BR112014032252B1 - composição de revestimento e método para usar a composição de revestimento - Google Patents

Abstract

COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO E MÉTODO PARA USAR A COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO. Composições de revestimento incluem (a) um pré-polímero com funcionalidade isocianato derivado de um poliisocianato e de um poliéster poliol contendo tri-ciclo-decano; e (b) um agente de cura de amina bloqueada.

Description

Campo da invenção

[001] A presente invenção refere-se a composições de revestimento e a métodos para usar tais composições.

Histórico da invenção

[002] Os revestimentos de poliuretano são conhecidos por sua durabilidade, tenacidade e resistência a fluidos e têm sido amplamente usados em várias aplicações, incluindo aplicações automotivas e aeroespaciais. Frequentemente, estes revestimentos são formados a partir de uma composição de múltiplos componentes na qual um componente inclui um ou mais ingredientes com funcionalidade hidroxila e outro componente inclui um ou mais poliisocianatos. Forma-se uma mistura juntando os componentes imediatamente antes de usar e, em muitos casos, essa mistura pode ser de cura lenta em condições ambientes salvo se acelerada com um catalisador. Entretanto, a presença de tal catalisador encurta significativamente o tempo de armazenamento da composição combinada. Além disso, estes revestimentos requerem, tipicamente, um tempo de indução significativo após combinar e misturar os componentes para compatibilizar todos os ingredientes reativos. Um tempo de indução insuficiente pode causar sérios defeitos no revestimento. Com exigências por maior produtividade e menor custo associado com pintura por retocadores e fabricantes de equipamentos originais, é, portanto, desejável ter composições de revestimento que curem rapidamente, tenham tempo de armazenamento relativamente longo, e não requeiram nenhum tempo de indução para formar um revestimento de alto desempenho.

[003] O revestimento de um veículo aeroespacial é um processo de multicamadas incluindo, tipicamente aplicação de um tratamento de superfície de substrato, um revestimento com primer, um revestimento-base colorido (tipicamente opaco), e um revestimento transparente (tipicamente incolor). Devido às rígidas exigências de desempenho, tais como durabilidade e resistência a fluidos, as várias camadas de revestimento são tipicamente muito reticuladas e têm uma janela de revestimento relativamente curta, que se refere ao máximo intervalo de tempo entre a aplicação das camadas de revestimento antes da abrasão da primeira camada tornar-se necessária para boa aderência entre revestimentos. As janelas de revestimento são tipicamente curtos períodos de tempo, usualmente variando entre 12 e 24 horas dependendo da temperatura de cura. Tal janela de revestimento curta apresenta um desafio quando se revestem grandes objetos, tal como uma aeronave. Como resultado, abrasão por areação é uma prática comum, mas indesejável de produzir aderência suficiente entre camadas de revestimento, tal como um revestimento de base e um revestimento transparente. Portanto, é desejável prover revestimentos com propriedades, tais como durabilidade e resistência a fluidos, apropriados para várias aplicações, incluindo aplicações aeroespaciais, tendo ao mesmo tempo uma janela de revestimento mais longa.

Sumário da invenção

[004] Em determinados aspectos, a presente invenção refere- se a composições de revestimento. As composições de revestimento compreendem: (a) um pré-polímero com funcionalidade isocianato compreendendo um produto de reação de reagentes compreendendo: (I) um poliisocianato; e (II) poliéster poliol contendo tri-ciclo-decano; e (b) um agente de cura de amina bloqueada.

[005] A presente invenção refere-se também, entre outras coisas, a métodos para usar tais composições e a substratos revestidos com uma camada de revestimento depositada de tais composições de revestimento.

Descrição detalhada de incorporações da invenção

[006] Para os propósitos da descrição detalhada seguinte, deve-se entender que a invenção pode assumir várias variações e sequências de etapas alternativas, exceto onde especificado expressamente ao contrário. Além disso, diferentemente em quaisquer exemplos operacionais, ou onde indicado ao contrário, todos os números expressando, por exemplo, quantidades de ingredientes usados no relatório descritivo e nas reivindicações serão entendidos como estando modificados em todos os casos pelos termos “aproximadamente” e “cerca de”. Consequentemente salvo se indicado ao contrário, os parâmetros numéricos mostrados no relatório descritivo seguinte e nas reivindicações anexas são aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas a serem obtidas pela presente invenção. No mínimo, e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina de equivalentes à abrangência das reivindicações, cada parâmetro numérico de ser no mínimo construído à luz do número de algarismos significativos relatado e aplicando regras usuais de arredondamento.

[007] A despeito de que as faixas (intervalos) e parâmetros numéricos que mostram a ampla abrangência da invenção são aproximações, os valores numéricos mostrados nos exemplos específicos são informados tão precisamente quanto possível. Entretanto, qualquer valor numérico contém inerentemente determinados erros resultantes necessariamente da variação padrão encontrada em suas respectivas medidas de teste.

[008] Da mesma forma, deve-se entender que qualquer faixa numérica aqui mencionada pretende incluir todas as subfaixas incluídas nela. Por exemplo, uma faixa de “1 a 10” tem a intenção de incluir todas as subfaixas entre (e incluindo) o valor mínimo mencionado de 1 e o valor máximo mencionado de 10, isto é, tendo um valor mínimo maior ou igual a 1 e um valor máximo menor ou igual a 10.

[009] Como se indicou acima, determinadas incorporações da invenção referem-se a composições de revestimento. As composições da presente invenção podem ser depositadas sobre qualquer um de uma variedade de substratos. Entretanto, em determinadas incorporações, o substrato é eletricamente condutor, tal como no caso com substratos compreendendo titânio, aço inoxidável, alumínio, bem como materiais compósitos eletricamente condutores, tais como materiais poliméricos contendo uma quantidade suficiente de carga condutora. Em algumas incorporações, o substrato forma uma peça componente de um veículo, por exemplo, um veículo aeroespacial.

[010] As composições de revestimento da presente invenção compreendem um pré-polímero com funcionalidade isocianato. Quando aqui usado, “pré-polímero com funcionalidade isocianato” refere-se a um produto de reação não gelificado de um ou mais poliisocianatos com um ou mais compostos compreendendo grupos reativos com isocianato, tais como grupos hidroxila, sendo que os reagentes reagem em quantidades relativas tal que o produto de reação tenha grupos funcionais isocianato.

[011] Quando aqui usado, o termo “não gelificado” significa que o pré-polímero é substancialmente livre de reticulação e tem uma viscosidade intrínseca quando dissolvido num solvente apropriado, determinada, por exemplo, de acordo com ASTM D1795 ou ASTM D4243. A viscosidade intrínseca do pré-polímero é uma indicação de seu peso molecular. Por outro lado, um produto de reação gelificado uma vez que ele é essencialmente de peso molecular infinitamente elevado, terá uma viscosidade intrínseca muito elevada para medir. Quando aqui usado, um produto de reação que é “substancialmente livre de reticulação” refere-se a um produto de reação que tem um peso molecular médio ponderal (Mw), determinado por cromatografia de permeação em gel, menor que 1.000.000. Em determinadas incorporações da presente invenção, o pré-polímero com funcionalidade isocianato tem um Mw menor ou igual a 50.000, por exemplo, menor ou igual a 20.000, ou, em alguns casos, menor ou igual a 10.000 e/ou um índice de polidispersão (Mw/Mn) menor ou igual a 4, por exemplo, menor ou igual a 3, ou menor ou igual a 2,5. Os valores de pesos molecular aqui relatados podem ser determinados por cromatografia de permeação em gel (GPC) usando padrões de poliestireno como é bem conhecido daqueles habilitados na técnica e tal como se discute na patente U.S. n° 4.739.019, na coluna 4, linhas 2-45.

[012] Como indicado anteriormente, as composições de revestimento da presente invenção compreendem um pré-polímero com funcionalidade isocianato que abrange um produto de reação de reagentes compreendendo um poliisocianato. Quando aqui usado, o termo “poliisocianato” inclui compostos, monômeros, oligômeros e polímero compreendendo pelo menos dois grupos funcionais -N=C=O e/ou pelo menos dois grupos - N=C=S (isotiocianato).

[013] Poliisocianatos apropriados para uso na preparação do pré-polímero com funcionalidade isocianato das composições da presente invenção incluem poliisocianatos monoméricos, oligoméricos e/ou poliméricos. Os poliisocianatos podem ser poliisocianatos de C2-C20 lineares, ramificados, cíclicos, aromáticos, alifáticos, ou combinações dos mesmos.

[014] Poliisocianatos apropriados para uso na presente invenção podem incluir, mas não se limitando a, diisocianato de isoforona (IPDI), que é isocianato de 3,3,5-trimetil-5- isocianato-metil-ciclo-hexila; materiais hidrogenados, tais como diisocianato de ciclo-hexileno, diisocianato de 4,4’- metileno-diciclo-hexila (H12MDI); mistura de diisocianatos de aralquila, tais como diisocianatos de tetrametil-xilila, OCN- C(CH3)2-C6H4C(CH3)2-NCO; isocianatos de polimetileno, tais como diisocianato de 1,4-tetrametileno, diisocianato de 1,5- pentametileno, diisocianato de 1,6-hexametileno (HDMI), diisocianato de 1,7-heptametileno, diisocianato de 2,2,4- e 2,4,4-trimetil-hexametileno, diisocianato de 1,10- decametileno e diisocianato de 2-metil-1,5-pentametileno; e misturas dos mesmos.

