BR112015014563B1

BR112015014563B1 - Composição de revestimento 2k, método de preparação de composição de revestimento, kit da composição 2k, e uso da composição de revestimento

Info

Publication number: BR112015014563B1
Application number: BR112015014563-9A
Authority: BR
Inventors: Junbiao Lu
Original assignee: Akzo Nobel Coatings International B.V.
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2021-08-03
Also published as: RU2674057C2; US20150329727A1; TW201431986A; BR112015014563A2; KR102220245B1; EP2938753A1; WO2014102166A9; MX2015008239A; EP2938753B1; TWI633162B; WO2014102166A1; RU2015129545A; HK1215876A1; KR20150102035A

Abstract

composição de revestimento 2k; método de preparação de composição de revestimento; kit da composição 2k; uso da composição de revestimento; e substrato revestido a presente invenção fornece uma composição de revestimento e seu método de preparação e uso. a composição de revestimento compreende um primeiro componente que contém uma mistura de silanos que possui a fórmula r1n-si-(or2) 4-n, em que r1 é selecionado a partir de alquila substituído e não substituído, cicloalquila substituído e não substituído, heterocicloalquila substituído e não substituído, arila substituído e não substituído, heteroarila substituído e não substituído, alquiltio substituído e não substituído, alquilamino substituído e não substituído, perfluoroalquila substituído e não substituído e haleto de alquila substituído e não substituído, com 1 a 15 átomos de carbono, r2 é alquila c1-c3, n=0-4 e n, em média, é de não mais de 1 e não menos de 0,54; um segundo componente que contém uma dispersão aquosa de nanopartículas funcionalizadas cujos grupos funcionais são capazes de condensação com grupos hidroxila; e um catalisador de ácido orgânico e/ou inorgânico. a composição é capaz de formar um revestimento com alta dureza, alta resistência a arranhões, boa resistência a impacto térmico, inércia a ácido e manchas, transparência para uv e excelente adesão a substratos, como metal e vidro.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a composições utilizadas para a formação de revestimento similar a vidro sobre substratos, por meio de hidrólise e reações de condensação de organoalcoxissilanos, bem como seu método de preparação e uso.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O processo de sol-gel é uma técnica química úmida utilizada para a fabricação de materiais vítreos e de cerâmica. Neste processo, sol (ou solução) evolui gradualmente para a formação de uma rede similar a gel que contém uma fase líquida e uma fase sólida. Alcoxissilanos são precursores químicos ideais para a síntese de sol-gel porque reagem facilmente com água. A reação é denominada hidrólise porque uma porção hidroxila é ligada ao átomo de silício conforme segue:

[003] Dependendo da quantidade de água e de catalisador presente, a hidrólise pode proceder até a conclusão para que todos os grupos OR sejam substituídos por grupos OH, conforme segue:

[004] Esta hidrólise completa de alcoxissilanos geralmente requer um excesso de água e/ou a presença de catalisadores de hidrólise tais como ácido acético ou ácido clorídrico etc. Substâncias intermediárias [(OR)2-Si-(OH)2] ou [(OR)3-Si-(OH)] podem resultar de reações de hidrólise parciais. Além disso, duas moléculas parcialmente hidrolisadas podem ligar-se em uma reação de condensação para formar uma ligação de siloxano [Si-O-Si]:

ou:

[005] Os siloxanos resultantes podem sofrer mais hidrólise e reações de condensação, gerando polímeros e a formação de uma rede mono, bi ou tridimensional de ligações siloxano [Si-O-Sisiloxanas acompanhadas pela produção de substâncias H-O-H e R-O-H.

[006] Com base na tecnologia de sol-gel mencionada acima, alcoxissilanos vêm sendo utilizados amplamente como agentes de acoplamento na indústria de revestimentos. Recentemente, foi relatada uma nova aplicação de alcoxissilanos em revestimentos. Neste documento, os alcoxissilanos são utilizados para alcançar boa proteção de substrato. Estas aplicações concentraram-se principalmente na hibridização de materiais orgânicos com materiais inorgânicos.

[007] GB 2444053 A descreveu resinas híbridas curáveis por UV com base em um silano com grupos de funcionalidade curáveis por UV e resina curável por UV. Foram relatadas alta dureza e boa adesão do revestimento resultante, mas a compatibilidade das resinas híbridas curáveis por UV com resinas tradicionais e a aparência de produtos finais ainda necessitam ser aprimoradas.

[008] CN 102241939 A descreveu que a polimerização de silanos hidrolisados resultou em revestimento muito resistente com desempenho antinévoa, mas a ausência de grupos funcionais sobre os silanos reduziu a adesão do produto final ao substrato e a uniformidade e a aparência do revestimento resultante estavam imperfeitas.

[009] IN620/DEL/2010 descreveu uma composição aprimorada para revestir superfícies metálicas por meio de hidrólise e condensação de metiltrietoxissilano (MTES) e tetraetoxissilano (TEOS) em um longo tempo de reação e finalmente cura sob alta temperatura. US 2010/0143600 A1 também descreveu que oligômero de óxido de silício resultante de MTES e TEOS pode gerar um revestimento resistente (acima de 8H sobre vidro). Nas duas referências, o grupo metila de silano age como a porção orgânica durante a hibridização. O valor comercial das duas patentes é bastante limitado devido à alta temperatura de cura necessária e porque se observou baixa adesão do revestimento ao substrato.

[010] Portanto, é desejado um revestimento de sol-gel inovador, no qual é obtido revestimento híbrido que é uniforme, especialmente em nível nanoscópico.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[011] A presente invenção fornece uma composição de revestimento capaz de formar um revestimento com alta dureza, alta resistência contra arranhões, boa resistência a impactos térmicos, inércia a ácido e manchas, transparência a UV e excelente adesão a substratos, como metal e vidro, bem como seu método de preparação e uso.

[012] Segundo um aspecto da presente invenção, é fornecida uma composição de revestimento de dois componentes (2K). A composição de revestimento compreende: - um primeiro componente que contém:- uma mistura de silanos que possui a fórmula (I):

em que R1 é selecionado a partir de alquila substituído e não substituído, cicloalquila substituído e não substituído, heterocicloalquila substituído e não substituído, arila substituído e não substituído, heteroarila substituído e não substituído, alquiltio substituído e não substituído, alquilamino substituído e não substituído, perfluoroalquila substituído e não substituído e haleto de alquila substituído e não substituído; preferencialmente, R1 é selecionado a partir de alquila substituído e não substituído, cicloalquila substituído e não substituído e heterocicloalquila substituído e não substituído, em que alquila e cicloalquila substituídos são preferencialmente substituídos por um ou mais grupos acriloíla, grupos metacriloíla, grupos vinil éter ou grupos vinil éster; em que R1 possui 1-15 átomos de carbono, preferencialmente 1-8 átomos de carbono e, de maior preferência, 1-5 átomos de carbono, R2 é alquila C1-C3, n=0,4 e n, em média, é de não mais de 1, preferencialmente não mais de 0,90, de maior preferência não mais de 0,85 e, de preferência superior, não mais de 0,80, enquanto n, em média, é de não menos de 0,54, preferencialmente não menos de 0,60, de maior preferência não menos de 0,65 e, de preferência superior, não menos de 0,70;- um ou mais solventes opcionais; e- um ou mais aditivos opcionais.

