen, sucesivamente, una resina epoxi y un polietileno modificado por injerto o copoli erización con anhídrido maleico. No se menciona nada en relación con la Tg de la resina epoxi; sin embargo, el polietileno imposibilita trabajar por encima de 80ßC. De este modo, la técnica anterior no ha descrito un revestimiento que tenga una elevada resistencia al desprendimiento a 130°C tal y como ocurre en la presente invención. Sumario de la Invención. Por tanto, la presente invención consiste en una superficie metálica revestida con un polímero termoplástico, exhibiendo el revestimiento una resistencia al desprendimiento a 130°C (medida según la norma DIN 30 670) gue es superior a 400 N/5 cm. Objetos y Modalidades Preferidas de la Invención La superficie metálica puede ser de cualquier tipo; sin embargo, la invención es particularmente útil para la superficie exterior de tuberías, siendo posible que estas tuberías tengan un diámetro exterior, por ejemplo, de hasta 0,8 ó 1,5 m y un espesor de 2 a 25 mm. El polimero termoplástico puede ser de cualquier tipo, siempre que su temperatura de trabajo sea superior o igual a 130°C y con preferencia entre 130 y 150°C. Como ejemplos, se pueden mencionar polipropileno, poliamidas y mezclas de poliamidas, siendo posible que estos polímeros puedan ser cargados con fibra de vidrio. Por "polipropileno" se quiere dar a entender homopolímeros de propileno y los copolímero de propileno con al menos una alfa-olefina y con propileño predominando en porcentaje en peso. Esta alfa-olefina es, por ejemplo etileno. Por "poliamida" se quiere dar a entender los productos de condensación: - de uno o mas aminoácidos tales como ácidos aminocaproico, 7-aminoheptanoico, 11-aminoundecanoico y 12-aminododecanoico o una o mas lactamas tales como caprolactama, enantolacta a y lauril-lactama; - de una o mas sales o mezclas de diaminas tales como hexametilendiamina, dodecametilendiamina, meta-xililen-diamina, bis-p-aminociclohexil-metano y tri etilhexametilen-diamina con diácidos tales como ácidos isoftálico, tereftálico, adípico, azelaico, subérico, sebácico y dodecanodicarbo-xílico; o - de mezclas de ciertos monómeros, que dan como resultado copoliamidas. Se pueden emplear mezclas de poliamidas. Convenientemente se emplean PA-6 y PA-6,6. La expresión "mezcla de poliamidas" dentro del significado de la invención quiere dar a entender las mezclas de poliamida que se encuentran en forma de una matriz de poliamida en donde están dispersados nodulos de un polímero (A) o de un caucho, teniendo la mezcla que exhibir una temperatura de trabajo como la indicada anteriormente. A título de ejemplos de polímeros (A) pueden mencionarse el citado polipropileno, polietilenos reticulados o mezclas reticuladas de (i) copolímeros de etileno incluyendo anhídrido maleico y de (ii) copolímeros de etileno incluyendo metacrilato de glicidilo. Como ejemplos de cauchos se pueden mencionar estireno-butadieno (SBR), nitrilo-butadieno (NBR), caucho natural, poliisopreno, polibutadieno, caucho butilo, copolímeros en bloque de estireno-butadieno-estireno (SBS), copolímeros de estireno-isopreno-estireno (SIS) y copolímeros de estireno-etileno/buteno-estireno (SEBS) . El polímero (A) y el caucho pueden llevar opcional-mente grupos funcionales para facilitar la compatibilización con la poliamida. Estos grupos funcionales pueden obtenerse mediante injerto de al menos un ácido carboxílico insaturado, un anhídrido y los derivados de estos ácidos y anhídridos. A modo de ejemplos de ácidos carboxílicos, se pueden mencionar ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido crotónico, anhídrido itacónico, anhídrido nádico, anhídrido maleico y anhídridos maleicos sustituidos tal como, por ejemplo anhídrido di etil-maleico. Como ejemplos de derivados se pueden mencionar sales, amidas, imida y esteres, tales como mono- y dimaleato de sodio, acrilamida, aleiimida y fumarato de dimetilo. Los