BR102016020235B1 - Composição de revestimento anticorrosivo, método para revestir um substrato metálico e substrato metálico revestido - Google Patents

Abstract

COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO ANTICORROSIVO. A invenção refere-se a uma composição de revestimento anticorrosivo. Para fornecer uma composição de revestimento anticorrosivo que se cura à temperatura ambiente, prevê-se que a composição de revestimento anticorrosivo compreende pelo menos um polissiloxano e partículas de metal e também pelo menos um reticulador, sendo que a composição de revestimento se reticula quimicamente à temperatura ambiente. A invenção refere-se adicionalmente a um método para aplicação da composição de revestimento anticorrosivo e também ao substrato revestido.

Description

[001] A presente invenção refere-se ao campo da técnica de controle de corrosão.

[002] A presente invenção refere-se em particular a uma composição de revestimento anticorrosivo e também a um método para aplicação da composição de revestimento anticorrosivo.

[003] A presente invenção refere-se adicionalmente a um substrato metálico dotado de um revestimento anticorrosivo.

[004] Em conjunto com a invenção, interesse particular é atribuído a composições de revestimento que curam à temperatura ambiente, do tipo revelado no documento EP 0 591 955 Bl, por exemplo. Os elementos essenciais da composição de revestimento revelada nesta são um polissiloxano como aglutinante e também um composto de boro orgânico como agente reticulante, sendo que o design da composição de revestimento é tal que o revelado seca à temperatura ambiente, embora com um tempo necessário considerável de mais de 70 horas à temperatura ambiente.

[005] Os compostos de boro orgânicos usados na técnica anterior são indesejados em termos ambientais e serão evitados.

[006] É evidente que características, recursos, versões e modalidades e também vantagens ou similares, que são fornecidos abaixo, para evitar a repetição desnecessária, apenas em relação a um aspecto da invenção são, naturalmente, válidos correspondentemente em relação aos outros aspectos da invenção, mesmo quando isso não é explicitamente indicado.

[007] Além disso, é evidente que quando valores, números e faixas são estabelecidos abaixo, os detalhes de valor, número e faixa relativos não devem ser considerados restritivos; em vez disso é óbvio para o versado na técnica que em certos casos ou aplicações particulares, desvios das faixas estabelecidas ou detalhes são possíveis, sem abandonar o escopo da presente invenção.

[008] É o caso, além disso, que todos os detalhes de valores ou detalhes de parâmetros ou similares que são fornecidos abaixo podem ser verificados ou determinados usando métodos de determinação padronizados ou explicitamente estabelecidos ou por métodos de determinação que são familiares por si aos versados na técnica.

[009] Também é evidente, além disso, que todas as porcentagens baseadas em peso ou baseadas em quantidade serão selecionadas pelo versado na técnica para resultar em um total de 100%; isso, entretanto, é óbvio.

[0010] Tendo isso estabelecido, a presente invenção é descrita em mais detalhes abaixo.

[0011] Um assunto da presente invenção - de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção - é, portanto, uma composição de revestimento anticorrosivo que compreende pelo menos um polissiloxano e partículas de metal e também pelo menos um reticulador, sendo que a composição de revestimento é quimicamente reticulada à temperatura ambiente.

[0012] Um recurso da composição de revestimento anticorrosivo da invenção é uma composição simples em que o uso de compostos de organoboro é evitado. A composição da invenção é fácil de empregar e é curada sobre o substrato dentro de um curto período de tempo à temperatura ambiente. Os recursos da composição da invenção, além da composição simples, têm particularmente fácil processamento e aplicabilidade.

[0013] A composição de revestimento pode ser formulada sem ou com apenas uma pequena fração de solventes orgânicos, particularmente os VOCs (Compostos Orgânicos Voláteis), que são problemáticos a partir de pontos de vista de proteção ambiental e preservação da saúde e devem ser evitados. A composição de revestimento da invenção também é consequentemente irrepreensível em termos de considerações de higiene ocupacional. Além disso, um aparelho dispendioso e complexo para coletar os solventes orgânicos não é necessário.

[0014] De modo geral, a composição de revestimento é em particular pelo menos substancialmente isenta de água e, de preferência, é isenta de água.

[0015] Além disso, no contexto da presente invenção, prevê-se que a composição de revestimento em particular será pelo menos substancialmente isenta de solventes orgânicos.

[0016] No entanto, é possível que a composição de revestimento compreenda solventes orgânicos, mais particularmente VOCs, em quantidades de no máximo 5 %, em peso, mais particularmente no máximo 3 %, em peso, com base na composição de revestimento. É igualmente possível que a composição de revestimento compreenda solventes orgânicos, mais particularmente VOCs, em quantidades de 0,01 a 5 %, em peso, mais particularmente 0,1 a 3 %, em peso, com base na composição de revestimento. Os solventes orgânicos são normalmente misturados com a composição de revestimento apenas com o propósito de ajustar a viscosidade, como será observado abaixo.

[0017] A composição de revestimento anticorrosivo é, portanto, uma composição de revestimento baixa em VOC ou isenta de VOC.