[013] Um segundo componente contém: - uma dispersão aquosa de nanopartículas funcionalizadas em que os grupos funcionais são capazes de condensar-se com grupos hidroxila de um ou mais dos silanos no primeiro componente;- um ácido orgânico e/ou inorgânico opcional ou catalisador base;- um ou mais solventes opcionais; e- um ou mais aditivos opcionais.

[014] A quantidade do primeiro componente é de não menos de 7 por cento em peso (% em peso), preferencialmente não menos de 20% em peso, de maior preferência não menos de 30% em peso com base no peso total da composição e, enquanto isso, a quantidade do primeiro componente é de não menos de 70% em peso, preferencialmente não mais de 65% em peso e, de maior preferência, não mais de 61% em peso com base no peso total da composição.

[015] A quantidade do segundo componente é de não menos de 30% em peso, preferencialmente não menos de 35% em peso e, de maior preferência, não menos de 39% em peso com base no peso total da composição e, enquanto isso, a quantidade do segundo componente é de não mais de 93% em peso, preferencialmente não mais de 80% em peso e, de maior preferência, não mais de 70% em peso com base no peso total da composição. O total dos primeiro e segundo componentes é de 100% em peso.

[016] Da forma utilizada neste documento, a expressão “revestimento 2K” significa um produto de revestimento de dois componentes que se encontra na forma de dois componentes separados que normalmente necessitam ser misturados pouco antes da aplicação do revestimento. A expressão refere-se a “revestimento 1K”, o que significa um revestimento que inclui apenas um único componente. Especificamente, a composição de revestimento 2K de acordo com a presente invenção é fornecida na forma de dois componentes separados, ou seja, os mencionados primeiro e segundo componentes não são misturados entre si até a aplicação da composição. Desta forma, vida útil longa desejável da composição de revestimento pode ser combinada com alta taxa de cura, como será discutido em detalhes abaixo.

[017] A dispersão aquosa de nanopartículas funcionalizadas adequadas para uso na presente invenção é tipicamente selecionada, mas sem limitações, a partir de dióxido de silício em sistema de dispersão de água, dióxido de titânio em sistema de dispersão de água ou sua mistura. A concentração ou teor de sólidos dessa dispersão pode variar dependendo do material específico utilizado na dispersão. Por exemplo, no caso de uma dispersão aquosa de nanopartículas de dióxido de silício, o teor de sólidos da dispersão normalmente é de não mais de 80% em peso com base no peso total da dispersão; no caso de dispersão aquosa de nanopartículas de dióxido de titânio, o teor de sólidos da dispersão normalmente é de não mais de 60% em peso com base no peso total da dispersão; e, consequentemente, no caso de dispersão aquosa de nanopartículas misturadas de dióxido de silício e dióxido de titânio, o limite superior do teor de sólidos da dispersão é normalmente de 30% em peso a 50% em peso com base no peso total da dispersão. Além disso, o técnico comum no assunto compreenderia que essa dispersão aquosa poderia também conter aditivos adicionais, como ácidos ou bases, para manter um sistema de dispersão estável.

[018] A química da composição de revestimento é baseada na hidrólise e reações de condensação de uma mistura de organoalcoxissilanos e alcoxissilanos. A hidrólise de organoalcoxissilanos e alcoxissilanos é uma reação espontânea. Quando na presença de excesso de água e catalisador, se necessário, os grupos alcóxi de organoalcoxissilanos e alcoxissilanos tendem a ser substituídos por grupos hidroxila. Consequentemente, silanóis são obtidos após hidrólise. Os grupos de funcionalidade hidroxila livre sobre os silanóis obtidos são muito reativos e capazes de condensação mesmo sob baixas temperaturas. Isso ocorre porque a desidratação entre dois grupos hidroxila forma uma ligação siloxano firme (-Si-O-Si-). Na presente invenção, a água existente na dispersão aquosa de nanopartículas funcionalizadas é normalmente suficiente para conduzir a reação de hidrólise e, neste caso, não é necessário adicionar mais água à composição. Caso a dispersão aquosa não contenha água suficiente para a condução da reação de hidrólise, todavia, será necessária a adição de mais água ao segundo componente da composição. Neste caso, o técnico comum no assunto compreenderá que a quantidade da água adicional necessária pode ser facilmente determinada de acordo com a quantidade de organoalcoxissilanos e alcoxissilanos contidos no primeiro componente da composição.

[019] Segundo a presente invenção, descobriu-se que uma das medidas importantes tomadas para essa tecnologia é o controle de reação dos materiais de partida e intermediários. Prefere-se que a hidrólise seja tão rápida e completa quanto possível no sistema e a reação de condensação é mantida até a aplicação real da composição de revestimento. Em outras palavras, os ingredientes do primeiro componente da composição de revestimento, ou seja, os alcoxissilanos, são preferencialmente selecionados para permitir uma hidrólise rápida e completa quando em contato com água, enquanto eles preferencialmente não se condensam entre si antes da conclusão da hidrólise. Desta maneira, a composição 2K permanece estável quando ela é armazenada e não está em uso, exibe hidrólise rápida e eficiente e condensação subsequente quando os primeiro e segundo componentes da composição são misturados entre si. Além disso, materiais de partida são preferencialmente utilizados para a fabricação do revestimento híbrido orgânico e inorgânico, os quais são disponíveis comercialmente, como alcoxissilanos organofuncionais e/ou alcoxissilanos (não funcionais), que são amplamente utilizados como agentes de acoplamento em polímeros reforçados por fibra.

[020] A hidrólise pode ser catalisada por ácidos inorgânicos ou ácidos orgânicos, ou bases. Os mencionados ácidos inorgânicos incluem, por exemplo, HCl, H2SO4, H3PO4, HNO3 etc. Os mencionados ácidos orgânicos incluem, por exemplo, ácido fórmico, ácido acético, ácido benzoico, ácido láctico, ácido algínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido succínico e ácido tartárico. As mencionadas bases incluem, por exemplo, NaOH, KOH e amônia. A condensação pode ser acelerada por muitos fatores como os catalisadores relacionados acima, temperatura elevada etc.

[021] Descobriu-se que as composições de revestimento de acordo com a presente invenção são particularmente adequadas para fornecer revestimento com alta densidade de retícula. Para alcançar esse efeito, o grau médio de funcionalidade dos silanos, ou seja, o número médio de grupos OR hidrolisáveis por molécula de silano, deve ser selecionado corretamente. Por exemplo, no caso de tetra- alcoxissilano com quatro grupos OR hidrolisáveis, ele forma quatro grupos Si-OH mediante a conclusão da hidrólise e permite a formação de uma rede tridimensional firme de porções de siloxano [-Si-O-Si-] mediante condensação. No caso de um alcoxissilano com dois ou menos grupos OR hidrolisáveis, ele forma dois ou menos grupos Si-OH por molécula mediante hidrólise e forma apenas uma cadeia de siloxanos na forma de ligações -O-[-Si-O-]n-Si- mediante condensação. Portanto, a densidade de retícula do produto resultante é correlacionada ao grau de funcionalidade de silano e, quanto mais alto o grau de funcionalidade do silano, mais alta será a densidade de retícula do revestimento formado relevante sob a mesma condição de cura.