procesos de injerto son ya conocidos para los expertos en la materia. La formación de la matriz de poliamida se puede facilitar también añadiendo un agente compatibilizante a la mezcla de poliamida y de polímero (A) o de caucho. Este producto es conocido per se. Como ejemplo se puede mencionar polipropileno injertado con un ácido carboxílico insaturado, un anhídrido de ácido carboxílico o sus derivados. Estos productos pueden ser elegidos entre los productos de injerto que han sido descritos anteriormente. El agente compatibilizante puede ser también una mezcla de polipropileno injertado y de un elastómero tal como un caucho EPR o EPDM. En lo que se refiere a polipropileno, el agente compatibilizante es convenientemente un copolímero de etileno/propileno en donde predomina el propileno e injertado con un producto que tiene un punto que es reactivo con aminas, y condensado posteriormente con poliamidas u oligómeros de poliamida que tienen un solo extremo amina. Estos agentes compatibilizantes y las correspondientes mezclas de poliamidas se describen en la patente US 5 342 886, cuyo contenido se incorpora aquí solo con fines de referencia. La cantidad de poliamida que forma la matriz de estas mezclas de poliamidas puede estar comprendida entre 55 y 95% en peso de la combinación de la poliamida y del polímero (A) o del caucho. Estas mezclas de poliamidas pueden ser preparadas mediante las técnicas usuales de mezcla en estado fundido (con doble tornillo, Buss o con un solo tornillo) . La resistencia al desprendimiento a 130°C es de por lo menos 400 N/5 cm; este valor puede alcanzar 650 N si el material termoplástico se carga con fibra de vidrio. A 150°C, la resistencia al desprendimiento es superior a 180 N/5 cm; puede alcanzar un valor de 200 N/5 cm en el caso de poliamidas o mezclas de poliamidas y un valor de 350 N/5 cm en el caso de termoplásticos cargados con fibra de vidrio. La entidad solicitante ha descubierto que un medio para obtener estas resistencias al desprendimiento consiste, por ejemplo, en colocar, entre el metal y el termoplástico, una capa de resina epoxi que tiene una temperatura de transición vitria superior a 120°C y una capa de aglutinante a base de polipropileno funcionalizado, quedando la capa de resina epoxi contra el metal. La presente invención se relaciona también con estas superficies metálicas así revestidas. La base de las resinas epoxi se describe, por ejemplo, en la Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Techno-logy, Vol. 9 - páginas 267-289, 3ft edición. Es suficiente elegir una resina que tenga la Tg requerida. Estas resinas son en la mayoría de los casos poliglicidiléteres de un polifenol. Convenientemente se emplean las siguientes: - Productos de condensación de bisfenol A y de epiclorhidrina; - Resinas novolaca epoxi-cresol (ECN); - Novolacas epoxi-fenólicas; - Resinas derivadas de bisfenol F; - Derivados de fenoles polinucleares y de glicidi-léteres; - Resinas cicloalifáticas; - Resinas derivadas de aminas aromáticas tales como: derivados de tetraclicidilmetilendianilina, derivados de triglicidil-p-aminofenol y derivados de triazinas tal como isocianurato de triglicidilo; - Resinas derivadas de indantoina. Las resinas empleadas en la presente invención son reticulables entre 180 y 250°C. La reticulación puede ser efectuada, por ejemplo, con aminas tales como dimetile-tanolamina y metilendianilina o amidas tal como diciandia-mida, o con resinas fenólicas. Estas resinas pueden incluir aditivos tales como siliconas, pigmentos tales como dióxido de titanio, óxido de hierro, negro de humo y cargas tales como carbonato calcico, talco o mica. El tiempo de gelificación está comprendido convenientemente entre 20 y 30 segundos. El tiempo de gelificación viene definido por la norma AFNOR NFA 49-706. Se trata del tiempo necesario para producir un rápido incremento de la viscosidad a una temperatura determinada. La