[0018] De acordo com uma modalidade preferencial, a composição de revestimento é reticulada na presença de umidade atmosférica. Visto que a reação de reticulação desses sistemas não começa em qualquer extensão significativa até a composição de revestimento entrar em contato com a umidade atmosférica, a composição de revestimento anticorrosivo da invenção oferece uma vida útil suficientemente longa, em outras palavras, um período de tempo suficientemente longo dentro do qual a composição pode ser trabalhada. Além disso, a composição da invenção tem tempo de armazenamento quase ilimitado, sempre submetida à condição de que a composição de revestimento é protegida contra a entrada de água ou umidade, especialmente umidade atmosférica. Se o recipiente for efetivamente protegido contra a entrada de umidade, mais particularmente umidade atmosférica, o recipiente, após ter sido furado, pode ser mantido por muito mais tempo que uma semana.

[0019] A composição de revestimento, em geral, é reticulada dentro de 300 minutos, mais particularmente 150 minutos, de preferência, 60 minutos. Sob condições de aplicação favoráveis, a reticulação é concluída após 30 minutos. Mais particularmente, a composição de revestimento é reticulada dentro de um período de 1 a 300 minutos, mais particularmente 2 a 150 minutos, de preferência, 3 a 60 minutos, com mais preferência, 5 a 30 minutos.

[0020] A composição de revestimento da invenção é curada dentro de uma ampla faixa de temperatura ambiente ou temperatura do meio ambiente. Nesse contexto são possíveis temperaturas não menores que -10 °C e não maiores que 45 °C. São preferenciais temperaturas a partir de 5 °C a 35 °C, e particularmente preferencial é a faixa de temperatura a partir de 15 a 25 °C. O conceito de cura à temperatura ambiente ou temperatura do meio ambiente é definido, no contexto da presente invenção, de modo que nenhum equipamento de secagem mecânica, como aparelho para cura térmica ou para cura por radiação (forno ou aparelho de feixe de elétrons), por exemplo, é necessário para a cura da composição de revestimento anticorrosivo sobre o substrato, desde que a temperatura do meio ambiente seja -10 °C a 45 °C. A cura sem equipamento de secagem mecânica permite que o revestimento ocorra dentro de quartos ou salas à temperatura ambiente, porém também permite o revestimento de construções ao ar livre à temperatura do meio ambiente.

[0021] A reação começa a baixas temperaturas e a cura rápida é encontrada mesmo à temperatura ambiente ou do meio ambiente. A taxa da cura é altamente dependente, no caso dos sistemas que se reticulam na presença de umidade atmosférica, da umidade atmosférica do quarto (no caso de revestimento em quartos) ou dos arredores no caso de revestimento fora dos quartos). As composições de revestimento que se reticulam na presença de umidade atmosférica exibem cura ideal normalmente quando o teor de água do ar é 2 g/m3 a 14 g/m3, de preferência, 5 g/m3 a 11 g/m3.

[0022] A composição de revestimento anticorrosivo da invenção, então, compreende pelo menos um polissiloxano, partículas de metal e pelo menos um reticulador, e a composição de revestimento se reticula à temperatura ambiente. A composição de revestimento é, de preferência, isenta de água, não contém solventes orgânicos ou apenas pequenas quantidades dos mesmos, e se reticula quimicamente na presença de umidade atmosférica. A composição de revestimento da invenção é isenta de compostos de organoboro e, de preferência, totalmente isenta de boro.

[0023] A composição de revestimento anticorrosivo da invenção pode compreender um polissiloxano líquido em forma não diluída. O polissiloxano é, de preferência, um líquido isento de solvente de baixa viscosidade. O reticulador também está presente, de preferência, em um líquido, forma não diluída, em outras palavras com 100% de teor do princípio ativo. Polissiloxano e reticulador são preparados em conjunto com as partículas de metal por mistura, de preferência, sob a forma de um sistema de um único componente isento de água e armazenados, dessa forma, antes da aplicação.

[0024] Mediante aplicação a um substrato, de preferência, a um substrato metálico, de um sistema que se reticula na presença de umidade atmosférica, o contato com a água presente no ar (com a umidade atmosférica) resulta em uma reação de policondensação que resulta na reticulação química, também chamada de cura ou endurecimento.

[0025] Agora em relação aos substratos que podem ser fornecidos - mais particularmente revestidos - com a composição de revestimento da invenção, os mesmos podem ter várias formas diferentes e ser feitos a partir de qualquer um dentre uma variedade de materiais. O material do qual o substrato consiste é normalmente selecionado a partir do grupo de vidro, cerâmica, mineral ou superfícies orgânicas, como plástico ou papel, por exemplo, e metal, e também misturas dos mesmos, dando preferência a substratos que compreendem ou consistem em metal. São particularmente preferenciais substratos contendo ferro, mais particularmente substratos de aço.

[0026] Polissiloxano e reticulador formam em conjunto um sistema aglutinante reativo. A fração do polissiloxano nesse sistema aglutinante reativo é maior que 50 %, em peso; a fração do reticulador é menor que 50 %, em peso, com base no aglutinante usado. De acordo com uma versão preferencial da invenção, a fração do polissiloxano no sistema aglutinante reativo é maior que 70 %, em peso, mais particularmente maior que 80 %, em peso, de preferência, maior que 90 %, em peso, e a fração complementar do reticulador é menor que 30 %, em peso, mais particularmente, menor que 20 %, em peso, de preferência, menor que 10 %, em peso.