[015] Como indicado, em determinadas incorporações, o poliisocianato pode incluir um poliisocianato oligomérico, tais como, mas não se limitando a, dímeros, tal como uretodiona de diisocianato de 1,6-hexametileno, trímeros, tais como biureto e isocianurato de 1,6-diisocianato-hexano e o isocianurato de diisocianato de isoforona, alofanatos, e oligômeros poliméricos. Pode-se usar também poliisocianatos modificados, incluindo carbodiimidas e uretoneiminas, e misturas dos mesmos. Materiais apropriados incluem aqueles obteníveis com a designação DESMODUR de Bayer Corporation de Pittsburgh, PA, tais como DESMODUR N 3200, DESMODUR N 3300 (trímero de diisocianato de hexametileno), DESMODUR N 3400 (60% de dímero de diisocianato de hexametileno e 40% de trímero de diisocianato de hexametileno), DESMODUR XP 2410 e DESMODUR XP 2580.

[016] Em algumas incorporações, o poliisocianato usado para preparar o pré-polímero com funcionalidade isocianato presenta nas composições de revestimento da presente invenção pode ele mesmo compreender um pré-polímero com funcionalidade isocianato formado a partir de uma mistura de reação compreendendo um poliisocianato e outro material, tal como um poliol. Qualquer poliisocianato conhecido na técnica, tal como qualquer um daqueles descritos acima, pode ser usado na formação de tal pré-polímero.

[017] Em algumas incorporações, o poliol usado na formação de tal pré-polímero é, por exemplo, um material de poli(tetraidrofurano) tal como aquele vendido com a denominação comercial TERATHANE (por exemplo, TERATHANE 250, TERATHANE 650, e TERATHANE 1000 obteníveis de Invista Corporation).

[018] Em determinadas incorporações, o poliisocianato compreender um não pré-polímero de poliisocianato e um pré- polímero com funcionalidade isocianato. O não pré-polímero de poliisocianato pode ser o mesmo ou diferente do poliisocianato usado para formar o pré-polímero com funcionalidade isocianato. Se forem usadas combinações de poliisocianatos, os poliisocianatos deverão ser substancialmente compatíveis; por exemplo, os pré-polímeros com funcionalidade isocianato podem ser substancialmente compatíveis com o pré-polímero com o não pré-polímero de poliisocianato. Quando aqui usado, “substancialmente compatível” significa a capacidade de um material formar uma mistura com outros materiais que é e permanecerá substancialmente homogênea com o tempo.

[019] Em algumas incorporações da presente invenção, o poliisocianato usado para preparar o pré-polímero com funcionalidade isocianato presente nas composições da presente invenção compreende ele mesmo um poliéter poliol, um poliéster poliol, e/ou um poliéter poliamina pré-polímero de cadeia estendida com um poliisocianato, tal como um poliisocianato selecionado de diisocianato de isoforona, diisocianato de ciclo-hexileno, diisocianato de 4,4’- metileno-diciclo-hexila, diisocianato de tetrametil-xilila, diisocianato de 1,4-tetrametileno, diisocianato de 1,5- pentametileno, diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de 1,7-heptametileno, diisocianato de 2,2,4- e 2,4,4- trimetil-hexametileno, diisocianato de 1,10-decametileno, diisocianato de 2-metil-1,5-pentametileno, diisocianato de fenileno, diisocianato de tolueno, diisocianato de xileno, diisocianato de 1,5-naftaleno, 2,4-diisocianato de clorofenileno, diisocianato de bitolueno, diisocianato de dianisina, diisocianato de tolidina, diisocianato de metil- difenila, diisocianato de 3,3’-dimetil-4,4’-difenil-metano, diisocianato de metil-difenila polimérico, e misturas dos mesmos.

[020] Como indicado anteriormente, o pré-polímero com funcionalidade isocianato incluído nas composições da presente invenção é um produto de reação de um poliisocianato, tal como qualquer um daqueles descritos acima, e um poliéster poliol contendo triciclo-decano. Quando aqui usado, o termo “poliéster poliol contendo triciclo- decano” refere-se a uma resina de poliéster compreendendo pelo menos dois grupos funcionais hidroxila e pelo menos uma, frequentemente mais que uma, parcela triciclo-decano na cadeia polimérica. Quando aqui usado, “triciclo-decano” refere-se a uma parcela tendo três anéis cíclicos e dez átomos de carbono, tais como aqueles tendo a estrutura (I):

[021] Tais poliésteres polióis podem ser preparados de qualquer maneira, por exemplo, por condensação de polióis e ácidos policarboxílicos.

[022] Em determinadas incorporações, o álcool componente a partir do qual deriva o poliéster poliol compreende um poliol contendo triciclo-decano, tal como um diol com um núcleo de triciclo-decano, exemplos do qual incluem x,y- bis(hidroximetil)triciclo[5,2,1,02,6]decano, no qual x é 3, 4, ou 5 e y é 8 ou 9, incluindo misturas do mesmo, tal como, por exemplo, uma mistura de 3,8- bis(hidroximetil)triciclo[5,2,1,02,6]decano, 4,8- bis(hidroximetil)triciclo[5,2,1,02,6]decano, e 5,8- bis(hidroximetil)triciclo[5,2,1,02,6]decano. Além de tais polióis, o álcool componente pode compreender ainda outros polióis, incluindo, mas não se limitando a, etileno glicol, propanodiol, butanodiol, pentanodiol, ciclo-hexano-dimetanol, hexanodiol, neopentil glicol, trimetiloletano, trimetilolpropano, pentaeritritol, e misturas dos mesmos.

[023] Em algumas incorporações, o poliol contendo triciclo- decano está presente no álcool componente numa quantidade de pelo menos 10 por cento em peso, tal como pelo menos 20 por cento em peso, ou pelo menos 30 por cento em peso, com base no peso total do álcool componente usado para preparar o poliéster poliol contendo triciclo-decano. Em algumas incorporações o poliol contendo triciclo-decano está presente no álcool componente numa quantidade menor ou igual a 90 por cento em peso, tal como menor ou igual a 80 por cento em peso, ou menor ou igual a 70 por cento em peso, com base no peso total do álcool componente usado para preparar o poliéster poliol contendo triciclo-decano.

[024] Ácidos policarboxílicos apropriados para uso na preparação do poliéster poliol anterior incluem, mas não se limitam a, ácidos mono, di e policarboxílicos insaturados aromáticos, alifáticos, cicloalifáticos, tais como, ácido fumárico, ácido itacônico, ácido maleico, ácido ftálico, ácido succínico, ácido sebácico, ácido hexaidroftálico, ácido decano-dicarboxílico, ácido adípico, ácido azeláico, ácido isononanóico, ácido tetraidroftálico, e ácido trimelítico, incluindo misturas dos mesmos. Além dos ácidos policarboxílicos mencionados acima, podem ser usados equivalentes funcionais de ácidos tais como anidridos onde eles existirem ou ésteres de alquila inferior dos ácidos tais como os ésteres de metila.

[025] Em determinadas incorporações, o álcool componente e o ácido componente reagem numa razão molar de 0,5 a 2,0, tal como de 0,8 a 1,5, ou de 1,0 a 1,1 mols de álcool componente por mol do ácido componente, para formar o poliéster poliol contendo triciclo-decano. Em determinadas incorporações, o poliéster poliol contendo triciclo-decano tem um índice de hidroxila de 10 a 200 mg de KOH/g, tal como de 10 a 100 mg de KOH/g, de 10 a 50 mg de KOH/g, ou em alguns casos, de 20 a 40 mg de KOH/g. Em determinadas incorporações, o poliéster poliol contendo triciclo-decano tem um índice de acidez de 1 a 50 mg de KOH/g, tal como de 1 a 40 mg de KOH/g, ou em alguns casos, de 1 a 30 mg de KOH/g. Em determinadas incorporações, o poliéster poliol contendo triciclo-decano tem uma Tg de -30°C a 80°C, tal como de -20°C a 50°C, tal como de -10°C a 40°C. Em determinadas incorporações, o poliéster poliol contendo triciclo-decano é insaturado.

[026] Por exemplo, pode-se preparar o poliéster poliol contendo triciclo-decano aquecendo o álcool componente e o ácido e/ou anidrido componente num reator e destilando a água produzida pelo sistema reagente. Esta reação nem sempre requer um catalisador, mas o uso de um catalisador pode acelerar a reação. Catalisadores apropriados incluem, mas não se limitam a, acetatos, carbonatos, hidróxidos, e alcóxidos de metais alcalinos, metais alcalino-terrosos, zinco, titânio, cobalto, manganês, e de outros metais. Frequentemente, executa-se a reação de esterificação em pressão atmosférica, mas ela pode ser executada em pressão reduzida para melhorar a destilação da água e de excesso de álcool componente. Em algumas incorporações, o poliéster poliol contendo triciclo-decano não deriva de uma caprolactona.