Tg es adecuadamente superior a 150°C. Estas resinas pueden tener forma de polvo o líquido que se pulveri-za sobre la superficie metálica, la cual ha sido previamente desengrasada, chorreada con arena y calentada. El aglutinante a base de polipropileno representa, por ejemplo, composiciones que incluyen esencialmente polipropileno funcionalizado por injerto con al menos un ácido carboxílico insaturado, un anhídrido de ácido carboxílico insaturado o derivados de estos ácidos y anhídridos. Estos productos ya han sido referidos anteriormente. Un polipropileno de índice de fusión (MI) de 0,1 a 10 gr/10 minutos a 230°C, bajo 2,16 kg, se injerta adecuadamente con anhídrido maleico en presencia de iniciadores tales como peróxidos. La cantidad de anhídrido maleico injertado realmente puede ser de 0,01 a 10% en peso del polipropileno injertado. El polipropileno injertado puede ser diluido con polipropileno, cauchos EPR y EPDM o copolímeros de propileno y de una alfa-olefina. Según otra alternativa, es posible también efectuar un coinjerto de una mezcla de polipropileno y de EPR o de EPDM, es decir, añadir un ácido carboxílico insaturado, un anhídrido o sus derivados a una mezcla de polipropileno y de EPR o de EPDM en presencia de un inicia-dor. El espesor de la capa de resina epoxi puede ser de 20 a 400 µm, con preferencia de 50 a 150 µm. El espesor de la capa aglutinante puede ser de 100 a 500 µm con preferencia de 200 a 350 um. El espesor de la capa de polímero termoplástico puede ser de 0,5 a 5 mm, con preferencia de 1,5 a 3 mm. No debe constituir una desviación del alcance de la invención el añadir cargas, agentes anti-UV, pigmentos, estabilizantes, ignífugos y similares a la resina epoxi, al aglutinante y al polímero termoplástico. La presente invención se relaciona también con un proceso para la preparación de estas superficies revestidas. En primer lugar, la superficie metálica es desengrasada, chorreada con arena y luego calentada. La resina epoxi se deposita en forma líquida o por pulverización o pulverización electrostática y se encuentra en forme de polvo, sobre la superficie metálica, la cual es calentada a 200-240°C aproximadamente. Después de 20 segundos aproximadamente, es decir poco antes de finalizar el tiempo de gelificación, antes de que la resina se reticule, de manera que permanezcan grupos epoxi funcionales para reaccionar con las unidades de injerto del aglutinante, se deposita el aglutinante bien pulverizándolo en el caso de que sea un polvo o bien mediante revestimiento o aplicación con rodillo. El polímero termoplá-tico se deposita entonces de la misma manera. En relación con la superficie exterior de tuberías metálicas, el procedimiento es el mismo en el caso de la resina epoxi y luego se deposita el aglutinante bien pulverizándolo en el caso de que se encuentre en forma de polvo o, en la mayoría de los casos, por extrusión por una boquilla anular dispuesta concéntricamente alrededor de la tubería. El aglutinante puede ser extruido también por una boquilla plana para producir una cinta continua la cual se enrolla alrededor de la tubería, por ejemplo por medio de la rotación de la tubería alrededor de si misma. El termoplástico se deposita de la misma manera. La presente invención se relaciona igualmente con una superficie metálica revestida que incluye, sucesivamente, una capa de resina epoxi colocada contra el metal y que tiene una temperatura de transición vitrea superior a 120°C, una capa de aglutinante a base de polipropileno modificado por injerto y una capa de polímero termoplástico. Ejemplos En los siguientes ejemplos se emplean los productos indicados a continuación: Eurokote 714-31PP representa una resina epoxi que tiene una Tg - 105°C y es suministrada por la compañía Bitumes Spéciaux y tiene las siguientes características: Densidad a 23° (NFT 30-043): 1.5 ± 0.05 g/ml Contenido en humedad (IBS 319) = 0.50% Tamaño de partícula (IBS 