[0027] A composição de revestimento normalmente compreende o sistema aglutinante reativo, consistindo em particular de polissiloxano e reticulador, em uma fração não maior que 30 %, em peso, de preferência, não maior que 20 %, em peso, com mais preferência, com uma fração não maior que 10 %, em peso. No contexto da presente invenção, pode-se prever que a composição de revestimento compreende o sistema aglutinante reativo em quantidades de 2 a 30 %, em peso, mais particularmente 3 a 20 %, em peso, de preferência, 4 a 10 %, em peso, com base na composição de revestimento.

[0028] Em geral, a composição de revestimento compreende um polissiloxano reativo. Nesse contexto é considerado adequado que o polissiloxano seja selecionado dentre polissiloxanos funcionalizados com silanol e polissiloxanos funcionalizados com alcóxi e também misturas dos mesmos.

[0029] Esses polissiloxanos funcionalizados podem ser, opcionalmente, combinados com silanos com terminação alcóxi, acetóxi, epóxi, oxima ou amina. Tipicamente, é possível, por exemplo, usar dimetilsiloxanos com terminação silanol, difenil siloxanos com terminação silanol, politrifluoropropilmetilsiloxanos com terminação silanol, resinas q modificadas por trimetilsilila com terminação silanol, copolímeros de vinilmetil siloxano com terminação silanol, ou siloxanos funcionalizados com metóxi, individualmente ou em uma mistura, como polissiloxanos. Tais siloxanos estão disponíveis, por exemplo, junto à Gelest Inc. sob os nomes comerciais DMS, PDS ou FMX e também SQT, e também estão disponíveis junto à Dow Corning (nome comercial: US CF), Evonik Industries (nome comercial: Silicophen) ou Wacker (nome comercial: Silres). Para os polissiloxanos supracitados tendo grupos reativos terminais, uma reação de policondensação rápida ocorre mediante a entrada de umidade atmosférica a uma temperatura ambiente de -10°C a 45°C.

[0030] Resultados particularmente satisfatórios são obtidos no contexto da presente invenção se o polissiloxano tiver um peso molecular médio ponderal Mw na faixa de 200 a 50.000 g/mol, mais particularmente 500 a 30.000 g/mol, de preferência, 800 a 25.000 g/mol, com mais preferência, 1000 a 20.000 g/mol, com muita preferência, 1.500 a 18.000 g/mol.

[0031] De acordo com uma versão vantajosa, o polissiloxano usado de acordo com a invenção tem uma viscosidade dinâmica pelo método Brookfield a 20°C de não mais que 10.000 mPas, de preferência, não mais que 1.000 mPas, com mais preferência, de pelo menos 50 mPas. Também pode-se prever que o polissiloxano tem uma viscosidade dinâmica pelo método Brookfield a 20°C na faixa de 10 a 10.000 mPas, mais particularmente 20 a 5.000 mPas, de preferência, 30 a 300 mPas, com mais preferência, 50 a 100 mPas. Visto que a viscosidade do polissiloxano líquido usado é um fator de influência sobre as propriedades de processamento da composição de revestimento anticorrosivo, uma baixa viscosidade é preferida.

[0032] Os reticuladores usados, em geral, compreendem um componente ou uma mistura de componentes selecionados a partir do grupo de silanos reativos, hidrolisados de silano, titanatos, zirconatos, compostos organometálicos, ácidos e bases e também misturas dos mesmos. O reticulador é, de preferência, selecionado dentre silanos reativos, hidrolisados de silano, titanatos, zirconatos, compostos organometálicos e também misturas dos mesmos, com mais preferência, silanos reativos, titanatos, zirconatos, compostos organometálicos e também misturas dos mesmos. Mais particularmente, os reticuladores citados por último são incorporados na estrutura de polímero resultando na policondensação; além disso, os mesmos reagem com o polissiloxano em um curto período de tempo na presença de umidade atmosférica à temperatura ambiente.

[0033] Normalmente, o silano é selecionado a partir do grupo de silanos funcionalizados com alcóxi, acetóxi, epóxi, vinila, oxima, mercapto e amino, mais particularmente, aminossilanos e/ou alcoxissilanos, de preferência, alfa-aminoalcoxissilanos.

[0034] O hidrolisado de silano é, em geral, selecionado a partir de silanos funcionalizados com silanol, alcóxi e amino e misturas dos mesmos.

[0035] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o silano ou o hidrolisado de silano tem um peso molecular médio ponderal M6 abaixo de 2000 g/mol.

[0036] Pode-se prever em particular que o silano ou o hidrolisado de silano tem um peso molecular médio ponderal Mw na faixa a partir de 200 a 3000 g/mol, mais particularmente 250 a 2500 g/mol, de preferência, 250 a 2000 g/mol.

[0037] O uso de silanos e/ou hidrolisados de silano oligoméricos de baixo peso molecular, tendo um peso molecular médio ponderal Mw abaixo de 2000 g/mol, permite que a viscosidade da composição de revestimento seja ajustada de maneira específica.

