BR112013023680B1

BR112013023680B1 - uso de uma composição de revestimento em pó para gerar uma superfície de revestimento texturizada/estruturada

Info

Publication number: BR112013023680B1
Application number: BR112013023680-9A
Authority: BR
Inventors: Timo Herrlich; Tobias Niederleitner
Original assignee: Clariant Finance (Bvi) Limited
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2020-12-08
Also published as: JP2017197762A; BR112013023680A2; US20140058016A1; EP2686392A1; WO2012123090A1; DE102011014250A1; JP2014514379A; CN103492498A; ES2603644T3; CN103492498B; EP2686392B1

Abstract

COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO EM PÓ PARA ESTRUTURAR E TEXTURIZAR SUPERFÍCIES DE REVESTIMENTO. A invenção refere-se ao uso de uma composição de revestimento em pó consistindo em um sistema de agente aglutinante, compreendendo um grupo de ácidos, um ou mais compostos de metais básicos ou SiO2 para produzir uma superfície de revestimento texturizada/estruturada.

Description

Descrição

[001] A presente invenção refere-se a uma composição de revestimento em pó que conduz a superfícies de películas estruturadas e/ou texturizadas e ao mesmo tempo a um fluxo reduzido durante a operação corrente.

Técnica anterior

[002] Materiais de revestimento em pó se tornam cada vez mais importantes para aplicações de revestimento por conta de suas qualidades de fácil manuseio e seu baixo requerimento de solventes e associados ao baixo nível de emissão durante o revestimento. Por meio de aditivos apropriados é possível produzir sistemas de revestimento baseados em pó em modalidades tanto brilhantes quanto foscas. Um problema que ocorre frequentemente, especialmente no caso de superfícies de revestimento brilhantes, é o desenvolvimento de impressões digitais no decorrer do serviço diário. Em geral esse problema é resolvido pela geração de uma superfície opaca e/ou de uma aspereza de superfície macroscopicamente visível. Isso é conseguido através do uso de adjuvantes inertes e/ou (co-)reativos. Associado com a aspereza macroscópica de superfície e suas propriedades morfológicas, também se fala de estruturação ou texturização. A estruturação está evidente na forma de uma granulação mais ou menos fortemente pronunciada da superfície.

[003] Falando de um modo geral, os materiais de revestimento em pó podem ser subdivididos, de acordo com sua matriz ou seu sistema aglutinante, em revestimentos termoplásticos em pó (polietileno, cloreto de polivinila, poliamidas, copolímeros de álcool etileno vinila, poliésteres termoplásticos) e revestimentos em pó reticulados (resina de epóxi, sistema híbridos de resina de epóxi/poliéster, poliésteres reativos). Em comparação aos revestimentos em pó reticulados, os revestimentostermoplásticos em pó têm um preço mais favorável, mas também são menos resistentes e são, desta maneira, usados em sua maioria para revestimentos interiores. Dependendo do sistema agluti-nante, uma escolha adequada de um agente opacificante ou de um agente estruturante pode ser usada para ajustar a morfologia da superfície. O modo de ação dos agentes opacificadores e dos agentes estruturantes é muito similar. O fator crítico é a formação de uma aspereza de superfície microscópica no caso de um agente opacificante, ou de uma aspereza macroscópica da superfície no caso de um agente estruturante. Os efeitos de opacificação podem ser determinados por meio de uma mensuração de brilho de acordo com ISO 2813. Os parâmetros característicos de uma aspereza de superfície macrosco-picamentevisível, diferentemente, podem ser determinados de acordo com ISO 4288. Na prática atual, contudo, essa texturização é normalmente avaliada em uma base puramente quantitativa, por meio de espécimes de referência.