[022] Descobriu-se que muitas propriedades de um revestimento, como resistência a manchas e resistência a arranhões, exibem relação com a densidade reticulada do revestimento. Geralmente, grau mais alto de densidade de retícula gerou boa resistência a manchas, resistência a arranhões, resistência ao desgaste etc., enquanto densidade de retícula com grau inferior resultou em flexibilidade superior. Também se descobriu que densidade de retícula superior implica em menor espaço de volume livre para grupos orgânicos que são ligados a átomos de silício. Portanto, a densidade de retícula necessita ser cuidadosamente equilibrada, pois densidade de retícula alta demais gera baixa flexibilidade.

[023] Descobriu-se que os sistemas 2K de acordo com a presente invenção fornecem uma plataforma muito útil, a partir da qual podem ser preparadas composições de revestimento com diferentes desempenhos, por exemplo, por meio de sintonia fina do grau de funcionalidade dos silanos para controlar a densidade de retícula do revestimento resultante. Segundo a presente invenção, o grau efetivo de funcionalidade de silanos é ajustado e sintonizado, com base nas propriedades desejadas do revestimento. Especificamente, diferentes silanos com números de grupo OR hidrolisável variáveis são misturados entre si para que os silanos sejam capazes de formar uma rede tridimensional firme de ligações siloxano [-Si-O-Si-] que forneça desempenhos desejados, como resistência a arranhões, flexibilidade, dureza etc., enquanto não ocorrem rachaduras no revestimento resultante.

[024] Mais especificamente, no caso em que a composição de acordo com a presente invenção contém uma mistura de silanos, cada qual com um número diferente de números de grupo OR hidrolisável, o grau médio de funcionalidade é calculado de maneira normal, a qual é elucidada pela fórmula genérica a seguir para os silanos A, B e C:

em que n é a quantidade molar e f é o número de grupos OR por molécula de cada silano A, B e C.

[025] Em uma das realizações da presente invenção, a mistura de silanos da fórmula (I) possui grau médio de funcionalidade (ou número de grupos OR) de 3 a 3,46 por silício, ou seja, o grau efetivo de funcionalidade de silanos está dentro da faixa de 3-3,46. Especificamente, o grau efetivo de funcionalidade de silanos é de não menos de 3, preferencialmente não menos de 3,1, de maior preferência não menos de 3,15 e, de preferência superior não menos de 3,20; enquanto isso, o grau efetivo de funcionalidade de silanos é de não mais de 3,46, preferencialmente não mais de 3,40, de maior preferência não mais de 3,35 e, de preferência superior, não mais de 3,30. Dentro das faixas preferidas de grau efetivo de funcionalidade, descobriu-se que o revestimento resultante exibe excelente resistência contra arranhões e outras propriedades.

[026] Na composição de revestimento de acordo com a presente invenção, descobriu-se que nanopartículas funcionalizadas com grupos funcionais que são capazes de condensação com grupos hidroxila desempenham papel muito importante durante a formação de revestimento. Descobriu-se que a interface entre essas nanopartículas e a matriz da composição de revestimento de acordo com a presente invenção (que consiste principalmente de silanos reticulados) cria um caminho muito bom para a difusão de moléculas de água e álcool para fora da composição durante o processo de cura, o que resulta em número reduzido de lacunas no revestimento curado. Consequentemente, foi obtida alta qualidade de revestimento resultante. As nanopartículas são funcionalizadas por grupos capazes de condensação com grupos hidroxila, pois elas necessitam ligar-se à matriz do revestimento. Acredita-se que esta seja uma das razões para que os revestimentos resultantes da presente invenção possuam resistência tão boa contra arranhões.

[027] Em uma das realizações da presenteinvenção, as nanopartículas utilizadas na composição de acordo com a presente invenção são nanopartículas funcionalizadas com grupos hidroxila, carboxila, amino, epóxi e/ou aldeído. De maior preferência, as nanopartículas são funcionalizadas com grupo hidroxila. As nanopartículas aplicáveis na composição de acordo com a presente invenção podem ser elaboradas com materiais selecionados, por exemplo, a partir de sílica, alumina, zircônia (dióxido de zircônio), óxido de zinco e dióxido de titânio. Além disso, o material das nanopartículas utilizado na composição de acordo com a presente invenção é preferencialmente fornecido na forma de dispersão aquosa.

[028] Da forma utilizada no presente, o termo “nanopartículas” designa partículas ultrafinas com tamanho de não mais de 100 nanômetros. Preferencialmente, o tamanho de partícula de nanopartículas utilizadas na presente invenção é de não mais de 50 nanômetros e, de maior preferência, não mais de 30 nanômetros. Na prática, o tamanho de partícula pode ser determinado com base em medições da distribuição de tamanhos de partículas utilizadas convencionalmente na técnica, como análise de peneira, análise de elutriação do ar, métodos de contagem óptica, fotoanálise, métodos de contagem de resistência elétrica, técnicas de sedimentação, espectroscopia acústica ou métodos de espectroscopia de atenuação ultrassônica, medições de emissões de poluição do ar e métodos de difração a laser. Mais especificamente, o tamanho de partícula mencionado acima destina-se a ser o tamanho médio de partícula D50, conforme determinado por meio de difração a laser.

[029] De acordo com a presente invenção, acomposição de revestimento 2K é fornecida na forma de dois componentes separados, em que o primeiro componente não é misturado com o segundo componente até a aplicação da composição de revestimento 2K. Isso ajuda a evitar que os dois componentes reajam entre si até serem misturados para aplicação da composição de revestimento. Especificamente, ao separar o primeiro componente do segundo componente, evita-se a ocorrência da reação de hidrólise e da reação de condensação dos organoalcoxissilanos. Observou-se que, caso ocorra uma reação de condensação inicial (antes da aplicação da composição sobre um substrato), o desempenho do revestimento final obtido é reduzido. Tempo longo demais entre a hidrólise e a aplicação da composição de revestimento (a mistura dos dois componentes 2K) resultará na formação de gel na solução e mau desempenho do revestimento.

[030] Em uma das realizações da presente invenção, a janela de operação para a composição de revestimento é de 96 horas, preferencialmente 72 horas, de maior preferência 48 horas e, de preferência superior, 24 horas após a mistura dos primeiro e segundo componentes entre si. Quando preparada, a composição de revestimento pode ser curada rapidamente, por exemplo, em 15 minutos a uma temperatura acima de 50 °C, preferencialmente acima de 100 °C e, de maior preferência, acima de 150 °C, mas abaixo de 250 °C, preferencialmente abaixo de 200 °C e, de maior preferência, abaixo de 180 °C.Em uma das realizações da presente invenção, os silanos utilizados na composição de revestimento são selecionados, mas sem limitações, a partir do grupo que consiste de metiltrimetoxissilano, etiltrimetoxissilano, propiltrimetoxissilano, pentiltrimetoxissilano, heptiltrimetoxissilano, noniltrimetoxissilano, metiltrietoxissilano, propiltrietoxissilano, pentiltrietoxissilano, heptiltrietoxissilano, noniltrietoxissilano,metiltripropoxissilano, propiltripropoxissilano, pentiltripropoxissilano, heptiltripropoxissilano, noniltripropoxissilano, dimetildimetoxissilano, dipropildimetoxissilano, dipentildimetoxissilano, di- di-heptildimetoxissilano, dinonildimetoxissilano, dimetildietoxissilano, dipropildietoxissilano,dipentildietoxissilano, di-di-heptildietoxissilano, dinonildietoxissilano, dimetildipropoxissilano, dipropildipropoxissilano,dipentildipropoxissilano, di- di-heptildipropoxissilano, dinonildipropoxissilano, trimetilmetoxissilano,tripropilmetoxissilano, tributilmetoxissilano, tripentilmetoxissilano, tri- hexilmetoxissilano, tri-heptilmetoxissilano, trioctilmetoxissilano, trinonilmetoxissilano, tridecilmetoxissilano, trimetiletoxissilano, trietiletoxissilano, tripropiletoxissilano, tributiletoxissilano, tripentiletoxissilano, tri- hexiletoxissilano, tri-heptiletoxissilano, trioctiletoxissilano, trinoniletoxissilano, trideciletoxissilano, trimetilpropoxissilano, trietilpropoxissilano, tripropilpropoxissilano, tributilpropoxissilano, tripentilpropoxissilano, tri- hexilpropoxissilano, tri-heptilpropoxissilano, trioctilpropoxissilano, trinonilpropoxissilano, tridecilpropoxissilano e tetraetoxissilano.