[0038] Com base no sistema aglutinante reativo, os silanos e/ou hidrolisados de silano para estabelecer a viscosidade podem ser usados em uma fração de até 10 %, em peso, de preferência, em uma fração de até 5 %, em peso. Mesmo em quantidades pequenas, de 0,5 %, em peso a 1 %, em peso, por exemplo, os silanos são ativos; o versado na técnica é capaz de determinar a minimização e também a otimização do uso de silano, em relação ao ajuste da viscosidade da composição de revestimento, em alguns testes.

[0039] Em relação aos titanatos e zirconatos, é dada preferência ao uso de compostos de titânio e zircônio orgânicos. Compostos vantajosos são compostos alquil trialcóxi, trialquil alcóxi ou tetra-alcóxi ou ainda compostos dialquildialcóxi de titânio ou zircônio. Esses compostos titânio-alcóxi ou zircônio-alcóxi podem ser usados individualmente ou em uma mistura. Os substituintes adequados desses compostos alcóxi são grupos fenila, etila, metila e vinila, sendo que a reatividade do composto alcóxi aumenta na sequência dos grupos supracitados. Os reticuladores típicos são tetra-n-butil titanato, tetraisopropil titanato, vinil tri-n-butil titanato. Esses reticuladores são prontamente miscíveis com o composto de polissiloxano na preparação da composição de revestimento anticorrosivo.

[0040] No contexto da presente invenção, prevê-se normalmente que o composto de metal orgânico será selecionado a partir de compostos organometálicos, mais particularmente alcóxidos, de alumínio, ferro, zinco e estanho e também uma mistura dos mesmos. Esses reticuladores organometálicos podem estar presentes inerentemente ou adicionalmente aos reticuladores supracitados na composição de revestimento, porém são, de preferência, usados em pequenas quantidades com outros reticuladores e servem como iniciadores de reação devido à sua alta reatividade.

[0041] Alternativamente ou em combinação com os reticuladores supracitados também é possível que os ácidos orgânicos ou inorgânicos ou álcalis sejam usados como reticuladores. Exemplos adequados incluem ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fórmico, ácido succínico, ácido acético, ácido peracético, ácido oxálico ou ácido cítrico, em cada caso individualmente ou em combinação uns com os outros. Um álcali típico é solução de hidróxido de sódio.

[0042] Um constituinte essencial da composição de revestimento anticorrosivo consiste em partículas de metal. Tais partículas de metal, mais particularmente zinco, alumínio, magnésio, manganês ou níquel, ou ainda uma mistura ou uma liga desses metais, são conhecidas e habituais para uso em revestimentos anticorrosivos. Empregados com frequência particular são zinco e alumínio em uma mistura ou como uma liga. Os mesmos conferem proteção catódica ao revestimento aplicado ao substrato.

[0043] No contexto da presente invenção, prevê-se normalmente que a composição de revestimento anticorrosivo compreende uma fração de partículas de metal na faixa a partir de 70 a 98 %, em peso, mais particularmente 80 a 96 %, em peso, de preferência, 90 a 96 %, em peso, com base na composição de revestimento. De acordo com uma versão vantajosa da invenção, a composição de revestimento anticorrosivo compreende pelo menos 70 %, em peso, de partículas de metal, de preferência, pelo menos 80 %, em peso, de partículas de metal, com mais preferência pelo menos 90 %, em peso, de partículas de metal. Surpreendentemente é possível que essas altas proporções de partículas de metal sejam prontamente fixadas firmemente sobre um substrato metálico como resultado da fração correspondente de polissiloxano e reticulador, isto é, de aglutinante reativo, como revestimento.

[0044] Pigmentos de metal, especialmente pigmentos de metal comercialmente disponíveis, têm sido frequentemente submetidos a tratamentos de superfície. O tratamento de superfície ocorre normalmente sob a forma de um revestimento, com a superfície das partículas de metal sendo revestida com óxidos metálicos, como óxido de alumínio, óxido de titânio, óxido de zircônio, óxido de cromo, óxido de níquel ou óxidos das terras raras, por exemplo, ou ainda com dióxido de silício, e também com polímeros inorgânicos ou orgânicos, como ácidos graxos, por exemplo, mais particularmente ácido esteárico ou ácido oleico. Particularmente costumeiro nesse contexto é um tratamento ou revestimento com ácido esteárico para proteger pigmentos de metal contra oxidação. Para os propósitos da presente invenção, é possível usar partículas de metal com tratamento de superfície, em particular sem restrição.

[0045] Pode-se prever vantajosamente que as partículas de metal são esféricas. As partículas de metal esféricas estão disponíveis com diâmetros pequenos como, por exemplo, com um tamanho ponderal de volume médio menor que 10 pm, de preferência, menor que 5 pm, vantajosamente com um tamanho maior que 2 pm, tipicamente com um tamanho de 2 pm a 3 pm. Sobre um substrato, especialmente um substrato metálico, uma espessura de camada de até 100 pm, de preferência, de até 50 pm, vantajosamente de até 25 pm, de preferência, de até 10 pm, com mais preferência, de 5 pm ou mais, pode ser facilmente produzida usando partículas de metal esféricas desse tipo. Como partículas de metal catodicamente ativas, as partículas de metal fornecem controle de corrosão satisfatório.