[004] Os agentes opacificadores e os agentes estruturais podem estar presentes no revestimento em pó tanto como adjuvantes inertes como adjuvantes reativos. Exemplos de agentes opacificadores inertes conhecidos incluem cal, feldspato, sílica pirolisada, diatomito, ou ceras poliolefínicas. Os agentes opacificadores cujo efeito está baseado em uma reação química no curso da cura, normalmente conduzem a domínios separados por fases incompatíveis com a matriz de revestimento. Exemplos de tais são as amidinas bicíclicas para revestimentos em pó baseados em epóxidos, ou parceiros de reação com reatividade diferente na operação reticulada. Uma desvantagem para a resistência dos revestimentos em pó opacos assim produzidos é a separação de fase associada e em consequência a coerência de tal sistema de revestimento.

[005] O uso de ceras semicristalinas como agentes opacificado- res representa um método particularmente elegante para obtenção dos efeitos de opacificação, uma vez que como um efeito de opacificação, esses agentes melhoram outras numerosas propriedades no revestimento em pó (EP-A-0 890 619). Essas propriedades incluem melhorar a resistência a riscos, a resistência à abrasão, a dispersão dos pigmentos, a estabilidade do pigmento, as características de lubricidade, as qualidades de marcação do metal, a resistência bloqueadora, e as qualidades táteis. Adicionalmente, o uso de ceras influencia positivamente as propriedades reológicas do revestimento em pó, permitindo que as ceras em revestimentos em pó sejam usadas adicionalmente para aumentar a capacidade de processamento, quando são produzidas em um extrusor, e com um aditivo de desgaseificação durante a operação de cozimento.

[006] Os agentes de estruturação atuam de maneira similar aos agentes opacificadores. Aditivos de estruturação inertes conhecidos incluem polímeros PTFE em forma de pó (politetrafluoretilenos) ou PVDF (fluoreto de polivinilideno), e também óxidos de alumínio inorgânicos. Jeno et al. em EP0806459 descreve o uso de argilas organofíli- cas ou partículas de borracha reticuladas como aditivos texturizantes inertes em revestimentos em pó baseados em epóxidos. Estruturações por meio de um sistema reativo em revestimentos em pó baseados em epóxidos foram conseguidas por Schreffler et al. (US-A-5,212,263) através da formulação de diglicidil éter de bisfenol A, ácido dissalicíli- co, e um derivado de imidazol. Patel et al. (US-A-5,554,681) conseguiram a estruturação da superfície através do uso de resina de silicone pré-reticulada em conjunto com uma resina de acrilato e sílica para melhorar o fluxo.

[007] Uma desvantagem associada com os métodos mencionados acima é o uso de matérias primas, tais como PVDF e PTFE, por exemplo, que são dispendiosas em comparação com outros componentes de revestimento. Além disso, a resina de silicone pré- reticulado, que é geralmente elástica, impõe demandas particulares na operação de trituração, a fim de obter o tamanho de partícula requerido para o revestimento em pó. Norris et al. (WO-0242385) descrevem a estruturação através do uso de pelo menos 9 % de peso de um poli- éster de baixa massa molecular e ramificado tendo grupos de ácido terminais, em conjunto com, preferivelmente, um correagente de epó- xido funcional. A alta demanda, por um lado, por reagentes de baixa massa molecular, e as dificuldades associadas na extrusão e operação de trituração, e também os parceiros de reação que são classificados geralmente como prejudiciais à saúde, mostram um alto nível de otimização no campo de aditivos de estruturação para revestimentos em pó.

[008] Os aditivos para revestimentos em pó mencionados acima para estruturação da superfície não cumprem, em todos os aspectos, os requisitos de desempenho desejados, especialmente com relação aos custos de produção e processamento adicional, baixa volatilidade, e sua sustentabilidade, tais como base de matérias primas livres de halogênios, por exemplo.

[009] Foi descoberto agora que ceras contendo grupos de ácido em conjunto com sais metálicos básicos polivalentes básicos são capazes de desenvolver estruturas de revestimento em pó. Ao mesmo tempo, foi descoberto que a combinação de ceras contendo grupos de ácido e um ou mais compostos metálicos básicos confere ao revestimento em pó uma estabilidade de nivelamento particularmente boa durante o cozimento, devido ao espessamento de fusão acelerado (ti- xotropia).

[0010] A invenção refere-se ao uso de ceras contendo grupos de ácido em conjunto com um ou mais compostos metálicos básicos ou SiO2 para formar superfícies de revestimento estrutura- das/texturizadas em revestimentos em pó.