[032] Um ou mais solventes ou diluentes adequados podem ser adicionalmente agregados à composição de revestimento de acordo com a presente invenção. Os solventes ou diluentes podem ser adicionados em um deles ou em ambos, primeiro e segundo componentes da composição. Como o primeiro componente encontra-se em fase de óleo e o segundo componente em fase de água, pode ser benéfico e preferido adicionar solventes ou diluentes à composição, de maneira que as duas fases diferentes sejam dispersas mais facilmente quando misturadas entre si. Consequentemente, a extensão de contato das duas fases será maior do que seria sem a adição de solventes ou diluentes. Portanto, ao ajustar a quantidade ou a presença de solvente, a velocidade de hidrólise e condensação pode ser influenciada. Preferencialmente, o solvente ou diluente só é adicionado ao segundo componente para que a as reações de hidrólise e condensação não ocorram no primeiro componente. Isso pode resultar em vida útil relativamente longa da composição 2K resultante. Além disso, o solvente ou o diluente pode opcionalmente também ser adicionado à composição de revestimento após a mistura dos dois componentes, para obter uma diluição da composição de revestimento misturada com viscosidade e/ou concentração necessárias. Solventes adequados são selecionados a partir de metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, isobutanol, etileno glicol butil éter ou sua mistura. Preferencialmente, o solvente é selecionado a partir de etanol, isopropanol e/ou iso-butanol. De maior preferência, o solvente é isopropanol.

[033] O catalisador ácido aplicável para uso no segundo componente da composição de revestimento de acordo com a presente invenção é selecionado, mas sem limitações, a partir de HCl, H2SO4, H3PO4, HNO3, ácido fórmico, ácido acético, ácido benzoico, ácido láctico, ácido algínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido succínico, ácido tartárico ou uma de suas misturas. O catalisador base aplicável para uso no segundo componente da composição de revestimento de acordo com a presente invenção é selecionado, mas sem limitações, a partir de NaOH, KOH e amônia. Se um catalisador ácido ou catalisador base são ou não adequados para uso na composição depende do sistema de dispersão que está presente no segundo componente da composição de revestimento. Por exemplo, se a dispersão aquosa de nanopartículas funcionalizadas for um sistema de dispersão estável dentro de uma faixa de pH baixo, como pH 2~5, seria preferido um catalisador de ácido, pois ele não afeta muito o sistema de dispersão ácido e vice- versa, para um sistema de dispersão alcalino, seria preferido um catalisador base.

[034] Descobriu-se que a quantidade de catalisador utilizada na composição influenciou bastante a qualidade do revestimento resultante. Especificamente, se a quantidade do catalisador for alta demais, ou seja, a taxa de reação resultante for alta demais, hidrólise e condensação tendem a ocorrer muito rapidamente durante a mistura dos dois componentes do sistema 2K, o que resulta em mau desempenho do revestimento resultante, como baixa uniformidade, dureza, flexibilidade etc. Se a quantidade de catalisador for baixa demais, ou seja, a taxa de reação resultante for baixa demais, a hidrólise e a condensação tendem a ocorrer muito lentamente, o que não é conveniente para uso e também pode resultar em mau desempenho do revestimento resultante. Para ter as taxas de reação de hidrólise e condensação dentro de uma faixa desejada, a quantidade de catalisador utilizada na composição de acordo com a presente invenção recebe sintonia fina, de maneira que o valor de pH da dispersão aquosa resultante de nanopartículas funcionalizadas fique dentro de uma faixa pré-determinada.

[035] Em uma das realizações da presente invenção, um catalisador ácido como HNO3 foi utilizado na composição e a quantidade do catalisador ácido é tal que, quando o catalisador ácido é combinado na dispersão aquosa de nanopartículas funcionalizadas, o valor de pH da dispersão é de não menos de 2, preferencialmente não menos de 2,1 e, de maior preferência, não menos de 2,2, enquanto o valor de pH da dispersão é de não mais de 5, preferencialmente não mais de 4 e, de maior preferência, não mais de 3. O técnico comum no assunto compreenderá que a adição de catalisador ácido é opcional para a composição de acordo com a presente invenção, dependendo se a dispersão aquosa de nanopartículas funcionalizadas pode liberar ou não prótons mediante hidrólise/ionização e, portanto, resultar em valor de pH reduzido. Por exemplo, considerando que são utilizadas nanopartículas de SiO2 na dispersão aquosa, os grupos hidroxila existentes sobre as partículas de SiO2 podem ser ionizados para liberarem prótons e, como resultado, o valor de pH da dispersão aquosa de nanopartículas de SiO2 será reduzido para um valor relativamente baixo. Geralmente, se o valor de pH resultante estiver dentro das faixas preferidas mencionadas, é possível não agregar um catalisador ácido adicional à composição.

[036] Segundo outro aspecto da presente invenção, é fornecido a seguir um método de preparação da composição de revestimento. O método compreende as etapas de:1. mistura de silanos de fórmula (I) para obter um primeiro componente da composição;2. dispersão de nanopartículas funcionalizadas, cujos grupos funcionais são capazes de condensar-se com grupos hidroxila e misturar a dispersão com um catalisador de ácido orgânico e/ou inorgânico para obter um segundo componente da composição; e3. manutenção do primeiro componente e do segundo componente separados entre si e, antes da aplicação, mistura do primeiro componente com o segundo componente para obter a composição de revestimento.

[037] Em uma das realizações da presente invenção, os silanos utilizados na etapa 1 do método de preparação de composição de revestimento são selecionados a partir do grupo conforme definido acima.

[038] Em uma das realizações da presente invenção, as nanopartículas utilizadas na etapa 2 do método de preparação de composição de revestimento são feitas de materiais selecionados a partir de sílica, alumina e zircônia (dióxido de zircônio), óxido de zinco, dióxido de titânio ou uma de suas combinações.

[039] Em uma das realizações da presente invenção, as nanopartículas utilizadas na etapa 2 do método de preparação de uma composição de revestimento são funcionalizadas com grupos hidroxila, carboxila, amino, epóxi e/ou aldeído.

[040] Em uma das realizações da presente invenção, o método de preparação de uma composição de revestimento pode também compreender uma ou mais das etapas de adição de um solvente ou diluentes adequados ao primeiro componente obtido na etapa 1 e/ou segundo componente obtido na etapa 2, ou antes, durante ou após a mistura na etapa 3. Preferencialmente, o solvente é selecionado a partir de metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, isobutanol, etileno glicol butil éter ou uma de suas misturas. De maior preferência, o solvente é selecionado a partir de etanol, isopropanol e/ou isobutanol. De preferência superior, o solvente é isopropanol. Caso seja utilizado um solvente em várias etapas ou em vários componentes, pode ser vantajoso o uso do mesmo solvente ou de solventes diferentes nas mencionadas etapas e componentes.