[0046] Até 80 %, em peso, das partículas de metal, especialmente as partículas de metal esféricas, usados para a composição de revestimento da invenção podem ser formados e/ou substituídos por partículas de metal lamelares. Os metais, ligas ou misturas de metais usados para as partículas de metal lamelares são iguais àqueles usados para as partículas de metal em geral, isto é, zinco, alumínio, magnésio, manganês e níquel.

[0047] Um efeito particular das partículas de metal lamelares é aperfeiçoar o efeito anticorrosivo, porém também o comportamento de deposição, da composição de revestimento anticorrosivo.

[0048] De acordo com uma modalidade específica da presente invenção, é possível que a composição de revestimento não contenha partículas de metal esféricas. Em particular é possível que a composição de revestimento compreenda partículas de metal não esféricas, mais particularmente lamelares, em quantidades de 70 a 98 %, em peso, mais particularmente 80 a 96 %, em peso, de preferência, 90 a 96 %, em peso, com base na composição de revestimento. Como o requerente constatou surpreendentemente, é possível obter composições de revestimento tendo as viscosidades supracitadas se nenhuma partícula de metal esférica for usada. Se a composição de revestimento não contiver partículas de metal, é essencial que as partículas de metal não sejam tratadas com ácidos graxos, especialmente com ácido esteárico. Com partículas de metal não esféricas, de preferência, lamelares, que não foram tratadas com ácidos graxos, a viscosidade da composição de revestimento pode ser ajustada nas faixas estabelecidas acima, ao mesmo tempo com um aumento na resistência à corrosão dos revestimentos resultantes.

[0049] De acordo com uma versão preferencial da invenção, a composição de revestimento anticorrosivo é produzida, armazenada e aplicada como um sistema de um único componente. Alternativamente, particularmente se a deposição de partículas de metal for considerada provável de ocorrer, a composição de revestimento anticorrosivo da invenção pode ser produzida e armazenada como um sistema de dois componentes. Nesse caso, antes da aplicação, um primeiro componente, consistindo em polissiloxano e reticulador, e um segundo componente, consistindo em partículas de metal, são misturados e, então, aplicados.

[0050] Até 15 % em peso, de preferência, até 5 % em peso, das partículas de metal usadas na composição de revestimento anticorrosivo podem ser substituídos por outras partículas de metal como, por exemplo, partículas corantes (pigmentos) ou por outras partículas funcionais como, por exemplo, lubrificantes, que estão presentes em forma sólida, como sulfeto de molibdênio ou politetrafluoroetileno, ou por partículas que influenciam a condutividade, como negro de fumo ou nanoesferas, por exemplo, ou por partículas que influenciam a soldabilidade. As partículas corantes ou funcionais podem ser usadas individualmente ou em uma mistura na composição de revestimento anticorrosivo.

[0051] A composição de revestimento anticorrosivo da invenção, de preferência, não contém água. Consequentemente, a viscosidade, como elucidado acima, pode ser ajustada apenas através do sistema aglutinante reativo como, por exemplo, com silanos e hidrolisados de silano.

[0052] Também com o propósito de ajustar a viscosidade, a composição de revestimento anticorrosivo isenta de água pode compreender solventes orgânicos. De acordo com uma versão vantajosa da invenção, a composição de revestimento contém não mais que 3 %, em peso, de solventes, e pode ser identificada como uma composição de revestimento baixa em VOC. A composição de revestimento da invenção é, de preferência, isenta de VOC, indicando que a mesma contém apenas quantidades muito pequenas de solventes, não contém solventes de baixo ponto de ebulição nem de alto ponto de ebulição. É dada particular preferência à composição de revestimento da invenção que é isenta de solvente. No entanto, se desejado, solventes costumeiros são usados, como éster dibásico de acetato de metóxi propila (MPA) ou aguarrás mineral, por exemplo.

[0053] Aditivos adicionais como auxiliares de dispersão, agentes anti-deposição, antiespumantes, auxiliares reológicos, inibidores de corrosão ou promotores de adesão, que são conhecidos a partir da técnica anterior, podem individualmente ou em combinação uns com os outros ser um constituinte da composição de revestimento.

[0054] Um assunto adicional da presente invenção - de acordo com um segundo aspecto da presente invenção - é um método para revestir um substrato metálico com uma composição de revestimento anticorrosivo, mais particularmente como descrito acima, compreendendo as seguintes etapas:

[0055] (a) limpar o substrato metálico,

[0056] (b) aplicar a composição de revestimento anticorrosivo, e

[0057] (c) curar o revestimento anticorrosivo a um estado de pó seco à temperatura ambiente dentro de um período de até 300 minutos.

[0058] É evidente que o método para aplicação da composição de revestimento da invenção é particularmente simples de implementar.

[0059] A limpeza do substrato metálico é importante para adesão eficaz do revestimento anticorrosivo. Etapas de limpeza típicas são limpeza mecânica, por exemplo, por jateamento com partículas de material decapante, como partículas de vidro, péletes de aço inoxidável ou péletes de areia granada, ou limpeza mecânica, como abrasão ou escovação, por exemplo, do substrato metálico. Entretanto, desengorduramento, lavagem com solvente ou água, opcionalmente com a adição de produto de limpeza ou uma lavagem alcalina ou ácida também são adequadas para preparar a superfície do substrato metálico para o revestimento anticorrosivo. Particularmente preferida é uma combinação de jateamento com partículas de material decapante, seguido de desengorduramento alcalino a quente em conjunto com limpeza mecânica.