[027] Exemplos específicos de poliésteres polióis contendo triciclo-decano que são obteníveis comercialmente e apropriados para uso na presente invenção, são ADHESION RESIN LTW, LTH e LTS, que são obteníveis comercialmente de Evonik Tego Chemie GmbH.

[028] Para preparar o pré-polímero com funcionalidade isocianato das composições da presente invenção, executa-se a reação de excesso de um ou mais dos poliisocianatos acima descritos com um ou mais polióis que incluem o poliéster poliol contendo triciclo-decano numa quantidade relativa tal que o produto de reação resultante contenha funcionalidade isocianato. Outros polióis que podem ser usados em combinação co o poliéster poliol contendo triciclo-decano incluem qualquer um dos polióis aqui mencionados anteriormente. Em determinadas incorporações, o poliol componente consiste essencialmente do poliéster poliol contendo triciclo-decano, que, quando aqui usado, significa que o poliéster poliol contendo triciclo-decano está presente numa quantidade de pelo menos 90 por cento em peso, tal como de pelo menos 95 por cento em peso, ou, em alguns casos, de pelo menos 99 por cento em peso, com base no peso total dos polióis reagidos com poliisocianato(s) para preparar o pré-polímero com funcionalidade isocianato. Em determinadas incorporações, o poliisocianato e o poliéster poliol contendo triciclo-decano regem em quantidades tais que o poliéster poliol contendo triciclo-decano é suado numa quantidade maior que 5 por cento em peso, tal como de pelo menos 10 por cento em peso, com base no peso total do pré-polímero com funcionalidade isocianato. Além disso, em determinadas incorporações, o poliisocianato e o poliéster poliol contendo triciclo-decano reagem em quantidades tais que o poliéster poliol contendo triciclo-decano é usado numa quantidade menor ou igual a 95 por cento em peso, menor ou igual a 90 por cento em peso, menor ou igual a 75 por cento em peso, menor ou igual a 55 por cento em peso, menor ou igual a 40 por cento em peso, ou, em alguns casos, menor ou igual a 30 por cento em peso, com base no peso total do pré-polímero com funcionalidade isocianato.

[029] Como será entendido, o pré-polímero com funcionalidade isocianato contém ligações uretano como resultado da reação de grupos hidroxila com grupos isocianato. Quando componentes formadores de poliuretano combinam-se para produzir poliuretanos, as quantidades relativas dos ingredientes são frequentemente expressas como uma razão do número disponível de grupos isocianato reativos para o número disponível de grupos hidroxila reativos, isto é uma razão equivalente de NCO:OH. Por exemplo, obtém-se a razão de NCO:OH quando o peso de um equivalente de NCO da forma fornecida de um isocianato componente reage com o peso de um equivalente de OH da forma fornecida de um poliol componente.

[030] Em determinadas incorporações da presente invenção, os reagentes usados para preparar o pré-polímero com funcionalidade isocianato presente nas composições de revestimento da presente invenção são usados em quantidades relativas tais que a razão equivalente de NCO:OH seja maior que 5:1, tal como maior que 10:1, tal como pelo menos 20:1, pelo menos 30:1, pelo menos 40:1, pelo menos 50:1, ou, em alguns casos, pelo menos 60:1. Em determinadas incorporações, os reagentes reagem em quantidades relativas tais que a razão equivalente de NCO:OH seja menor ou igual a 150:1, tal como menor ou igual a 100:1.

[031] Na verdade, descobriu-se que na formação do pré- polímero com funcionalidade isocianato usado nas composições da presente invenção, a reação de um poliéster poliol contendo tri-ciclo-decano com um poliisocianato, na qual um excesso estequiométrico muito grande de isocianato está presente na mistura reagente, tal como descrito acima, é crítica para obter composições de revestimento estáveis tendo limite de armazenamento suficiente para preparar a composição praticamente usável.

[032] Em determinadas incorporações da presente invenção, o poliisocianato está presente numa quantidade de pelo menos 5 por cento em peso, tal como de pelo menos 10 por cento em peso, ou de pelo menos 25 por cento em peso, de pelo menos 45 por cento em peso, de pelo menos 60 por cento em peso, de pelo menos 75 por cento em peso, as porcentagens em peso baseando-se no peso total do pré-polímero com funcionalidade isocianato. Em determinadas incorporações da presente invenção, o poliisocianato está presente numa quantidade menor que 95 por cento em peso, tal momo menor ou igual a 90 por cento em peso, as porcentagens em peso baseando-se no peso total do pré-polímero com funcionalidade isocianato.

[033] A reação entre o poliisocianato e o poliol pode ocorrer num solvente apropriado que pode opcionalmente ser removido por destilação após a reação juntamente com quaisquer poliisocianatos iniciais voláteis não reagidos ainda presentes. Esta reação pode ocorrer em temperatura ambiente com longo tempo de reação ou pode ser executada em temperatura elevada num reator com temperatura controlada. O pré-polímero com funcionalidade isocianato inclui também semipolímeros de NCO que contêm poliisocianatos iniciais não reagidos além dos pré-polímeros contendo grupo uretano. Frequentemente, o pré-polímero com funcionalidade isocianato tem um teor de isocianato de 1 a 30%, tal como de 2 a 20%, ou, em alguns casos, de 4 a 15%.

[034] Em determinadas incorporações das composições de revestimento da presente invenção, o pré-polímero com funcionalidade isocianato está presente na composição numa quantidade de pelo menos 20 por cento em peso, tal como de pelo menos 35 por cento em peso, de pelo menos 45 por cento em peso, ou, em alguns casos, de pelo menos 55 por cento em peso, com base nos sólidos de resina totais da composição de revestimento.

[035] Além do pré-polímero com funcionalidade isocianato, as composições de revestimento da presente invenção compreendem ainda um agente de cura de amina bloqueada. Exemplos não limitativos de aminas bloqueadas apropriadas incluem aldimina, cetiminas, e oxazolidinas. Obviamente, podem ser usadas misturas de duas ou mais de tais aminas bloqueadas. Aldiminas e cetiminas são compostos compreendendo grupos da fórmula:

e oxazolidinas são compostos compreendendo grupos da fórmula:

nas quais, em cada caso, R1 e R2 são independentemente H, grupo alquila, alquila substituído ou cicloalifático ou arila.

[036] Como será compreendido, cetiminas e aldimina são obtidas por reação de uma poliamina com um aldeído (nos casos de aldiminas) ou com uma cetona (nos casos de cetiminas). Como será compreendido, as oxazolidinas são produzidas por condensação reagindo uma cetona e/ou um aldeído com uma alcanolamina. Aldeídos e cetonas apropriados para uso na preparação de aldiminas, cetiminas e oxazolidinas usadas em determinadas incorporações da presente invenção incluem, mas necessariamente não se limitam àqueles contendo de 1 a 8 átomos de carbono, tais como propionaldeído, butiraldeído, isobutiraldeído, acetona, metil etil cetona, metil isobutil cetona, diisopropil cetona, ciclopentanona e ciclo-hexanona. Um exemplo de uma aldimina apropriada é VESTAMIN® A 139, uma aldimina de isoforona diamina, obtenível comercialmente de Evonik Industries, Marl, Alemanha.

[037] Como se compreenderá, em resposta à exposição a umidade, as oxazolidinas hidrolisam para formar uma hidroxilamina, enquanto que cetiminas e aldiminas produzem amina e a cetona correspondente ou um aldeído. A hidroxilamina e amina assim produzidas reagem com o pré- polímero com funcionalidade isocianato aqui descrito para produzir um revestimento curado. Em determinadas incorporações, usa-se o agente de cura de amina bloqueada na composição numa quantidade tal que, quando não bloqueada, a razão de equivalentes grupos isocianato na composição para equivalentes de grupo funcional de agente de cura está na faixa de 0,5 a 8:1, tal como 0,8 a 5:1, ou em alguns casos, 1 a 3:1.

[038] Além dos componentes descritos acima, as composições de revestimento da presente invenção podem compreender ainda qualquer um de uma variedade de outros componentes, tais como solventes, catalisadores, colorantes, aditivos, e similares.

[039] A seleção de solventes orgânicos pode contribuir para melhoramento de aderência e desempenho final de revestimento. Em geral, o solvente ou solventes podem ser escolhidos para umedecer a superfície da superfície subjacente, tal como um revestimento curado, diminuir a tensão superficial da composição de revestimento, dissolver a resina ligante da composição de revestimento, facilitar a interpenetração de grupos funcionais entre camadas de revestimento, controlar a formação de película, prover um ambiente para a reação de cura, e/ou ajustar o tempo de aplicação e/ou limite de armazenamento. Além disso, o solvente ou solventes podem ser escolhidos para serem miscíveis e/ou compatíveis com os outros componentes do revestimento. Solvente orgânicos apropriados incluem, mas não se limitam a, hidrocarbonetos alifáticos tais como hexano, heptano, octano, e similares; hidrocarbonetos aromáticos tais como benzeno, tolueno, xileno, e similares; cetonas tais como metil n-propil cetona, metil isobutil cetona, diisobutil cetona, metil etil cetona, metil hexil cetona, etil butil cetona, e similares; e ésteres tais como acetato de etila, acetato de propila, acetato de butila, acetato de isobutila, butirato de isobutila, propionato de etila, acetato de amila, acetato de 2-etil- hexila, e similares. Os chamados solventes “isentos de VOC”, tais como acetona, acetato de t-butila, e OXSOL 100 também são apropriados. Quando usados, os solventes podem estar presentes, por exemplo, de 20 a 60 por cento em peso, tal como de 30 a 50 por cento em peso, com base no peso total da composição de revestimento.