[041] Segundo ainda outro aspecto da presente invenção, ela fornece ainda o uso da composição de revestimento para formar um revestimento sobre um substrato. Como o revestimento de acordo com a presente invenção possui boa resistência a produtos químicos, resistência a arranhões, resistência a manchas etc., ele é uma excelente solução para revestir produtos eletrônicos domésticos, como telefones celulares, laptops, PDAs e similares, superfícies ou interiores de veículos automotivos, como acabamentos automotivos, revestimento do painel de instrumentos, revestimento interno de faróis automotivos e similares, que necessitam de revestimento protetor com as propriedades acima mencionadas.

[042] Em uma das realizações da presente invenção, a composição de revestimento foi especificamente utilizada para formar um revestimento protetor sobre a superfície que recebe luz de dispositivos fotovoltaicos, como células/painéis solares, pois descobriu-se que o revestimento resultante de acordo com a presente invenção possui excelentes propriedades de transmissão de luz ultravioleta (UV). Sem desejar restrições às teorias existentes, acredita- se que o revestimento resultante da presente invenção aja mais como um material de quartzo inorgânico. Isso pode ocorrer porque a porção orgânica da mistura de silanos utilizada no primeiro componente da composição de revestimento é selecionada a partir dos grupos R1 conforme apresentado acima e, além disso, estes grupos orgânicos não são abundantes na mistura de silanos, pois a mistura de silanos, em média, não possui mais de um grupo R1 por molécula. Descobriu-se que a baixa quantidade de grupos orgânicos resulta em um revestimento que exibe propriedades superiores de transmissão de luz ultravioleta (UV), similares às propriedades de um material inorgânico como quartzo.

[043] Como discutido acima, a composição de revestimento de acordo com a presente invenção é capaz de formar uma rede tridimensional firme de ligações de siloxano [-Si-O-Si-] mediante condensação entre silanóis e as moléculas com grupos funcionais capazes de reagir com grupos hidroxila dos silanóis. A adesão do revestimento obtido a um substrato é principalmente sujeita à natureza da rede tridimensional formada. Durante a condensação da composição de revestimento, há redução significativa de volume. Portanto, a força de adesão física geral entre o revestimento e o substrato fica fraca demais para alcançar boa adesão. Todavia, se o substrato possuir alguns grupos de funcionalidade reativa capazes de condensar-se com grupo hidroxila, tal como grupo hidroxila ou grupo carboxílico etc., sobre sua superfície, boa adesão entre o revestimento e o substrato pode ser alcançada durante o processo de condensação (processo final de cura da composição de revestimento), pois a reação de condensação pode ocorrer também entre os grupos de funcionalidade sobre o substrato e grupos de funcionalidade nos silanóis da composição de revestimento e uma ligação firme ou adesão forte entre o revestimento e o substrato pode ser gerada posteriormente. Com base nesse mecanismo, a maior parte dos materiais com base em metal ou vidro seria um bom substrato para a presente composição de revestimento, pois normalmente há uma camada de óxido sobre a superfície dos materiais com base em metal e há inerentemente uma riqueza de grupos hidroxila dentro ou sobre a superfície de materiais com base em vidro, em que seus grupos hidroxila sobre a superfície são conforme exibido abaixo:

[044] Pode-se observar que ligações químicas podem também ser formadas entre os silanóis da composição de revestimento e o substrato. Em comparação com o estado da técnica, em que a adesão entre revestimento e substrato piora em alta densidade de retícula, a presente invenção alcançaboa adesão e alta densidade de retícula simultaneamente.

[045] A discussão acima também indica que a composição de revestimento de acordo com a presente invenção é seletiva para o substrato. Se não houver grupo de funcionalidade reativa sobre a superfície do substrato, a composição dificilmente pode formar revestimento com boa adesão ao substrato.

[046] Em uma das realizações da presente invenção, o substrato é feito de materiais selecionados a partir de sílica, quartzo, vidro, alumínio, cobre,aluminossilicatos, mica, talco, óxidos metálicos, aço, ferro, amianto, níquel, zinco, chumbo, CaCO3, CaSO4, BaSO4, grafite e negro de fumo. Preferencialmente, o substrato é feito de materiais selecionados a partir de sílica, quartzo, vidro, alumínio, cobre, aluminossilicatos, mica, talco, óxidos metálicos, aço, ferro, amianto, níquel e zinco. De maior preferência, o substrato é feito de materiais selecionados a partir de sílica, quartzo, vidro, alumínio, cobre, aluminossilicatos e mica.

[047] Enquanto isso, para aqueles substratos aos quais o revestimento de acordo com a presente invenção possui adesão relativamente fraca, o pré-tratamento de substrato é necessário, pois o processo facilita a exposição daqueles grupos de funcionalidade reativa sobre o substrato aos silanóis da composição de revestimento. Descobriu-se que pré-tratamento de superfície adequado depende do substrato que deve ser revestido. Por exemplo, limpeza com álcool isopropílico é suficientemente boa para um substrato de alumínio, mas, para um substrato de aço inoxidável ou de vidro, é necessário ter tratamento adicional com detergentes para atingir uma superfície limpa com grupos suficientes que podem reagir com os silanóis não cobertos por impurezas sobre a superfície do substrato.

[048] Os um ou mais aditivos opcionais a serem utilizados de acordo com a presente invenção podem ser de qualquer tipo convencional, incluindo, mas sem limitações, estabilizadores, corantes, tinturas, pigmentos, modificadores da reologia, como agentes de nivelamento, e similares.

[049] As vantagens da presente invenção são as seguintes:A composição de revestimento de acordo com a presente invenção é preparada a partir de materiais facilmente disponíveis e acessíveis, como organoalcoxissilanos organofuncionais (ou não funcionais), materiais de nanopartículas e catalisadores ácidos disponíveis comercialmente. Ademais, a composição é capaz de formar um revestimento sob condições moderadas. Portanto, a presente invenção possui aprimoramento em termos de facilidade de operação e custos.2. A composição de revestimento de acordo com a presente invenção cria vidro como revestimento inorgânico sobre variedades de superfícies de substrato, como superfície metálica, superfície de vidro, superfície de óxido metálico etc. O revestimento inorgânico possui alto desempenho mecânico e excelente resistência química sem sacrificar o desempenho da adesão ao substrato, resistência a impactos e choque térmico. Além disso, o revestimento é de fácil limpeza ou autolimpeza.3. O revestimento resultante da composição de acordo com a presente invenção é transparente para luz UV e, portanto, pode ser utilizado como revestimento para painéis de células solares.4. A composição de revestimento de acordo com a presente invenção possui longa vida útil, podendo ser armazenada a longo prazo e torna a composição de acordo com a presente invenção técnica e economicamente viável.5. A composição de revestimento de acordo com a presente invenção é favorável para o meio ambiente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[050] Os objetivos, características e vantagens acima e outros da presente invenção ficarão mais evidentes para os técnicos comuns do assunto por meio da descrição em suas realizações com referência aos desenhos anexos.