[0060] A composição de revestimento anticorrosivo pode ser aplicada diretamente à superfície limpada do substrato metálico. Alternativamente, a superfície limpada do substrato metálico pode ser pré-tratada.

[0061] Normalmente, no contexto da presente invenção, a limpeza é seguida pela aplicação de uma camada de pré-tratamento, mais particularmente uma camada de conversão, ao substrato metálico.

[0062] Como um pré-tratamento é possível aplicar uma composição de pré-tratamento à superfície limpada do substrato metálico que produz uma camada de pré-tratamento sobre o substrato.

[0063] Resultados particularmente satisfatórios são obtidos no contexto da presente invenção se a camada de pré-tratamento for obtenível por fosfatização e/ou cromagem.

[0064] Essa composição de pré-tratamento pode ser uma composição de revestimento de conversão como, por exemplo, uma composição de fosfatização. Formas conhecidas e adequadas incluem desengorduramento-fosfatização, fosfatização tricatiônica, fosfatização de zinco ou fosfatização de ferro.

[0065] De acordo com uma modalidade preferencial, a camada de pré-tratamento é obtenível por tratamento do substrato com uma composição de pré-tratamento, mais particularmente uma composição de fosfatização. Nesse contexto revelou ser adequado que a composição de pré-tratamento compreenda ácido fosfórico e, opcionalmente, pelo menos um composto de um elemento selecionado a partir do grupo de titânio, zircônio, níquel, manganês, zinco, silício, magnésio, alumínio, ferro, vanádio, molibdênio e tungstênio e misturas dos mesmos.

[0066] Alternativamente, a composição de pré-tratamento pode ser uma composição de cromagem, de preferência, com íons de cromo(III). A composição de pré-tratamento pode compreender também compostos de titânio ou compostos de zircônio. Passivação ácida ou alcalina é outro pré-tratamento adequado. Também é adequada uma combinação de pré-tratamentos - por exemplo, uma passivação ácida seguida de uma passivação alcalina.

[0067] Um pré-tratamento particularmente vantajoso é um em que primeiramente há um tratamento de conversão. O tratamento de conversão é então, seguido de um iniciador, que aprimora a adesão da composição de revestimento da invenção ao substrato metálico, em geral, um iniciador à base de silício como, por exemplo, um iniciador à base de um silicato, um silano ou siloxano, reticulado, por exemplo, em uma camada sol-gel. O iniciador à base de silício pode compreender também misturas ou compostos dos silicatos, silanos ou siloxanos supracitados. Essas camadas de pré-tratamento vantajosamente combinadas são extraordinariamente finas, tendo uma espessura de camada menor que 1 pm. A combinação de dois pré- tratamentos, descrita aqui como vantajosa, aprimora a adesão úmida do revestimento da invenção ao substrato metálico, particularmente se, antes do iniciador à base de silício, o substrato metálico é fosfatado. As propriedades de adesão aprimoradas da composição de revestimento da invenção são evidentes em particular durante o teste de névoa salina.

[0068] As composições de pré-tratamento são líquidas em cada caso; as mesmas são aplicadas ao substrato metálico por imersão, laminação, escovação, despejamento ou outras técnicas de aplicação costumeiras. O pré-tratamento pode ser seguido de secagem do substrato metálico.

[0069] Preferência é dada para fornecer o substrato metálico com um pré-tratamento antes de a composição de revestimento anticorrosivo ser aplicada, especialmente visto que revelou-se que a composição de revestimento anticorrosivo da invenção também desenvolve o efeito de controle catódico quando um pré-tratamento - por exemplo, fosfatização ou passivação - foi aplicado à superfície do substrato metálico previamente.

[0070] De acordo com uma versão vantajosa da invenção, o revestimento da invenção, que devido às partículas de metal reativas catódicas que o mesmo contém também é chamado de revestimento de base, tem pelo menos um revestimento adicional, também chamado de revestimento superior, aplicado sobre o mesmo. Essa é geralmente uma composição de revestimento adicional, que não contém partículas de metal catodicamente ativas, porém que frequentemente tem o mesmo aglutinante ou o mesmo sistema aglutinante que o revestimento de base. Em uma versão simples, portanto, o revestimento superior pode compreender apenas um aglutinante ou um sistema aglutinante, sem adições ou aditivos adicionais. Alternativamente, o revestimento superior pode ter um aglutinante ou sistema aglutinante totalmente diferente; o único pré- requisito para a adequação desse aglutinante ou sistema aglutinante alternativo é que o mesmo se adere ao revestimento anticorrosivo. O revestimento superior também é, de preferência, um revestimento que se cura à temperatura ambiente ou temperatura do meio ambiente. Entretanto, o revestimento superior também pode ter coloração ou outros aditivos adicionados ao mesmo. Adições típicas são pigmentos corantes, lubrificantes de estado sólido como sulfeto de molibdênio ou politetrafluoroetileno, por exemplo, que estão presentes em forma de partícula. Exemplos de revestimentos superiores adequados são composições de revestimento de sol-gel, composições de epóxido de 2 componentes orgânicos, vernizes de poliuretano, sistema de reticulação radical como acrilatos, por exemplo, ou ainda dispersões orgânicas aquosas ou revestimentos superiores silicáticos.