[0011] Como um sistema aglutinante para os sistemas de revestimentos em pó da invenção é possível usar tanto termoplásticos e polímeros de termo-cura.

[0012] O conteúdo de ácido das ceras usadas está preferivelmente entre 5 e 135 mg KOH/g. Com mais particular preferência as ceras contendo grupos de ácidos, baseadas no peso total dos revestimentos em pó, são usadas em quantidades de 1 a 6 % de peso.

[0013] Em outra modalidade preferida, os compostos de metais básicos, baseadas no peso total dos revestimentos em pó, são usados em quantidades de 5 a 50 % de peso.

[0014] As ceras contendo grupos de ácidos são mais particularmente poliolefinas oxidadas, preferivelmente poliolefinas (homopolíme- ros ou copolímeros) enxertadas com anidrido maleico, ou copolímeros de 1-olefinas e anidrido maleico.

[0015] As 1-olefinas consistem preferivelmente em comprimentos de cadeia tendo 30 átomos de carbono.

[0016] Em outra modalidade preferida, as ceras contendo grupos de ácidos são copolímeros de etileno e ácido acrílico, preferivelmente sendo poliolefinas enxertadas com ácido acrílico.

[0017] Os compostos de metal básicos usados são preferivelmenteóxidos metálicos, carbonatos, hidróxidos, acetatos, fosfatos, ou ace- tilacetonatos, mais particularmente metais e semi-metais dos grupos principais 2, 3, 4, e 5, e também metais de transição dos grupos de transição 4 e 12.

[0018] Particularmente preferidos aqui são SiO2, TiO2, CaCO3 e/ou ZnO.

[0019] De acordo com a invenção a combinação de aditivos de ceras contendo grupos de ácidos com compostos de metais básicos melhora a estruturação ou texturização na superfície de revestimento de revestimentos em pó, e também, ao mesmo tempo, melhora as propriedades reológicas durante o cozimento, especialmente a tixotro- pia.

[0020] A presente invenção é aplicável a todos tipos habituais de revestimentos em pó, do tipo descrito, por exemplo, em Ullmanns En- cyclopadie der technischen Chemie, 5a edição, vol. A18, páginas 438 - 444, Verlag Chemie Weinheim 1991.

Exemplos:

[0021] Na produção do revestimento em pó, todos os constituintes são inicialmente pré-misturados em um misturador e, depois, homogeneizados em uma operação de extrusão a temperaturas entre 80 e 130°C. No final, a composição homogênea é ajustada ao tamanho de partícula desejado triturando e peneirando. Nessa operação, é requerida uma divisão extremamente fina dos pigmentos e cargas. A técnica de vanguarda atual para a dispersão de todos componentes são extru- sores de parafuso único e duplos, e também aparelhos de amassar sem assistentes de dispersão.

[0022] As partículas peneiradas são aplicadas usando uma pistola de pulverização com carga de corona. As partículas, aplicadas a uma placa de metal, são aquecidas a 180°C em um forno p or 15 minutos. Durante esse tempo, as partículas se derretem e formam um revestimento uniforme. Depois dessa assim chamada operação de cozedura, as placas revestidas são armazenadas em uma sala de clima controlado por 24 horas, depois do que o brilho (60°) é m ensurado. A estruturação é avaliada qualitativamente e determinada a partir das figuras de brilho. Em virtude das propriedades de estruturação da mistura, as figuras de brilho ficam em uma região abaixo de 60°. Tabela 1: Dados característicos das ceras testadas.

[0023] Os componentes de cera mencionados são adicionados em um revestimento em pó híbrido na proporção de mistura a seguir: Tabela 2: Composição de revestimento em pó para o revestimento em pó híbrido.

Tabela 3: Variação nas ceras usadas.