[051] A Figura 1 é um diagrama que exibe os resultados do teste de estabilidade da composição de revestimento preparada de acordo com a receita 4-1 do Exemplo 8.

[052] A Figura 2 é um diagrama que exibe os resultados do teste de comparação de absorção de UV da composição de revestimento preparada de acordo com a receita 4-1 do Exemplo 8 e os outros materiais.

EXPERIMENTOS

[053] Os exemplos a seguir são oferecidos parailustrar a presente invenção, mas não para limitá-la.

[054] Materiais de partida:

[055] MTES: metiltrietoxissilano (quimicamentepuro, disponível por meio da Evonik Degussa, Xangai).

[056] MTMS: metiltrimetoxissilano (quimicamentepuro, disponível por meio da Evonik Degussa, Xangai).

[057] TEOS: tetraetoxissilano (quimicamentepuro, disponível por meio da Evonik Degussa, Xangai).

[058] IPA: isopropanol (quimicamente puro,disponível por meio da Sigma Aldrich, China).

[059] MEMO: metacriloxipropil trimetóxi silano(quimicamente puro, disponível por meio da Evonik Degussa, Xangai).

[060] AK410, uma dispersão aquosa de dióxido denanosilício disponível por meio da Akzo Nobel em Jiangtian east road, N° 137, Xangai.

[061] NanoBYK3600: calda de nanoaluminadisponível por meio da BYK Additives & Instruments em Xangai, China.EXEMPLO 1

[062] 21,7 g de metiltrietoxissilano (MTES) e 11,6 g de tetraetoxissilano (TEOS) atravessaram um filtro de 1 μm, respectivamente e foram misturados entre si em seguida com agitação por 20-30 min para obter um componente 1.

[063] 56,8 g de AK410 ao qual se adicionou HNO3 para ajustar o pH para 2,4 e 10,9 g de isopropanol atravessaram um filtro de 1 μm, respectivamente, e foram misturados entre si em seguida com agitação por 20-30 minutos para obter o componente 2.

[064] Os componentes 1 e 2 obtidos acima foram misturados entre si com agitação por 2~3 horas à temperatura ambiente. Isopropanol também foi adicionado à mistura com razão em peso entre os componentes misturados e isopropanol de 100:110 e agitação por 20-30 minutos. A composição resultante estava então pronta para aplicação sobre um substrato.EXEMPLO 2

[065] 27,02 g de metiltrimetoxissilano (MTMS), 17,28 g de tetraetoxissilano (TEOS) e 20,36 g de isopropanol atravessaram um filtro de 1 μm, respectivamente, e foram misturados entre si em seguida com agitação por 20-30 min para obter o componente 1.

[066] 17,61 g de AK410 ao qual se adicionou HNO3 para ajustar o pH para 2,4 e 17,72 g de H2O atravessaram um filtro de 1 μm, respectivamente, e foram misturados entre si em seguida com agitação por 20-30 minutos para obter o componente 2.

[067] Os componentes 1 e 2 obtidos acima foram misturados entre si com agitação por 2~3 horas à temperatura ambiente. Isopropanol também foi adicionado à mistura com razão de peso entre os componentes misturados e isopropanol de 100:110 e agitação por 20-30 minutos. A composição resultante estava então pronta para aplicação sobre um substrato.EXEMPLO 3

[068] 32,0 g de metiltrietoxissilano (MTES), 15,6 g de tetraetoxissilano (TEOS) e 16,0 g de isopropanol atravessaram um filtro de 1 μm, respectivamente, e foram misturados entre si em seguida com agitação por 20-30 min para obter o componente 1.

[069] 15,9 g de AK410 ao qual se adicionou HNO3 para ajustar o pH para 2,5 e 18,0 g de H2O atravessaram um filtro de 1 μm, respectivamente, e foram misturados entre si em seguida com agitação por 20-30 minutos para obter o componente 2.

[070] Os componentes 1 e 2 acima obtidos foram misturados entre si com agitação por 2~3 horas à temperatura ambiente. Isopropanol também foi adicionado à mistura com razão de peso entre os componentes misturados e isopropanol de 100:110 e agitação por 20-30 minutos. A composição resultante estava então pronta para aplicação sobre um substrato.EXEMPLO 4

[071] Teste de desempenho para composições de revestimento preparadas nos Exemplos 1-3:

[072] As composições de revestimento obtidas de acordo com os Exemplos 1-3 foram aplicadas a substratos e curadas sob temperatura acima de 50 °C por um certo período, dependendo das receitas correspondentes, até a formação de revestimentos similares a quartzo sobre os substratos.

[073] Os substratos revestidos resultantes foram colocados em uma série de testes que incluíram Teste de Adesão de Corte Transversal, Teste de Dureza de Lápis, Teste da Haste, Teste de Resistência de Raspagem, Testes de Microarranhões com Palha de Aço (RIM e Apple), Teste de Óleo Bronzeador, Teste de Choque Térmico, Teste de Banho de Água Quente, Teste de Calor Úmido e Teste QUV. Os dados resultantes são exibidos na Tabela 1 abaixo.TABELA 1

[074] Dados de teste de desempenho sobrecomposições de revestimento dos Exemplos 1 a 3:

[075] Os resultados indicam que as composições de revestimento de acordo com a presente invenção exibiram desempenho excepcional em termos de adesão ao substrato, dureza, resistência a arranhões, resistência à raspagem, resistência a choques térmicos e resistência ao calor.EXEMPLO 5

[076] 14,5 g de MEMO, 10,4 g de metiltrietoxissilano (MTES) e 10,2 g de tetraetoxissilano (TEOS) atravessaram um filtro de 1 μm, respectivamente, e foram misturados entre si em seguida com agitação por 20-30 min para obter o componente 1.

[077] 52,5 g de AK410 ao qual se adicionou HNO3 para ajustar o pH em 2,3 e 10,4 g de isopropanol atravessaram um filtro de 1 μm, respectivamente, e foram misturados entre si em seguida com agitação por 20-30 minutos para obter o componente 2.

[078] Os componentes 1 e 2 obtidos acima foram misturados entre si com agitação por 2~3 horas à temperatura ambiente. Isopropanol também foi adicionado à mistura com razão de peso entre os componentes misturados e isopropanol de 100:110 e agitação por 20-30 minutos. A composição resultante estava então pronta para aplicação sobre um substrato.EXEMPLO 6

[079] 31,4 g de metiltrietoxissilano (MTES), 15,3 g de tetraetoxissilano (TEOS) e 15,7 g de isopropanol atravessaram um filtro de 1 μm, respectivamente, e foram misturados entre si em seguida com agitação por 20-30 min para obter o componente 1.

[080] 15,6 g de NanoBYK3600 ao qual HNO3 foi adicionado para ajustar o pH em 2,6 e 22,0 g de H2O atravessaram um filtro de 1 μm, respectivamente, e foram misturados entre si em seguida com agitação por 20-30 minutos para obter o componente 2.

[081] Os componentes 1 e 2 obtidos acima foram misturados entre si com agitação por 2~3 horas à temperatura ambiente. Isopropanol também foi adicionado à mistura com razão de peso entre os componentes misturados e isopropanol de 100:110 e agitação por 20-30 minutos. A composição resultante estava então pronta para aplicação sobre um substrato.EXEMPLO 7

[082] Teste de desempenho para composições de revestimento preparadas nos Exemplos 5 e 6.