[0071] Para detalhes adicionais referentes a esse aspecto da invenção, para evitar repetição desnecessária, referência pode ser feita às observações acima relativas à composição de revestimento da invenção, que se aplicam correspondentemente em relação ao método da invenção.

[0072] Por fim, um assunto adicional da presente invenção - de acordo com um terceiro aspecto da presente invenção - é um substrato metálico revestido com um revestimento anticorrosivo que compreende uma matriz de um polissiloxano e pelo menos um reticulador e também partículas de metal.

[0073] Para detalhes adicionais referentes a esse aspecto da invenção, para evitar repetição desnecessária, referência pode ser feita às observações acima relativas aos outros aspectos da invenção, que se aplicam correspondentemente em relação ao substrato metálico da invenção.

[0074] Abaixo, detalhes da invenção são adicionalmente elucidados, com referência a exemplos de trabalho:

[0075] Uma fórmula típica da composição de revestimento anticorrosivo da invenção contempla:

[0076] 14 % em peso de aglutinante de metil polissiloxano com funcionalidade metóxi e/ou etóxi, tendo uma viscosidade de 60 a 75 mPas;

[0077] 1 % em peso de reticulador de acetil-aceto-titanato, por exemplo: Tyzor AA 105, junto à Dorf Ketal;

[0078] 80 % em peso de partículas de metal esféricas de pó de zinco tendo um tamanho médio de 6 pm, por exemplo: Zinkastaub UP6, junto à Umicore;

[0079] 5 % em peso de partículas de zinco lamelares de zinco lamelar, por exemplo: Stapa Zn8, junto à Eckart.

[0080] Primeiramente, o metilpolissiloxano é introduzido, após isso as partículas de metal (esféricas e lamelares) são dispersas gradualmente por meio de um dissolvedor em velocidade de agitação moderada. O reticulador, no presente caso acetil-aceto-titanato, é adicionado, por fim, no final da operação de agitação, e é misturado em velocidade de agitação moderada.

[0081] Os reticuladores e polissiloxanos que também são, alternativamente, altamente adequados foram identificados acima na descrição. Os componentes mencionados acima para o aglutinante e o reticulador também são usados nas fórmulas apresentadas nas tabelas 1 e 2.

[0082] A composição de revestimento anticorrosivo produzida dessa forma pode ser facilmente armazenada durante seis meses ou doze meses. Se for provável que a composição de revestimento deve ser armazenada durante mais de seis meses, deve ser garantido que as partículas de metal presentes na composição de revestimento podem ser agitadas novamente, por exemplo - como descrito acima - por adição de partículas de metal lamelares.

[0083] Painéis de aço não galvanizados (aço DC 04) são limpados, inicialmente por jateamento com partículas de aço inoxidável, partículas de vidro ou areia granada, subsequentemente por um desengorduramento alcalino a quente com limpeza mecânica associada. O desengorduramento é realizado no presente caso com uma solução de limpeza alcalina, por exemplo, Ridoline C 72 junto à Henkel, com 4% de solução durante 1 minuto a 70 °C. A limpeza mecânica ocorre por escovação. O painel de aço limpado é subsequentemente lavado duas vezes em água desmineralizada e seco usando ar comprimido.

[0084] Isso é seguido de pré-tratamento por imersão em uma solução de tratamento que contém um composto de titânio e que é vendida sob o nome comercial Bonderite 1455 por Henkel. A imersão em 4% de solução é realizada durante 5 segundos, após isso o excesso é removido e o painel de aço limpado e pré-tratado é seco a 60 °C.

[0085] A composição de revestimento da invenção é, então, aplicada ao painel de aço pré-tratado por aspersão. Entretanto, também são possíveis outros métodos de aplicação identificados acima. A composição de revestimento anticorrosivo de acordo com a invenção pode ser aplicada em espessuras de camada de 5 pm a 100 pm; para os exemplos de trabalho apresentados aqui, por exemplo, espessuras de camada de 20 pm são aplicadas. A espessura de camada de 20 pm é obtida por aspersão com uma pistola de revestimento. Após um tempo de permanência de 1 hora à temperatura ambiente, a composição de revestimento anticorrosivo é um pó seco.

[0086] As composições de revestimento alternativas são apresentadas nas tabelas 1 e 2. As formulações de experimentos 1 a 8 foram produzidas da mesma maneira como elucidado no exemplo de trabalho acima. TABELA 1 Composições de revestimento anticorrosivo (Exemplos comparativos e composição da invenção)

* Exemplo comparativo 1 Figuras em % em peso TABELA 2 Composições de revestimento anticorrosivo (Composições da invenção)

1Figuras em % em peso

[0087] Para testar as propriedades anticorrosivas do revestimento, que foi aplicado com as formulações acima a um painel de aço não galvanizado, sete dias após a aplicação do revestimento, o revestimento foi entalhado sob o painel de aço e um teste de névoa salina neutra foi realizado. Os parâmetros investigados e avaliados foram o desenvolvimento de ferrugem vermelha tanto na marcação como na superfície. O desenvolvimento de ferrugem vermelha fornece informações sobre a qualidade/atividade do controle de corrosão catódica, que é caracterizada pelo fato de que locais de dano ao revestimento de superfície não oferecem área de ataque por ferrugem vermelha, com o dano em vez de ser eletroquimicamente ligado, desde que não seja muito extensivo.