[040] Em determinadas incorporações, as composições de revestimento da presente invenção compreendem ainda um catalisador, tal como um catalisador ácido, para obter a taxa de cura desejada. Além da taxa de reação, desempenho de revestimento tais como aderência entre camadas, tempo de aplicação, limite de armazenamento, e/ou tempo de seco para fita, pode ser afetado pelo tipo e quantidade de catalisador. Quando usado, a quantidade total de catalisador pode ser, por exemplo, de 0,001 a 0,5 por cento em peso, tal como de 0,005 a 0,25 por cento em peso, com base no peso total de sólidos de resina da composição de revestimento.

[041] Em determinadas incorporações, as composições de revestimento da presente invenção compreendem também um colorante. Quando aqui usado, o termo “colorante” significa qualquer substância que confere cor e/ou outra opacidade e/ou outro efeito visual à composição. Pode-se adicionar o colorante no revestimento em qualquer forma apropriada, tais como partículas discretas, dispersões, soluções e/ou flocos. Nas composições de revestimento da presente invenção pode-se usar um único colorante ou uma mistura de dois ou mais colorantes.

[042] Exemplos de colorantes incluem pigmentos, corantes e tinturas, tais como aqueles suados na indústria de tintas e/ou listados na Dry Color Manufacturers Association (DCMA), bem como composições de efeitos especiais. Um colorante pode incluir, por exemplo, um pó sólido finamente dividido que é insolúvel, mas capaz de umedecer nas condições de uso. Um colorante pode ser orgânico ou inorgânico e pode estar aglomerado ou não aglomerado. Os colorantes podem ser incorporados nos revestimentos por uso de um veículo de moagem, tal como um veículo de moagem acrílico, o uso do qual será familiar para os habilitados na técnica.

[043] Exemplos de pigmentos e/ou de composições de pigmentos incluem, mas não se limitam a pigmento bruto de dioxazina carbazol, azo, monoazo, disazo, naftol AS, tipo de sais (lacas), benzimidazolona, condensação, complexo metálico, isoindolinona, isoindolina e ftalocianina policíclica, quinacridona, perileno, perinona, diceto pirrol imidol, tio-índigo, antraquinona, indantrona, antrapirimidina, flavantrona, pirantrona, antantrona, dioxazina, triaril carbônio, pigmentos de quinoftalona, vermelho de diceto pirrol imidol (“vermelho de DPPBO”), dióxido de titânio, negro de fumo e misturas dos mesmos. Os termos “pigmento” e “carga colorida” podem ser usados de modo a permitir troca e/ou substituição.

[044] Exemplos de corantes incluem, mas não se limitam àqueles que são base água e/ou base solvente, tais como verde ou azul de ftalo, óxido de ferro, vanadato de bismuto, antraquinona, perileno, alumínio e quinacridona.

[045] Exemplos de tinturas incluem, mas não se limitam a, pigmentos dispersos em transportadores miscíveis em solvente ou base solvente, tais como pigmentos EDS e EDU obteníveis comercialmente de Clariant, CHARISMA COLORANTS e MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS obteníveis comercialmente de Accurate Dispersions, divisão de Eastman Chemical, Inc.

[046] Como se notou acima, o colorante pode estar na forma de uma dispersão incluindo, mas não se limitando a dispersões de nanopartículas. Dispersões de nanopartículas podem incluir um ou mais colorantes em nanopartículas muito dispersas e/ou partículas de colorantes que produzem uma cor visível desejada, e/ou opacidade e/ou efeito visual. Dispersões de nanopartículas podem incluir colorantes, tais como pigmentos ou corantes, tendo um tamanho de partícula menor que 150 nm, tal como menor que 70 nm, ou menor que 30 nm. As nanopartículas podem ser produzidas moendo pigmentos orgânicos ou inorgânicos de estoque com meios de moagem tendo um tamanho de partícula menor que 0,5 mm. Identificam-se exemplos de dispersões de nanopartículas e métodos para prepara-las na patente U.S. n° 6.875.800 B2, que aqui se incorpora por referência. As dispersões de nanopartículas também podem ser produzidas por cristalização, precipitação, condensação de fase gasosa, e atrito químico (isto é, dissolução parcial). A fim de minimizar reaglomeração de nanopartículas dentro do revestimento, pode-se usar uma dispersão de nanopartículas revestidas com resina. Quando aqui usada, uma “dispersão de nanopartículas revestidas com resina” refere-se a uma fase contínua na qual se dispersam “micropartículas compósitas” discretas que compreendem uma nanopartícula e um revestimento de resina sobre a nanopartícula. Exemplos de dispersões de nanopartículas revestidas com resina e de métodos para prepara-las estão descritos, por exemplo, na patente U.S. n° 7.605.194 na coluna 3, linha 56 até a coluna 16, linha 25, a porção citada da qual aqui se incorpora por referência.

[047] Exemplos de composições de efeitos especiais que podem ser usadas nas composições de revestimento da presente invenção incluem pigmentos e/ou composições que produzem um ou mais efeitos de aparência tais como refletância, perolescência, brilho metálico, fosforescência, fluorescência, fotocromismo, fotossensibilidade, termocromismo, goniocromismo e/ou mudança de cor. Composições de efeitos especiais adicionais podem prover outras propriedades perceptíveis, tal como opacidade ou textura. Em determinadas incorporações, composições de efeitos especiais podem uma mudança de cor, tal que a cor do revestimento muda quando se vê o revestimento em diferentes ângulos. Identificam-se exemplos de composições de efeito de cor na patente U.S. n° 6.894.086, que aqui se incorpora por referência. Composições de efeito de cor adicionais podem incluir mica revestida transparente e/ou mica sintética, sílica revestida, alumina revestida, pigmento de cristal líquido transparente, um revestimento de cristal líquido, e/ou qualquer composição na qual interferência resulta de um diferencial de índice de refração dentro do material e não por causa do diferencial de índice de refração entre a superfície do material e o ar.

[048] Em determinadas incorporações, pode-se usar nas composições de revestimento da presente invenção, uma composição fotossensível e/ou composição fotocromática, que altera reversivelmente sua cor quando exposta a uma ou mais fontes de luz. Composições fotocromáticas e/ou fotossensíveis podem ser ativadas por exposição à radiação de um comprimento de onda específico. Quando a composição torna-se excitada, a estrutura molecular muda e a estrutura alterada exibe uma nova cor que é diferente da cor original da composição. Quando se remove a exposição à radiação, a composição fotocromática e/ou fotossensível pode retornar a um estado de descanso, no qual a cor original da composição retorna. Em determinadas incorporações, a composição fotocromática e/ou fotossensível pode ser incolor num estado não excitado e exibir uma cor num estado excitado. A mudança completa de cor pode aparecer dentro de milissegundos a vários minutos, tal como de 20 segundos a 60 segundos. Exemplos de composições fotocromáticas e/ou fotossensíveis incluem corantes fotocromáticos.

[049] Em determinadas incorporações a composição fotocromática e/ou composição fotossensível pode ser associada com e/ou pelo menos parcialmente ligada, tal como por ligação covalente, a um polímero e/ou materiais poliméricos de um componente polimerizável. Ao contrário de alguns revestimentos nos quais a composição fotossensível pode migrar para fora do revestimento e cristalizar no substrato, a composição fotocromática e/ou composição fotossensível pode ser associada com e/ou pelo menos parcialmente ligada a um polímero e/ou componente polimerizável de acordo com determinadas incorporações da presente invenção, têm migração mínima para fora do revestimento. Exemplos de composições fotossensíveis e/ou composições fotocromáticas e métodos para prepara-las estão identificados na publicação de pedido de patente U.S. n° 2006-0014099 A1, que aqui se incorpora por referência.

[050] Em determinadas incorporações, a composição de revestimento compreende uma combinação de diferentes pigmentos transparentes na região do infravermelho e absorvedores na região de luz visível, descritos no pedido serial de patente U.S. n° 13/153.861.

[051] Em geral, o colorante pode estar presente na composição de revestimento em qualquer quantidade suficiente para conferir o efeito visual e/ou de cor desejado. O colorante pode compreender de 1 a 65 por cento em peso das presentes composições, tal como de 3 a 40 por cento em peso ou de 5 a 35 por cento em peso, com as porcentagens em peso baseadas no peso total das composições.

[052] Em determinadas incorporações, as composições de revestimento formuladas finais da presente invenção são substancialmente, ou, em alguns casos, completamente livres de compostos com funcionalidade hidroxila, tais como polióis. Quando aqui usado, “substancialmente livre” significa que quaisquer compostos com funcionalidade hidroxila presentes na composição estão presentes como uma impureza incidental e não intencionalmente adicionados na composição.