[083] As composições de revestimento obtidas de acordo com os Exemplos 5 e 6 foram aplicadas a substratos e curadas sob temperatura acima de 50 °C por um certo período, dependendo das respectivas receitas, até a formação de revestimentos similares a quartzo sobre os substratos.

[084] Os substratos revestidos resultantes foram colocados em uma série de testes que incluíram Teste de Adesão de Corte Transversal, Teste de Dureza de Lápis, Teste de Óleo Bronzeador, Teste de Choque Térmico e Teste de Banho de Água Quente. A composição do Exemplo 6 também foi testada por HNO3 concentrado e não houve marca/corrosão por HNO3 após uma hora em contato com HNO3 concentrado. Os dados resultantes são exibidos na Tabela 2 abaixo.TABELA 2

[085] Dados de teste de desempenho sobrecomposições de revestimento dos Exemplos 5 e 6:

[086] Os resultados indicam que as composições de revestimento de acordo com a presente invenção exibiram desempenho excepcional em termos de adesão ao substrato, dureza, resistência à raspagem, resistência a choque térmico e resistência ao calor. Além disso, descobriu-se que a composição do Exemplo 6 possui excelentes propriedades anticorrosivas.EXEMPLO 8

[087] 59,8 g de qualquer uma das misturas demetiltrimetoxissilano (MTMS) e tetraetoxissilano (TEOS) conforme relacionado na Tabela 3 abaixo e 20,1 g de isopropanol atravessaram um filtro de 1 μm, respectivamente, e foram misturados entre si em seguida com agitação por 20-30 min para obter o componente 1.TABELA 3

[088] Misturas de MTMS e TEOS para o componente

[089] 20,1 g de H2O ao qual se adicionou HNO3 para ajustar o pH em 2,6 atravessou um filtro de 1 μm e foi utilizado como componente 2.

[090] Os componentes 1 e 2 obtidos acima foram misturados entre si com agitação por 2~3 horas à temperatura ambiente. Isopropanol também foi adicionado à mistura com razão de peso entre os componentes misturados e isopropanol de 100:110 e agitação por 20-30 minutos.

[091] As composições de revestimento foram aplicadas a substratos e curadas sob temperatura acima de 50 °C por um certo período dependendo das respectivas receitas até a formação de revestimentos similares a quartzo sobre o substrato.

[092] Os substratos revestidos resultantes foram colocados em testes que incluem teste de resistência MEK, teste de dureza de lápis e teste de palha de aço, em que o teste da palha de aço foi conduzido colocando-se em contato palha de aço 0000 de 2 x 2 cm2 com a superfície de amostra, aplicando-se 1 kg de força que empurra verticalmente a palha de aço 0000 contra a amostra de superfície e movendo-se em seguida a palha de aço 0000 sobre a superfície de amostra para frente e para trás com contagem das vezes de abrasão até ser observado o primeiro arranhão sobre a amostra. Os dados resultantes são exibidos na Tabela 4 abaixo.TABELA 4

[093] Dados de teste de desempenho sobrecomposições de revestimento com TEOS/MTMS diferentes:

[094] Os resultados indicam que as composições de revestimento de acordo com a presente invenção exibiram desempenho excepcional em termos de resistência MEK, dureza e resistência a arranhões.

[095] Além disso, a composição de revestimento com razão TEOS/MTMS de 0,64 também foi testada sobre estabilidade de armazenamento e absorção de UV, respectivamente.

[096] Conforme exibido na Figura 1, no teste de estabilidade de armazenamento, a composição de revestimento foi preparada de acordo com a receita 4-1 e os seus dois componentes foram misturados entre si e diluídos com IPA, conforme mencionado acima. A mistura foi armazenada em seguida e, em momentos pré-determinados que incluem 0, 24, 48, 72 e 96 horas após a preparação, a mistura foi respectivamente aplicada sobre substrato e curada, para conduzir o teste de palha de aço acima. Quanto aos momentos de 0, 24 e 48 horas após a preparação, o primeiro arranhão foi observado após cerca de 1.000 vezes dos movimentos da palha de aço; quanto ao momento de 72 horas após a preparação, o primeiro arranhão foi observado após cerca de 500 vezes dos movimentos da palha de aço; e, quanto ao momento de 72 horas após a preparação, o primeiro arranhão foi observado após dezenas de movimentos da palha de aço.

[097] No teste de absorção de UV, a composição de revestimento também foi preparada de acordo com a receita 4-1, que foi aplicada em seguida sobre um substrato e curada conforme mencionado acima, para comparação da absorção de UV com os outros materiais que incluem revestimento rígido de UV, COB UV e lâmina de vidro microscópica. Conforme exibido na Figura 2, o revestimento formado de acordo com a receita 4-1 possui a taxa de transmissão de luz de quase 100% em conjunto com toda a faixa testada de comprimento de onda, enquanto os outros materiais exibiram redução significativa de transmissão de luz na região UV.

Claims

1. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO 2K, caracterizada por compreender:um primeiro componente que contém:uma mistura de silanos da fórmula R1n-Si-(OR2)4-n;em que R1 é selecionado a partir de alquila substituído e não substituído, cicloalquila substituído e não substituído, heterocicloalquila substituído e não substituído, arila substituído e não substituído, heteroarila substituído e não substituído, alquiltio substituído e não substituído, alquilamino substituído e não substituído, perfluoroalquila substituído e não substituído e haleto de alquila substituído e não substituído, em que R1 possui 1-15 átomos de carbono, R2 é alquila C1-C3, n=0,4 e n, em média de ou mais de 0,54 e menos que 0,80;um ou mais solventes opcionais selecionados a partir de metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, isobutanol, etileno glicol butil éter; eum ou mais aditivos opcionais selecionados a partir de estabilizadores, corantes, tinturas, pigmentos, modificadores da reologia,- um segundo componente que contém:uma dispersão aquosa de nanopartículasfuncionalizadas, cujos grupos funcionais são capazes de condensar-se com grupos hidroxila, em que os grupos funcionais que são capazes de condensar-se com grupos hidroxila são selecionados a partir do grupo consistindo de hidroxila, carboxila, amino, epóxi e/ou grupos aldeído;um ácido orgânico e/ou inorgânico ou catalisador base; um ou mais solventes opcionais; e um ou mais aditivos opcionais;em que:a quantidade do primeiro componente é de não menos de 7% em peso, e não mais de 70% em peso, com base no peso total da composição;a quantidade do segundo componente é de não menos de 30% em peso, e não mais de 93% em peso, com base no peso total da composição;o total dos primeiro e segundo componentes é de 100% em pesoem que o primeiro e o segundo componentes não são misturados até a aplicação da composição sobre um substrato.