[0025] As placas de metal revestidas foram armazenadas em uma sala de clima controlado por 24 horas, depois do que a figura de brilho foi determinada. Os resultados mostram que o grau de brilho passa por redução super-proporcional somente em concentração elevada. Esse efeito está de acordo com a estruturação macroscópica que é visível.Tabela 4: Medição de brilho e avaliação qualitativa

[0026] Os componentes declarados da cera foram igualmente in-vestigados na base de um revestimento em pó híbrido de uma fração aumentada de dióxido de titânio:Tabela 5: Composição de revestimento em pó para os revestimentos em pó híbridos com fração aumentada de dióxido de titânio

[0027] A proporção de misturas a seguir é a base para os exemplos 12 - 22.Tabela 6: Variação nas ceras usadas

Tabela 7: Medição de brilho e avaliação qualitativa

[0029] De acordo com a invenção foi mostrado que os revestimentos em pó com ceras contendo grupos de ácido (especialmente com ceras maleicas com enxertos de anidrido) em conjunto com TiO2 exibem uma estruturação particularmente forte. Além disso, foi mostrado, de acordo com a invenção que as propriedades de nivelamento foram melhoradas durante a operação de cozedura.

[0030] A combinação de ceras contendo grupos de ácido, T102, e Al(acac) ou CaCO3 e similares exibiu forte estruturação. As seguintes formulações de acordo com a invenção foram testadas com diferentes concentrações de ceras.Tabela 8: Composição de revestimento em pó para os revestimentos em pó híbridos de cera ácida e acetilacetonato de alumínio

Tabela 9: Variação nas ceras usadas

Tabela 10: Medição de brilho e avaliação qualitativa

Tabela 11: Composição de revestimento em pó para revestimentos empó híbridos de cera ácida e carbonato de cálcio

Tabela 12: Variação nas ceras usadas

Tabela 13: Medição de brilho e avaliação qualitativa.

Tabela 14: Tixotropia durante a operação de cozimento

[0031] De acordo com a invenção foi mostrado que os revestimentos em pó com ceras contendo grupos de ácido (especialmente com ceras maleicas com enxertos de anidrido) em conjunto com TiO2 e Al(acac) ou CaCO3 exibem uma estruturação particularmente forte.

[0032] Foi adicionalmente mostrado de acordo com a invenção que as propriedades de nivelamento foram melhoradas durante a operação de cozimento.

Claims

1. Uso de uma composição de revestimento em pó, carac-terizado pelo fato de que é para gerar uma superfície de revestimento texturizada/estruturada, que consiste em:(a) um polímero termoplástico ou termocurado como sistema aglutinante,(b) uma cera que apresenta um número de ácido na faixa de 5 a 135 mg KOH/g;(c) um ou mais compostos metálicos básicos do grupo de óxidos, carbonatos, hidróxidos, acetatos, fosfatos ou acetilacetonatos.

2. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema ligante compreendido pela composição de re-vestimento em pó é tanto um polímero termoplástico (polietileno, cloreto de polivinila, fluoreto de polivinilideno, poliamidas, copolímeros de álcool etileno vinílico, poliésteres termoplásticos) ou um polímero ter- mocurado (resina epóxi, sistema híbridos de resina epóxi/poliéster, po- liésteres reativos).

3. Uso de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a cera é adicionada a 1 a 6% em peso.

4. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o composto metálico básico é adicionado a 5 a 50% em peso.

5. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a cera é formada pela maleinização de um copolímero ou homopolímero de poliolefina.

6. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a cera é formada por copolimeriza- ção de anidrido maleico e 1-olefinas que apresentam um comprimento de cadeia > 30 átomos de carbono.

7. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a6, caracterizado pelo fato de que a cera é formada pela copolimeriza- ção de ácido acrílico e etileno.

8. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a cera é formada pelo enxerto de uma poliolefina com ácido acrílico.

9. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto metálico básico representa um metal de um grupo principal 2, 3, 4, ou 5, ou um metal de transição dos grupos de transição 4 e 12.

10. Uso de acordo com a reivindicação 1 ou 8, caracterizado pelo fato de que o composto de metal básico é TiO2, CaCO3 e/ou ZnO.

11. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que é para melhorar as propriedades reológicas de superfícies de revestimento, mais particularmente para a tixotropia durante a operação de cozimento.