[0088] Nas melhores versões, os painéis de aço revestidos exibem resistência à ferrugem vermelha na marcação de mais de 700 horas (avaliada como +++ nas tabelas 1 e 2). Entretanto, a resistência à ferrugem vermelha de mais de 500 horas (avaliada como ++) ou resistência à ferrugem vermelha de mais de 300 horas (avaliada como +) também é aceitável para muitas aplicações. A utilidade fundamental de um revestimento anticorrosivo que é realizado por aplicação da composição de revestimento da invenção é obtida com uma resistência à ferrugem vermelha de mais de 120 horas (avaliada como +/-); um revestimento inutilizável é identificado nas tabelas 1 e 2 como "-".

[0089] A avaliação das propriedades anticorrosivas do revestimento produzido por aplicação da composição de revestimento da invenção ao substrato metálico mostra inesperadamente que a resistência à ferrugem vermelha exibe resultados ideais mesmo quando o pré-tratamento realizado é fosfatização. Visto que na maior parte de outros revestimentos de superfície, a fosfatização resulta em uma redução no efeito protetor de composições de revestimento catódico ou revestimentos subsequentes, isso é observado como uma característica de qualidade particular do revestimento da invenção.

[0090] O revestimento da invenção pode ser aplicado de maneira econômica em termos de energia e com despesa e inconveniência mínimas, visto que a cura à temperatura ambiente significa que nenhum aparelho de secagem é necessário, e nem qualquer energia é necessária para gerar calor para cura e/ou secagem. Além disso, desse modo, também é possível revestir substratos metálicos que não podem ser revestidos em uma linha de revestimento com aparelho de secagem, mais particularmente substratos metálicos fixamente instalados, como pontes, por exemplo, ou outros edifícios.

Claims (14)

1. Composição de revestimento anticorrosivo compreendendo pelo menos um polissiloxano e partículas de metal e pelo menos um reticulador, em que a composição de revestimento se reticula quimicamente à temperatura ambiente, caracterizada pelo fato de que o polissiloxano e o reticulador formam juntos um sistema aglutinante reativo, em que a fração do polissiloxano no sistema aglutinante reativo é maior que 90 %, em peso, e a fração complementar do reticulador é menor que 10 %, em peso, em que o reticulador é selecionado a partir do grupo de silanos reativos, hidrolisados de silano, titanatos, zirconatos, compostos organometálicos, ácidos e bases e misturas dos mesmos, e em que a composição de revestimento tem uma fração de partículas de metal na faixa de 70 a 98 % em peso, tendo como base a composição de revestimento.

2. Composição de revestimento anticorrosivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que é isenta de água.

3. Composição de revestimento anticorrosivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que é pelo menos isenta de solventes orgânicos e/ou em que a composição de revestimento compreende solventes orgânicos, mais particularmente compostos orgânicos voláteis (VOCs), em quantidades de no máximo 5 % em peso, mais particularmente 3 % em peso, com base na composição de revestimento, e/ou em que a composição de revestimento compreende solventes orgânicos em quantidades a partir de 0,01 a 5 % em peso, mais particularmente 0,1 a 3 % em peso com base na composição de revestimento.

4. Composição de revestimento anticorrosivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que se reticula na presença de umidade atmosférica.

5. Composição de revestimento anticorrosivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o polissiloxano é um polissiloxano reativo, mais particularmente selecionado a partir de polissiloxanos funcionalizados com silanol e polissiloxanos funcionalizados com alcóxi e misturas dos mesmos.

6. Composição de revestimento anticorrosivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o polissiloxano tem uma viscosidade dinâmica pelo método Brookfield a 20°C de no máximo 10.000 mPas.

7. Composição de revestimento anticorrosivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que as partículas de metal são selecionadas a partir do grupo de zinco, alumínio, magnésio, manganês e níquel e misturas e ligas dos mesmos.

8. Composição de revestimento anticorrosivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que tem uma fração de partículas de metal na faixa de 80 a 96 % em peso de preferência, 90 a 96 % em peso com base na composição de revestimento.

9. Método para revestir um substrato metálico com uma composição de revestimento anticorrosivo, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: (a) limpar o substrato metálico, (b) aplicar a composição de revestimento anticorrosivo, e (c) curar o revestimento anticorrosivo a um estado de pó seco à temperatura ambiente dentro de um período de até 300 minutos.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que após a limpeza ocorrer, uma camada de pré- tratamento, mais particularmente uma camada de conversão, é aplicada ao substrato metálico.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a camada de pré-tratamento é obtenível por fosfatização e/ou cromagem.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos um revestimento adicional é aplicado ao revestimento anticorrosivo.

13. Substrato metálico revestido com um revestimento anticorrosivo obtenível de uma composição de revestimento, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende uma matriz de um polissiloxano e pelo menos um reticulador e partículas de metal.

14. Substrato metálico, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que é revestido com um revestimento anticorrosivo e pelo menos um revestimento adicional aplicado ao revestimento anticorrosivo.