[053] As composições de revestimento da presente invenção podem ser incorporadas como uma composição de um único componente ou como uma composição de múltiplos componentes, tal como uma composição de dois componentes ou “2K”, entretanto, preferivelmente, por conveniência de uso da composição de revestimento é incorporada como uma composição de revestimento de um único componente na qual todos os componentes da composição estão combinados e embalados juntos num único recipiente. Nestas incorporações de um único componente, a composição é estável em condições substancialmente livres de umidade e em temperaturas ambientes. Após aplicação num substrato, a composição é exposta à umidade que desbloqueia os grupos amina bloqueados do agente de cura, permitindo assim que a composição cure para formar um revestimento curado. Quando aqui usados, os termos “livre de umidade” e “substancialmente livre de umidade” significam que embora a composição possa conter alguma umidade, a quantidade de umidade não é suficiente para efetuar cura substancial da composição.

[054] Em determinadas incorporações, os grupos isocianato nas presentes composições de revestimento podem reagir com grupos reativos com isocianato presentes na superfície de outra camada de revestimento, tal como um revestimento de poliuretano adjacente, para produzir uma ligação química forte e durável com o revestimento adjacente. Quando se aplica um segundo revestimento, tal como um revestimento de topo que contém polióis e/ou isocianatos, nos revestimentos da presente invenção, os grupos funcionais desse segundo revestimento podem reagir com os grupos funcionais dos presentes revestimentos para formar ligação química e interligação de cadeias poliméricas entre camadas de revestimento. O resultado pode ser um compósito de revestimento de multicamadas com boa aderência entre revestimentos. Em determinadas incorporações, as composições de revestimento aqui descritas podem ser aplicadas num revestimento de poliuretano curado, sem primeiro lixar mecanicamente ou extrair solvente da superfície. Antes da aplicação da composição de revestimento, a superfície a ser revestida, se desejado, pode ser tratada para remover particulados e películas de superfície. As composições de revestimento aqui divulgadas podem ser aplicadas em qualquer espessura de película seca apropriada. Em determinadas incorporações, a espessura de película seca do revestimento pode variar de 0,2 milipolegada a 2 milipolegadas, tal como de 0,2 milipolegada a 1 milipolegada.

[055] Em determinadas incorporações, as composições de revestimento da presente invenção podem ser usadas como um revestimento de ligação para prover aderência melhorada entre uma superfície subjacente e um revestimento subsequentemente aplicado. A superfície subjacente pode ter um revestimento pré-existente, tal como um revestimento de poliuretano pré- existente. Consequentemente, a presente invenção refere-se ainda a um método para tratar uma superfície aplicando uma composição de revestimento da presente invenção em pelo menos uma porção da superfície, tal como um revestimento pré- existente, aplicando um novo revestimento, algumas vezes aqui referido como um segundo revestimento, em pelo menos uma porção da superfície revestida com o revestimento da presente invenção, e curando o segundo revestimento. As condições de cura apropriadas serão conhecidas daqueles habilitados na técnica com base no revestimento usado. A camada de ligação da presente invenção pode ser secada e/ou curada antes da aplicação dos revestimentos subsequentemente aplicados. Pode- se aplicar qualquer número de camadas de revestimento e/ou de revestimento de ligação. Em determinadas incorporações, a superfície subjacente compreenderá um revestimento de poliuretano curado, e, em determinadas incorporações, o segundo revestimento compreenderá um revestimento de poliuretano, e em determinadas incorporações, tanto a superfície subjacente como o segundo revestimento compreenderão poliuretano.

[056] As composições de revestimento da presente invenção podem ser aplicadas numa superfície por pincelagem, aspersão, imersão, laminação, escorrimento, e similares. Uma vez aplicada a composição numa superfície, pode-se obter formação de película com ou sem secagem ou aquecimento. O tempo requerido para o revestimento curar depende, pelo menos em parte, do solvente aplicado, da espessura do revestimento, da pressão de vapor do solvente, da temperatura e umidade, e/ou da corrente de ar na superfície. Em determinadas incorporações, o tempo de cura da composição pode variar de 20 minutos a 24 horas.

[057] Pode-se aplicar um segundo revestimento nos revestimentos da presente invenção usando qualquer método de revestimento apropriado conhecido na técnica. Pode-se aplicar mais de um revestimento de topo em qualquer espessura de película seca apropriada. Por exemplo, em determinadas incorporações, a espessura de película seca de um revestimento de topo pode variar de 1 milipolegada a 6 milipolegadas, tal como de 2 milipolegadas a 4 milipolegadas. O revestimento de topo pode ser curado de acordo com procedimentos recomendados conhecidos daqueles habilitados na técnica.

[058] Após aplicação da composição de revestimento na superfície subjacente, tanto o revestimento de ligação como o segundo revestimento (ou quaisquer revestimentos adicionais) podem ter excelentes características de aderência após cura completa em temperatura ambiente por pelo menos uma semana, ou 24 horas a 60°C.

[059] Pode-se determinar aderência por quaisquer métodos apropriados, por exemplo, teste de aderência de fita seca/úmida de acordo com BSS 7225, ou teste de braço giratório descrito abaixo.

[060] As composições de revestimento aqui descritas podem prover revestimentos que são duráveis, tendo uma aparência agradável e relativamente lustrosa, resistência química e a fluido aceitáveis, e boa aderência entre revestimentos. As composições de revestimento curam rapidamente, não requerem nenhum tempo de indução (podem ser aplicadas imediatamente após misturação com bons resultados, e têm longo período de armazenamento.

[061] Além disso, incorporações dos revestimentos aqui descritos têm uma janela de revestimento de pelo menos 48 horas ou de pelo menos 72 horas, o que significa que uma camada de revestimento subsequente pode ser aplicada logo após a primeira camada de revestimento obtendo ainda boa aderência entre revestimentos entre a segunda camada de revestimento determinada por aprovação no teste de braço giratório descrito abaixo, mesmo sem abração anterior da primeira camada de revestimento.

[062] Estes e outros aspectos da invenção reivindicada são adicionalmente ilustrados pelos seguintes exemplos não limitativos. Métodos de teste Métodos de teste para o pré-polímero com funcionalidade isocianato e para revestimentos

[063] Determinou-se o teor de isocianato do pré-polímero de acordo com ASTM D2572, método de teste padronizado para grupos isocianato em materiais de uretano ou pré-polímeros.

[064] Determinou-se o teor de sólidos do pré-polímero e dos revestimentos de acordo com ASTM D2369, método de teste padronizado para teor de voláteis de revestimentos.

[065] Determinou-se densidade do pré-polímero e dos revestimentos de acordo com ASTM D1475, método de teste padronizado para densidade de revestimentos líquidos, tintas, e produtos afins.

[066] Determinou-se a viscosidade dos revestimentos de acordo com ASTM D4212, método de teste padronizado para viscosidade por copos de viscosidade de tipo imersão, com copo de Zahn assinatura #2 a 25°C.

[067] Determinou-se aderência seca dos revestimentos de acordo com ASTM D3359, métodos de teste padronizados para medir aderência por teste de fita, método de teste B. Riscou- se um gabarito hachurado através de cada composição de revestimento até o substrato. Aplicou-se uma tira de 1 polegada de largura de uma fita cobrimento, tal como fita do tipo 250 de 3M. A fita foi prensada usando dois passes de um cilindro coberto com borracha de 4,5 libras. Removeu-se a fita num movimento abrupto perpendicular ao painel. A aderência foi classificada por exame visual da tinta na área hachurada.

[068] Determinou-se resistência úmida dos revestimentos de acordo com ASTM D870, prática padronizada para teste de resistência à água de revestimentos usando imersão em água. Uma amostra foi imersa em água deionizada num forno a 60°C por 24 horas e depois a amostra foi limpada seca com toalhas de papel, imediatamente riscada, e se checou a aderência de fita até 5 minutos de acordo com ASTM D3359, método B.

[069] Determinou-se dureza de lápis de acordo com ASTM D3363, método de teste padronizado para dureza de película por teste de lápis. Determinou-se a dureza de cada revestimento em relação a um conjunto padronizado de minas de lápis riscando as minas através do revestimento num ângulo de 45° por cerca de um quarto de polegada. Repetiu-se o processo até se identificar uma mina que não risca a película. Registrou-se o número da mina como a dureza.

[070] Determinou-se resistência a fluido hidráulico Skydrol de acordo com ASTM D870. Imergiu-se cada amostra em fluido hidráulico Skydrol LD-4 (obtenível de Solutia, Inc.) a 60°C por 24 horas. Examinaram-se visualmente os painéis de teste para qualquer formação de bolhas, fissuramento, lixiviação, contração ou perda de aderência. Limpou-se a amostra seca e se checou a dureza de lápis em até 5 min de acordo com ASTM D3363.