316): Diámetro medio 38 ± 4 µm Tamaño superior a 96 µm < 10% Tg (NFA 49-706): 105° ± 5°C Tiempo de gelificación 80 ± 10 s a 180ßC. Epoxy P405/06 representa una resina epoxi que tiene una Tg - 160ßC y es suministrada por la compañía Bitumes Spéciaux. Tiene un tiempo de gelificación de 25 ± 5 s a 210°C. Epoxy 500618 representa una resina epoxi que tiene una Tg = 150°C y es suministrada por Akzo y tiene un tiempo de gelificación de 25 ± 5 s a 210"C. Orevacs 1, 2 y 3 representan polipropilenos injertados con anhídrido maleico (MAH) conteniendo aproximadamente 0,5% en peso de MAH y que tiene las siguientes características: to Orgalloy 1 representa una mezla de: 60% de PA-6 de índice de fusión 2-3 (235°C) 30% de polipropileno de índice de fusión 1,5-2 (235°C) - 10% de un copolímero de espina dorsal de etileno/propileno conteniendo 12% de etileno, injertado con anhídrido maleico ( 1% de anhídrido respecto a la espina dorsal) y luego condensado con un oligómero monoamínico de caprolactama con un grado de polimerización de 22, siendo la cantidad de estos oligómeros del 25% respecto a la espina dorsal. PP representa un polipropileno de MI 1 (230ßC, 2,16 kg) y MI 4 (230°C, 5 kg) y dureza Shore D 63 (ISO 868). Ejemplo 1 Se produce el siguiente revestimiento de tres capas: Acero/ Epoxi/ Orevac /PP/20% de fibra de vidrio corta (t - 2,5 mm) (70 µm) (250-300 µm) Condiciones de aplicación ? Tubería - 200-220°C Tiempo (epoxi/adhesivo) = 22-25 s; este es el tiempo entre la aplicación de la resina epoxi y la aplicación de Orevac. Tiempo (epoxi/enfriamiento) - 3 ' Tabla 1 División entre el acero y la resina epoxi a 130°C. Ejemplo 2 Se produce el siguiente revestimiento de tres capas: Acero / Epoxi / Orevac / Orgalloy 1 (t = 2,5 mm) (70 µm) (250-300 µm) ? Tubería - 200-220°C Tiempo (epoxi/adhesivo) = 22-25 s; este es el tiempo entre la aplicación de la resina epoxi y la aplicación de Orevac. Tiempo (epoxi/enfriamiento) » 3' Tabla 2 División entre el acero y la resina epoxi entre 130° y 150°C. Ejemplo 3 Se produce el siguiente revestimiento de tres capas: Acero / Epoxi / Orevac / PP (70 um) (250-300 µm) t - 2,5 mm ? Tubería = 200-220"C Tiempo (epoxi/adhesivo) = 22-25 s Tiempo (epoxi/enfriamiento) = 3 '

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES 1.- Una superficie metálica revestida con un polímero termoplástico, caracterizada porque el revestimiento exhibe una resistencia al desprendimiento a 130°C, de acuerdo con DIN 30 670, que es superior a 400 N/5 cm.
2. 2. - Una superficie metálica según la reivindicación 1, caracterizada porque la resistencia al desprendimiento a 150°C es de por lo menos 160 N/5 cm.
3. 3. - Una superficie metálica según la reivindicación 1 6 2, caracterizada porque el polímero termoplástico es polipropileno, poliamida, o una mezcla de poliamida.
4. 4.- Una superficie metálica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque una capa de resina epoxi que tiene una temperatura de transición vitrea superior a 120°C y una capa de aglutinante a base de polipropileno están dispuestas entre el metal y el polímero termo-plástico, quedando la capa de resina epoxi contra el metal.
5. 5. - Una superficie metálica según la reivindicación 4, caracterizada porque el aglutinante es de una composición química que incluye esencialmente polipropileno funcionalizado mediante injerto con al menos un ácido carboxílico insaturado, un anhídrido de ácido carboxílico insaturado o derivados de los mismos.
6. 6. - Una superficie metálica revestida caracterizada porque comprende, sucesivamente, una capa de resina epoxi colocada contra el metal y que tiene una temperatura de transición vitrea superior a 120°C, una capa de aglutinante a base de polipropileno modificado por injerto, y una capa de polímero termoplástico.
7. 7. - Una superficie metálica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la superficie metálica es la superficie exterior de una tubería.