2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender:um primeiro componente que contém:uma mistura de silanos da fórmula R1n-Si-(OR2)4-n;em que R1 é selecionado a partir de alquila substituído e não substituído, cicloalquila substituído e não substituído, heterocicloalquila substituído e não substituído, arila substituído e não substituído, heteroarila substituído e não substituído, alquiltio substituído e não substituído, alquilamino substituído e não substituído, perfluoroalquila substituído e não substituído e haleto de alquila substituído e não substituído, em que R1 possui 1-15 átomos de carbono, R2 é alquila C1-C3, n=0,4 e n, em média é de ou mais de 0,60 e menos que 0,80;um ou mais solventes opcionais selecionados a partir de metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, isobutanol, etileno glicol butil éter; e um ou mais aditivos opcionais selecionados a partirde estabilizadores, corantes, tinturas, pigmentos, modificadores da reologia,um segundo componente que contém:uma dispersão aquosa de nanopartículas funcionalizadas, cujos grupos funcionais são capazes de condensar-se com grupos hidroxilaum ácido orgânico e/ou inorgânico ou catalisador base;um ou mais solventes opcionais; eum ou mais aditivos opcionais;em que:a quantidade do primeiro componente é de nãomenos de 20% em peso, e não mais de 65% em peso, com base nopeso total da composição;a quantidade do segundo componente é de nãomenos de 35% em peso, e não mais de 93% em peso, com base nopeso total da composição;o total dos primeiro e segundo componentes é de 100% em pesoem que em que o primeiro e o segundo componentes não são misturados até a aplicação da composição.

3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender:um primeiro componente que contém:uma mistura de silanos da fórmula R1n-Si-(OR2)4-n;em que R1 é selecionado a partir de alquila substituído e não substituído, cicloalquila substituído e não substituído, heterocicloalquila substituído e não substituído, arila substituído e não substituído, heteroarila substituído e não substituído, alquiltio substituído e não substituído, alquilamino substituído e não substituído, perfluoroalquila substituído e não substituído e haleto de alquila substituído e não substituído, em que R1 possui 1-15 átomos de carbono, R2 é alquila C1-C3, n=0,4 e n, em média de ou mais de 0,70 e menos que 0,80;um ou mais solventes opcionais selecionados a partir de metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, isobutanol, etileno glicol butil éter; eum ou mais aditivos opcionais selecionados a partir de estabilizadores, corantes, tinturas, pigmentos, modificadores da reologia,um segundo componente que contém:uma dispersão aquosa de nanopartículas funcionalizadas, cujos grupos funcionais são capazes de condensar-se com grupos hidroxilaum ácido orgânico e/ou inorgânico ou catalisador base;um ou mais solventes opcionais; eum ou mais aditivos opcionais;em que:a quantidade do primeiro componente é de nãomenos de 30% em peso, e não mais de 61% em peso, com base nopeso total da composição;a quantidade do segundo componente é de nãomenos de 39% em peso, e não mais de 70% em peso, com base nopeso total da composição;o total dos primeiro e segundo componentes é de 100% em pesoem que em que o primeiro e o segundo componentes não são misturados até a aplicação da composição.

4. MÉTODO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender as etapas de:1) mistura de silanos da fórmula (I), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, para obter um primeiro componente da composição;2) dispersão de nanopartículas funcionalizadas, cujos grupos funcionais são capazes de condensar-se com grupos hidroxila, e mistura da dispersão com um ácido orgânico e/ou inorgânico ou catalisador base para obter um segundo componente da composição; e3) manutenção do primeiro componente e do segundo componentes separados entre si e, antes da aplicação, mistura do primeiro componente e do segundo componente entre si para obter a composição de revestimento.

5. COMPOSIÇÃO, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelos silanos serem selecionados a partir do grupo que consiste de metiltrimetoxissilano, etiltrimetoxissilano, propiltrimetoxissilano, butiltrimetoxissilano, pentiltrimetoxissilano, hexiltrimetoxissilano, heptiltrimetoxissilano, octiltrimetoxissilano, noniltrimetoxissilano, deciltrimetoxissilano, metiltrietoxissilano, etiltrietoxissilano, propiltrietoxissilano, butiltrietoxissilano, pentiltrietoxissilano, hexiltrietoxissilano, heptiltrietoxissilano, octiltrietoxissilano, noniltrietoxissilano, deciltrietoxissilano, etiltripropoxissilano, butiltripropoxissilano, hexiltripropoxissilano, octiltripropoxissilano, deciltripropoxissilano,dietildimetoxissilano, dibutildimetoxissilano, di-hexildimetoxissilano, di- dioctildimetoxissilano, didecildimetoxissilano,dietildietoxissilano, dibutildietoxissilano, di-hexildietoxissilano, di-dioctildietoxissilano, didecildietoxissilano, dietildipropoxissilano, dibutildipropoxissilano, di-hexildipropoxissilano, di-dioctildipropoxissilano, didecildipropoxissilano,trietilmetoxissilano, tributilmetoxissilano, tri-hexilmetoxissilano, tri-trioctilmetoxissilano, tridecilmetoxissilano, trietiletoxissilano, tributiletoxissilano, tri-hexiletoxissilano, tri-trioctiletoxissilano, trideciletoxissilano, trimetilpropoxissilano, trietilpropoxissilano, tripropilpropoxissilano, tributilpropoxissilano, tripentilpropoxissilano, tri-hexilpropoxissilano, tri- heptilpropoxissilano, trioctilpropoxissilano, trinonilpropoxissilano, tridecilpropoxissilano e tetraetoxissilano.

6. COMPOSIÇÃO, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, ou 5, caracterizada pelas nanopartículas serem feitas de materiais selecionados a partir de um ou mais dentre o grupo que consiste de sílica, alumina, dióxido de zircônio, óxido de zinco e dióxido de titânio.

7. COMPOSIÇÃO, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, 5 ou 6, caracterizada pelo primeiro e/ou segundo componentes compreenderem ainda um ou mais solventes selecionados a partir de metanol, etanol, n- propanol, isopropanol, isobutanol, etileno glicol butil éter.

8. COMPOSIÇÃO, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, 5 a 7, caracterizada pelo catalisador ácido ser selecionado a partir de um ou mais dentre o grupo que consiste de HF, HCl, HI, H2SO4, H3PO4, HNO3, ácido fórmico, ácido acético, ácido benzoico, ácido láctico, ácido algínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido succínico e ácido tartárico.

9. COMPOSIÇÃO, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, 5 a 8, caracterizados pelo catalisador base ser selecionado a partir de um ou mais dentre o grupo que consiste de NaOH, KOH e amônia.

10. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizada pela quantidade do catalisador ácido ser tal que, quando o catalisador ácido é combinado com a dispersão aquosa de nanopartículas funcionalizadas, o valor pH da dispersão é de não menos de 2 e não mais de 5.

11. KIT DA COMPOSIÇÃO 2K, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, 5 a 10, caracterizado pelo primeiro componente e o segundo componente da composição 2K serem embalados separadamente, de maneira que os primeiro e segundo componentes não estejam em contato entre si.

12. USO DA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, 5 a 10, caracterizado por ser para formar um revestimento sobre um substrato que está preferencialmente em contato com meio corrosivo; exposto a corrosão de contato; exposto a fricção ou desgaste; necessitado de resistência contra arranhões, ou sobre um substrato que necessita ser pintado e/ou envernizado.

13. USO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela composição de revestimento ser utilizada para formar um revestimento protetor sobre a superfície de dispositivos eletrônicos domésticos, a superfície ou interiores de veículos automotivos ou a superfície que recebe luz de dispositivos fotovoltaicos.

14. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13, caracterizado pelo substrato ser feito de materiais selecionados a partir de sílica, quartzo, vidro, alumínio, cobre, aluminossilicatos, mica, talco, óxidos metálicos, aço, ferro, amianto, níquel, zinco, chumbo, CaCO3, CaSO4, BaSO4, grafite e negro de fumo.

15. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo substrato ser pré- tratado com álcool isopropílico para atingir uma superfície limpa do substrato e expor grupos de funcionalidade reativa sobre ele.