[071] Determinou-se o tempo de seco para fita dos revestimentos de acordo com ASTM D1640, métodos de teste padronizados para secagem, cura, ou formação de película de revestimentos orgânicos em temperatura ambiente, procedimento 7.2. Para determinar o tempo de seco para fita, a película de teste foi tocada levemente com a ponta de um dedo limpo e a ponta do dedo foi imediatamente colocada contra um pedaço de vidro transparente limpo. Fez-se observação para ver se qualquer porção do revestimento foi transferida para o vidro. A película foi considerada seca para fita quando ela ainda mostrou uma condição pegajosa, mas nenhuma porção dela aderiu ao dedo.

[072] Determinou-se o tempo de seco para fita de acordo com ASTM D1640. Para determinar o tempo de seco para fita, uma tira de fita adesiva Scotch de 3M do tipo 232, foi comprimida usando dois passes de um cilindro coberto com borracha de 4,5 libras. A fita permaneceu sobre a amostra por aproximadamente 30 minutos e depois foi removida. Depois, checou-se a aparência do revestimento. O revestimento foi considerado seco para fita quando a fita não deixou nenhuma marca sobre o revestimento.

[073] Determinou-se resistência a MEK dos revestimentos de acordo com ASTM D5402, prática-padrão para avaliar resistência a solvente de revestimentos orgânicos usando esfregas com solvente com esfregas duplas com MEK. Os revestimentos curados foram esfregados 200 vezes em movimentos de ida e vinda com pressão de dedo firme com musselina de algodão que foi embebida no solvente metil etil cetona (MEK). A esfrega através do revestimento do substrato indicou uma falha do revestimento devido à cura insuficiente. Tanto o revestimento como o pano foram examinados visualmente para qualquer remoção de revestimento.

[074] Determinou-se brilho especular dos revestimentos de acordo com D523, método de teste padronizado para brilho especular usando um medidor de brilho BYK-Gardner.

[075] Determinou-se o teste de deslizamento de chuva de braço giratório de acordo com BSS7393 (Boeing Specification Support Standard, BSS), teste de deslizamento de chuva de braço giratório. Aplicou-se o teste de deslizamento de chuva de braço giratório, método 1 para avaliar a aderência entre revestimentos de revestimento de topo para o primer de epóxi e/ou a aderência do segundo revestimento de topo para o primeiro revestimento e/ou para o primer. Procedimento de aplicação de revestimentos

[076] Alumínio revestido 2024 foi desgastado com esponja de limpeza Scotch-brite, limpo com solvente limpo, tal como MEK, para obter uma superfície limpa. Aspergiu-se sobre uma superfície livre de água um revestimento de tratamento de superfície sem cromato Boegel EAP-9 (obtenível de PPG Aerospace) e se permitiu secar por no mínimo 2 horas em temperatura ambiente. Aplicou-se um primer de epóxi sem cromato, tal como CA7502 (obtenível comercialmente de PPG Industries, Inc.) ou um primer de epóxi de cromato, tal como CA7700 (obtenível comercialmente de PPG Industries, Inc.) sobre a superfície tratada com revestimento e se permitiu curar durante no mínimo 2 horas em toa com espessura de película seca de 0,5 a 1,0 milipolegada. Aplicou-se um revestimento de topo branco misto novo sobre o primer de epóxi com uma espessura de película seca de 1,0 a 2,0 milipolegadas e se permitiu curar por 72 horas em temperatura ambiente, tal como 25°C e umidade relativa de 50%. Depois disso, aplicou-se um revestimento de topo azul misto novo sobre o topo do revestimento de topo branco com uma espessura de película seca de 1,0 a 2,0 milipolegadas. Permitiu-se a cura dos revestimentos por sete dias em temperatura ambiente, tal como 25°C e umidade relativa de 50%, antes de testar as propriedades de revestimento de acordo com os métodos descritos. Aplicação de revestimentos para o teste de deslizamento de chuva em braço giratório

[077] Películas metalizadas de alumínio revestido 2024-T3 com dimensões 3 polegadas x 6 polegadas x 0,063 polegada foram lixadas com esponja de limpeza Scotch-brite, tal como do tipo 7447 de 3M, limpas com solvente limpo, tal como MEK, para obter uma superfície limpa. A ponta de borda dianteira no ponto tangente entre o raio e superfícies planas foi coberta com uma fita adesiva de 1 polegada de largura tal como fita Scotch 232 de 3M. Pulverizou-se um revestimento de tratamento de superfície sem cromato tal como Boegel EAP-9 (obtenível de PPG Aerospace) sobre o cupom e se permitiu secar durante pelo menos 2 horas em temperatura ambiente para se obter uma superfície livre de água. Aplicou-se um primer sem cromato tal como CA7502 (obtenível comercialmente de PPG Industries, Inc.) ou um primer de epóxi de cromato, tal como CA7700 (obtenível comercialmente de PPG Industries, Inc.) sobre a superfície tratada com revestimento e se permitiu curar por pelo menos 2 horas em temperatura ambiente com espessura de película seca de 0,5 a 1,0 milipolegada. Aplicou-se um revestimento de topo branco misto novo sobre o primer de epóxi com uma espessura de película seca de 1,0 a 2,0 milipolegadas e se permitiu curar por 72 horas em temperatura ambiente, tal como 25°C e umidade relativa de 50%. Depois disso, aplicou-se um revestimento de topo azul misto novo sobre o topo do revestimento de topo branco com uma espessura de película seca de 1,0 a 2,0 milipolegadas. Permitiu-se a cura dos revestimentos por sete dias em temperatura ambiente, tal como 25°C e umidade relativa de 50%. Removeu-se a fita adesiva e as películas metalizadas foram imersas em água na temperatura ambiente por 24 horas antes do teste. Até uma hora após remoção da água, as películas metalizadas foram presas por um dispositivo de fixação de braço giratório. Os corpos de prova foram então expostos a aproximadamente 620 km/h (no ponto médio do corpo de prova) com 3 a 4 polegadas/h de spray de água (tamanho de gota de 1 a 4 mm) por 30 minutos. Indicou-se falha quando qualquer revestimento descascou além de 0,25 polegada da borda dianteira dos cupons de teste. Exemplos

[078] Os exemplos seguintes ilustram incorporações exemplares da invenção. Entretanto, os exemplos são providos apenas com propósitos ilustrativos, e não limitam a abrangência da invenção. Salvo se indicado ao contrário, todas as partes e porcentagens nos exemplos seguintes, bem como do começo ao fim do relatório descritivo estão em peso. Matérias-primas para a preparação de pré-polímero de isocianato

[079] DESMODUR N 3300A é diisocianato de hexametileno (HDI) a base de isocianato alifático polifuncional de Bayer e tem as seguintes propriedades: peso por galão de 9,75, teor de sólidos de 100% e teor de isocianato de 21,8%.

[080] PERMAPOL 97-125 é uma resina de poliéster a base de ácido adípico, etileno glicol, hexanodiol, ácido isoftálico e neopentil glicol de PPG Industries, Inc., com as seguintes propriedades: peso por galão de 9,21, teor de sólidos de 100% e índice de hidroxila de 125 mg de KOH/g.

[081] Resina de aderência LTW é uma resina de poliéster a base de ácido adípico, ácido fumárico e octaidro-2,7-metano- 1H-indeno-dimetanol de Evonik Industries. Em vista do relatório público completo do regime de avaliação e notificação do National Industrial Chemicals, Resina de aderência BL 215C, arquivo n° NA/2121, data: 10/5/1995, acredita-se que a resina consiste de 21% de ácido adípico, 13,5% de ácido fumárico e 65,5% de octaidro-2,7-metano-1H- indeno-dimetanol. A resina tem um peso molecular médio numérico de 2.300, teor de sólidos de 60%, peso por galão de 8,76, índice de hidroxila de 30 mg de KOH/g, e índice de acidez de 20~30 mg de KOH/g com base na resina sólida.

[082] VESTAMIN A139 é uma aldimina a base de isobutanal e isoforona diamina de acordo com sua MSDS. Preparação de isocianato para Controle 1

[083] Preparou-se isocianato para experimento de controle 1 misturando 640 partes de DESMODUR N3300A com 160 partes de metil amil cetona e se obteve uma solução com as seguintes propriedades: teor de sólidos de 80,0%, peso por galão de 8,96 libra/galão, e teor de NCO de 17,36%. Preparação de pré-polímero de isocianato para Controle 2

[084] Preparou-se pré-polímero de isocianato para experimento de controle 2 reagindo DESMODUR N3300A com uma resina-padrão de poliéster PERMAPOL 97-125 em temperatura elevada. Num balão de 1 L purgado com nitrogênio equipado com uma manta térmica controlada por par termoelétrico, condensador e lâmina de agitação, adicionaram-se 522 partes de DESMODUR N3300A, 118 partes de PERMAPOL 97-125 e 160 partes de metil amil cetona. A reação foi aquecida a 85°C e mantida por 3 horas. No término da reação, obteve-se uma solução transparente de pré-polímero de isocianato com as seguintes propriedades: material não volátil de 80,0%, peso por galão de 8,91 libra/galão, e teor de NCO de 12,81%. Preparação de isocianato para Controle 3

[085] O isocianato para experimento de controle 3 foi uma mistura física de DESMODUR N3300A, resina de aderência LTW e solvente em temperatura ambiente tal como recomendado pelo boletim de dados tecnológicos do fornecedor, adicionando aos revestimentos a formulação tal como fornecida. Ela foi preparada misturando 557 partes de DESMODUR N3300A, 139 partes de resina de aderência LTW e 104 partes de metil amil cetona. Ela foi usada imediatamente misturando com VESTAMIN A139 e concentrados de pigmentos e pulverizadas sem tempo de indução. Preparação de pré-polímero de isocianato para o Exemplo 1

[086] Preparou-se o pré-polímero de isocianato para o Exemplo 1 reagindo DESMODUR N3300A com a resina de aderência LTW em temperatura elevada. Resultados experimentais indicaram que a resina de aderência LTW não foi compatível com DESMODUR N3300A quando misturada em temperatura ambiente. Portanto, a resina de aderência LTW foi misturada com o isocianato e cozida em temperatura elevada para obter uma solução de pré-polímero de isocianato, de acordo com o seguinte procedimento. Num balão de 1 L purgado com nitrogênio equipado com uma manta térmica controlada por par termoelétrico, condensador e lâmina de agitação, adicionaram- se cerca de 557 partes de DESMODUR N3300A, cerca de 139 partes de resina de aderência LTW e cerca de 104 partes de metil amil cetona. A reação foi aquecida a 85°C e mantida por 3 horas. No término da reação, obteve-se uma solução transparente de pré-polímero de isocianato com as seguintes propriedades: material não volátil de 80,0%, peso por galão de 9,05 libra/galão, e teor de NCO de 14,71%. Preparou-se o Pré-polímero 1 com 13% em peso da resina de poliéster e 87% em peso de isocianato com base no peso sólido do pré- polímero, a razão de equivalente de isocianato para equivalente de hidroxila foi de 65,6/1,0. Tabela 1: Composição do pré-polímero de isocianato para Controles 1, 2, e 3 e para o Exemplo 1

Preparação de concentrados de pigmentos

[087] Prepararam-se os concentrados de pigmento branco e azul usados nos exemplos usando lâminas de dispersão Cowles de alta velocidade com as quantidades de ingredientes resumidas na Tabela 2. Preparação de concentrado de pigmento branco

[088] Numa lata de quarto carregaram-se 247,5 partes de metil amil cetona e 40,7 partes de agente de dispersão SOLSPERSE. O misturador foi acionado em misturação de baixa velocidade e preparou uma solução transparente. Lentamente, carregaram-se 641,8 partes de Ti-Pure R-706 e se ajustou adequadamente a velocidade de dispersão para um bom vórtice que indicou boa dispersão. Dispersou-se a mistura em torno de 2000 rpm por 30 minutos e se permitiu resfriar até temperatura ambiente. Depois, carregaram-se 70 partes de metil propil cetona na mistura. Passou-se a mistura através de um moinho Premium de 2 L até se atingir uma moído 7 vezes mais fino. Depois disso, obteve-se uma dispersão estável de pigmento branco com as seguintes propriedades: peso por galão de 14,11 libra/galão e teor de sólidos de 68,26%. Preparação de concentrado de pigmento azul

[089] Numa lata de quarto carregaram-se 495,8 partes de metil amil cetona e 39,5 partes de agente de dispersão SOLSPERSE. O misturador foi acionado em misturação de baixa velocidade e preparou uma solução transparente. Nesse ínterim, foram pré-misturadas 1,8 partes de BENTONE SD-2 e 7,1 partes de xileno num recipiente separado e transferidos para a lata de quarto após formar um gel. Lentamente, carregaram-se 73,6 partes de Ti-Pure R-706, 20,7 partes de Amarelo 2GLMA IRGACOLOR, 2,1 partes de negro de fumo RAVEN 14, 127,3 partes de Azul 6700F HELIOGEN, e 27,2 partes Vermelho B NRT-742-T CINQUASIA. Ajustou-se adequadamente a velocidade de dispersão para um bom vórtice que indicou boa dispersão. Dispersou-se a mistura em torno de 2000 rpm por 30 minutos e se permitiu resfriar até temperatura ambiente. Depois, carregaram-se 70 partes de metil propil cetona na mistura. Passou-se a mistura através de um moinho Premium de 2 L até se atingir uma moído 7 vezes mais fino. Depois disso, obteve-se uma dispersão estável de pigmento azul com as seguintes propriedades: peso por galão de 8,13 libra/galão e teor de sólidos de 29,22%. Tabela 2: Composição para a preparação de concentrados de pigmentos branco e azul

1Aditivo de reologia de Elementis Specialties 2 Agente de dispersão de Lubrizol 3 Pigmento branco de DuPont 4 Pigmento de BASF 5 Pigmento de Columbian Chemical Corporation 6 Pigmento de BASF 7 Pigmento de Clariant. Preparação de revestimentos

[090] Prepararam-se revestimentos misturando a quantidade especificada de pré-polímero de isocianato, VESTAMIN A139 e os concentrados de pigmentos branco e azul identificados na Tabela 3. Imediatamente após a misturação (nenhum tempo de indução) os revestimentos foram aspergidos. Em cada caso, aplicou-se o revestimento branco sobre primer sem cromato CA7502 com uma espessura de película seca de 1,5 milipolegadas e se curou por 72 horas em temperatura ambiente, tal como 25°C e umidade relativa de 50%. Depois, aplicou-se a mistura de revestimento azul nova sobre o topo do revestimento branco com uma espessura de película seca de 1,5 milipolegadas. Permitiu-se ainda a cura do sistema de revestimento por sete dias em temperatura ambiente antes do teste. Os resultados de viscosidade em limite de armazenamento e de tempo de secagem estão listados na Tabela 4 e as propriedades de revestimento do sistema estão listadas na Tabela 5. Tabela 3: Composição de revestimento e propriedades para Controles e Exemplo 1

Tabela 4: Viscosidade em limite de armazenamento e tempo de secagem do revestimento branco

1Medem-se viscosidades de mistura de revestimento em segundos por copo de Zahn assinatura #2 a 25°C. A viscosidade inicial foi a viscosidade medida do material imediatamente após misturação. A viscosidade de 4 horas foi a viscosidade do material 4 horas após a misturação inicial. Tabela 5: Propriedades dos sistemas de revestimentos

[091] Os resultados na Tabela 5 mostram que o sistema de revestimento de topo do Controle 1, que consistiu de poliisocianato e aldimina falhou no teste de deslizamento de chuva de braço giratório que aconteceu entre o primer e revestimento de topo branco. O revestimento de topo do Controle 2, que consistiu de pré-polímero de isocianato e aldimina falhou também no teste de deslizamento de chuva de braço giratório, entretanto, a falha de aderência aconteceu entre o revestimento de topo azul e revestimento de topo branco. O revestimento de topo de Controle 3, que consistiu de pré-polímero de isocianato, poliéster poliol de resina de aderência e aldimina falhou no teste de deslizamento de chuva de braço giratório com falha de aderência entre o primer e o revestimento de topo branco. O Exemplo 1 teve excelente aderência entre revestimentos de janela de revestimento de 72 horas quando testado por teste de deslizamento de chuva de braço giratório. Além disso, o revestimento curado teve boa resistência a MEK, dureza de lápis, bom brilho e excelente resistência a SKYDROL. Preparação de pré-polímeros com funcionalidade isocianato 2-8

[092] Nos exemplos seguintes, prepararam-se pré-polímeros com funcionalidade isocianato compreendendo diferentes quantidades de poliéster poliol contendo triciclo-decano. A composição para a preparação de cada pré-polímero está listada na Tabela 6. Os pré-polímeros foram preparados com o mesmo procedimento do Exemplo 1.

[093] Preparou-se o Pré-polímero 2 com 5% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo-decano e 95% em peso de isocianato, com base no peso total de sólidos, a razão de equivalente de isocianato para equivalente de hidroxila foi de 185,2/1,0. Preparou-se o Pré-polímero 3 com 20% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo-decano e 80% em peso de isocianato, com base no peso total de sólidos, a razão de equivalente de isocianato para equivalente de hidroxila foi de 38,8/1,0. Preparou-se o Pré-polímero 4 com 30% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo- decano e 70% em peso de isocianato, com base no peso total de sólidos, a razão de equivalente de isocianato para equivalente de hidroxila foi de 22,6/1,0. Preparou-se o Pré- polímero 5 com 40% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo-decano e 60% em peso de isocianato, com base no peso total de sólidos, a razão de equivalente de isocianato para equivalente de hidroxila foi de 14,5/1,0. Preparou-se o Pré-polímero 6 com 50% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo-decano e 50% em peso de isocianato, com base no peso total de sólidos, a razão de equivalente de isocianato para equivalente de hidroxila foi de 9,7/1,0. Preparou-se o Pré-polímero 7 com 60% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo-decano e 40% em peso de isocianato, com base no peso total de sólidos, a razão de equivalente de isocianato para equivalente de hidroxila foi de 6,5/1,0. Preparou-se o Pré-polímero 8 com 70% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo- decano e 30% em peso de isocianato, com base no peso total de sólidos, a razão de equivalente de isocianato para equivalente de hidroxila foi de 4,15/1,0. No Exemplo 7, o pré-polímero tinha viscosidade muito elevada e gelificou na lata em uma semana. No Exemplo 8, a reação gelificou em chaleira. Tabela 6: Composição e propriedades de pré-polímeros de isocianato

Preparação de Exemplos de revestimentos 2, 3, 4 e 5

[094] Formularam-se revestimentos com o mesmo procedimento do Exemplo de revestimento 1, misturando as quantidades de pré-polímero, aldimina e os concentrados de pigmentos azul ou branco especificadas na Tabela 7. Em cada caso eles foram aspergidos imediatamente após a misturação, sem tempo de indução. Aplicou-se o revestimento de topo branco sobre primer sem cromato CA7502 com uma espessura de película seca de 1,5 milipolegadas e se curou por 72 horas em temperatura ambiente, tal como 25°C e umidade relativa de 50%. Depois, aplicou-se a mistura de revestimento azul nova sobre o revestimento de topo branco com uma espessura de película seca de 1,5 milipolegadas. Permitiu-se ainda a cura do sistema de revestimento por sete dias em temperatura ambiente antes do teste. Os revestimentos de Exemplos 2, 3, 4 e 5 com razão de isocianato para razão equivalente de hidrogênio de amina de 2,2/1,0, com as composições listadas na Tabela 7 e os resultados de propriedades de revestimentos listados na Tabela 8. Nesse ínterim, formularam-se Exemplos de revestimentos 6 e 7 com razão de isocianato para razão equivalente de hidrogênio de amina de aproximadamente 1,5/1,0, com as composições listadas na Tabela 9 e os resultados de propriedades de revestimentos listados na Tabela 10. Tabela 7: Composição para revestimentos de topo branco e azul

Tabela 8: Propriedades do sistema de revestimentos de Exemplos

[095] Formulou-se o revestimento de Exemplo 2 com um pré- polímero com funcionalidade isocianato contendo 5% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo-decano. O tempo sem pegajosidade foi de 45 minutos e tempo de seco para fita foi de 2 horas. Ele foi mais lento que o tempo de secagem do revestimento de Exemplo 1, que tinha 13% de resina de poliéster poliol DICIDOL, mas foi mais rápido que aquele do revestimento de Controle 1, que não tinha nenhuma resina de poliéster. O revestimento tinha alto brilho, e tinha excelente resistência química e excelente resistência a SKYDROL. Entretanto, o exemplo de revestimento falhou no teste de deslizamento de chuva de braço giratório com a falha de aderência tendo acontecido entre o revestimento de topo branco e o revestimento de topo azul.

[096] Formulou-se o revestimento de Exemplo 3 com um pré- polímero com funcionalidade isocianato contendo 20% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo-decano. O tempo sem pegajosidade foi de 30 minutos e tempo de seco para fita foi de 1,5 horas. O revestimento tinha alto brilho, e tinha excelente resistência química e excelente resistência a SKYDROL. Ele apresentou excelente aderência entre revestimentos com uma janela de revestimento de 72 horas.

[097] Formulou-se o revestimento de Exemplo 4 com um pré- polímero com funcionalidade isocianato contendo 30% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo-decano. O tempo sem pegajosidade foi de 30 minutos e tempo de seco para fita foi de 1,0 hora, que foram mais rápidos que o revestimento de Exemplo 3. O revestimento tinha excelente resistência química e excelente resistência a SKYDROL. Ele apresentou excelente aderência entre revestimentos com uma janela de revestimento de 72 horas.

[098] Formulou-se o revestimento de Exemplo 5 com um pré- polímero com funcionalidade isocianato contendo 40% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo-decano. O tempo sem pegajosidade foi de 30 minutos e tempo de seco para fita foi de 1,0 hora, que foram mais rápidos que o revestimento de Exemplo 3. O revestimento tinha excelente resistência química e excelente resistência a SKYDROL. Ele apresentou excelente aderência entre revestimentos com uma janela de revestimento de 72 horas. Exemplos 6 e 7: Sistemas de revestimento com pré-polímeros 3 e 5

[099] Formularam-se revestimentos branco e azul misturando os ingredientes e quantidades listadas na Tabela 9. Em cada caso, aplicou-se o revestimento de topo branco sobre primer sem cromato CA7502 com uma espessura de película seca de 1,5 milipolegadas e se curou por 72 horas em temperatura ambiente. Depois, aplicou-se o revestimento de topo azul sobre o revestimento de topo branco com uma espessura de película seca de 1,5 milipolegadas. As propriedades de revestimentos estão relatadas na Tabela 10. Tabela 9: Composição para revestimentos branco e azul

Tabela 10: Propriedades de sistema de revestimento de exemplo

[100] Formulou-se o revestimento de Exemplo 6 com um pré- polímero com funcionalidade isocianato contendo 20% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo-decano. O tempo sem pegajosidade foi de 30 minutos e tempo de seco para fita foi de 1,5 horas, que foram os mesmos do revestimento de Exemplo 3. O revestimento tinha brilho elevado, e tinha excelente resistência química e excelente resistência a SKYDROL. Ele apresentou excelente aderência entre revestimentos após uma janela de revestimento de 72 horas. [101] Formulou-se o revestimento de Exemplo 7 com um pré- polímero com funcionalidade isocianato contendo 40% em peso de resina de poliéster poliol contendo triciclo-decano. O tempo sem pegajosidade foi de 30 minutos e tempo de seco para fita foi de 1,0 hora, que foram os mesmos do revestimento de Exemplo 5. O revestimento tinha excelente resistência química e excelente resistência a SKYDROL. Ele apresentou excelente aderência entre revestimentos após uma janela de revestimento de 72 horas. [102] Os Exemplos 6 e 7 de revestimentos foram formulados com razão de isocianato para razão equivalente de hidrogênio de amina de 1,5/1,0. Quando comparados com os Exemplos 3 e 5, que tinham uma razão de isocianato para razão equivalente de hidrogênio de amina de 2,2/1,0, não houve mudança significativa em propriedades tais como dureza de lápis, resistência a MEK, resistência a SKYDROL e na aderência entre revestimentos após uma janela de revestimento de 72 horas. [103] Embora tenham sido descritas acima incorporações particulares desta invenção com propósitos de ilustração, tornar-se-á evidente para aqueles habilitados na técnica que podem ser feitas numerosas variações dos detalhes da presente invenção sem se afastar da invenção tal como definida nas reivindicações abaixo.

Claims (16)

1. Composição de revestimento, caracterizada pelo fato de compreender: (a) um pré-polímero com funcionalidade isocianato compreendendo um produto de reação de reagentes compreendendo: (I) um poliisocianato; e (II) poliéster poliol contendo tri-ciclo-decano; e (b) um agente de cura de amina bloqueada, Sendo que os reagentes usados para fazer o prepolímero com funcionalidade isocianato são usados em quantidades relativas, de modo que a razão equivalente de NOC:OH seja de 10:1 a não mais que 150:1.

2. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o pré-polímero com funcionalidade isocianato ter um peso molecular médio ponderal de não mais que 20.000 a não mais que 50.000.

3. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o poliéster poliol contendo tri-ciclo-decano derivar de um ácido componente e um álcool componente, e o poliol contendo tri-ciclo-decano estar presente no álcool componente numa quantidade de 10 por cento em peso a não mais que 90 por cento em peso, com base no peso total do álcool componente.

4. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de o poliol contendo tri-ciclo- decano estar presente no álcool componente numa quantidade de 30 por cento em peso a não mais que 99 por cento em peso, com base no peso total do álcool componente.

5. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o poliéster poliol contendo tri-ciclo-decano estar presente numa quantidade de 90 por cento em peso a não mais que 99 por cento em peso, com base no peso total dos polióis reagidos com o poliisocianato para preparar o pré-polímero com funcionalidade isocianato.

6. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o poliéster poliol contendo tri-ciclo-decano ser usado numa quantidade de 10 a 95 por cento em peso, com base no peso total do pré-polímero com funcionalidade isocianato.

7. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de o poliéster poliol contendo tri-ciclo-decano ser usado numa quantidade de 40 a 95 por cento em peso, com base no peso total do pré-polímero com funcionalidade isocianato.

8. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a razão equivalente de NCO:OH ser de 20:1 a a 150:1.

9. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a razão equivalente de NCO:OH ser de 20:1 a 100:1.

10. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o agente de cura de amina bloqueada compreender uma aldimina.

11. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a razão de equivalentes de grupos isocianato na composição para equivalentes de grupos funcionais de agente de cura estar na faixa de 1 a 3:1.

12. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ser livre de compostos com funcionalidade hidroxila.

13. Método para usar a composição de revestimento conforme definida pela reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender aplicar a composição numa superfície tendo um revestimento pré-existente depositado sobre a mesma.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o revestimento pré-existente ter estado sobre a superfície por pelo menos 72 horas.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o revestimento pré-existente compreender um poliuretano.

16. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda aplicar um segundo revestimento em pelo menos uma porção da superfície revestida com a composição de revestimento conforme definida pela reivindicação 1.