BR112015030200B1 - Composição de revestimento de uretano à base de solvente - Google Patents
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Abstract
COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO DE URETANO, E, MÉTODOS PARA REVESTIR UM SUBSTRATO E PARA PREPARAR UM POLIOL A presente invenção refere-se a uma composição de revestimento de uretano útil em uma variedade de aplicações como, por exemplo, um revestimento direto-em-metal, isto é, uma composição de revestimento que pode ser aplicada diretamente à superfície de um substrato metálico sem um revesti-mento de fundo ("primer") ou um pré-tratamento. A composição de revesti-mento de preferência inclui um poliol que é o produto de reação de uma resina de fórmula geral (I) com um ácido ou um diol respectivamente, com a reação sendo realizada na presença de um catalisador. A composição de revesti-mento inclui também um composto funcionalizado com isocianato como um reticulador. A composição de revestimento forma um filme resistente à corrosão quando aplicada diretamente na superfície do substrato sem um pré-tratamento ou um revestimento de fundo ("primer").
Description
[0001] Este pedido reivindica a prioridade do pedido provisório US n° de série 61/832.254, depositado em 7 de junho de 2013.
[0002] A aplicação de revestimentos em metais para retardar ou inibir a corrosão está bem estabelecida. Os revestimentos de poliuretano são com frequência usados para a proteção contra a corrosão de aço, porque esses revestimentos são econômicos e relativamente fáceis de aplicar. Os revestimentos secam rapidamente e têm boa resistência ao impacto, o que torna os revestimentos especialmente úteis para revestir componentes de aço a serem, por exemplo, transportados ou enviados ao longo de grandes distâncias. O uso de revestimentos de poliuretano sobre superfícies metálicas não imprimadas reduz o custo de material e de maquinário necessários para tornar os substratos metálicos duráveis e resistentes à corrosão.
[0003] Presentemente, entretanto, os sistemas de poliuretano diretamente aplicados em superfícies metálicas não imprimadas ou não pré- tratadas mostram, em sua maioria, adesão inconsistente sobre vários substratos, e na ausência de revestimento de fundo ("primer") ou pré- tratamento, a superfície metálica tende a corroer e a empolar rapidamente em condições úmidas. Os revestimentos modificados com resinas epoxídicas para aprimorar a adesão tendem a se degradar e a perder a cor e o brilho sob exposição à luz solar.
[0004] A partir da explicação anteriormente mencionada, será reconhecido que há uma necessidade de composições de revestimento de poliuretano que possam ser aplicadas em substratos metálicos com boa adesão e ótima resistência à corrosão, ao mesmo tempo mantendo a cor e o brilho sob exposição prolongada à luz solar.
[005] A presente invenção fornece uma composição de revestimento de uretano útil em uma variedade de aplicações como, por exemplo, como um revestimento direto-em-metal, isto é, uma composição de revestimento que pode ser aplicada diretamente à superfície de um substrato metálico sem um revestimento de fundo ("primer"), ou mais preferencialmente, sem um pré- tratamento. A composição de revestimento de preferência inclui um poliol que é o produto de reação de uma resina de fórmula geral (I) com um ácido ou um diol, com a reação sendo realizada na presença de um catalisador. A composição de revestimento inclui também um composto funcionalizado com isocianato como um reticulador. A composição de revestimento forma um filme resistente à corrosão quando aplicada diretamente na superfície do substrato sem um revestimento de fundo ("primer") ou pré-tratamento.
[006] Em uma modalidade, a composição de revestimento de uretano inclui um poliol que é o produto de reação de uma resina de fórmula geral (I) e um ácido ou um diol, com a reação sendo realizada na presença de um catalisador. A resina tem a estrutura mostrada abaixo como fórmula (I):
em que: • cada A é independentemente um grupo alifático divalente substituído ou não substituído tendo de 1 a cerca de 6 átomos de carbono (alquila ou alquenila C1-C6), um grupo aromático divalente não substituído tendo de 6 a cerca de 10 átomos de carbono, um grupo aromático divalente substituído com um grupo orgânico tendo de 1 a 4 átomos de carbono (alquila ou alquenila C1-C4), um halogênio, -QTÓQ." go" swg" TÓ" fi" cnswknc" E1-C4 substituída ou não substituída, -C(O)-, -O-, -S-, -S(O)-, ou -S(O)2; • cada Ph é independentemente um anel fenileno não substituído, ou um anel fenileno substituído com hidrogênio, um grupo orgânico tendo de 1 a 4 átomos de carbono (alquila ou alquenila C1-C4), um halogênio, ou -OR • cada R é independentemente H, alquila C1-C4, ou um epóxido da fórmula:
em que cada R1 é independentemente H, alquila C1-C4 não substituída, ou alquila C1-C4 substituída com -OH ou alcoxila C1-C4; e • m é 0 ou 1; e • n está entre 0 e 6.
[007] A presente descrição fornece uma composição de revestimento de uretano que inclui o poliol descrito neste documento, e um composto funcionalizado com isocianato usado como um reticulador. A composição de revestimento é útil no revestimento de uma variedade de substratos, de preferência substratos metálicos. Em uma modalidade preferível, a composição de revestimento é útil como um revestimento direto-em-metal resistente à corrosão que pode ser aplicado sobre uma ampla variedade de substratos metálicos sem um revestimento de fundo ("primer") ou outro pré- tratamento. Em uma modalidade alternativa, a composição de revestimento pode ser aplicada como um revestimento de fundo ("primer") resistente à corrosão ou à prova de ferrugem. A composição de revestimento também pode ter utilidade em uma variedade de outras finalidades de revestimento, incluindo, por exemplo, revestimentos para metal não galvanizado, madeira, alvenaria, alumínio, maquinário, motores, ferramentas, caixas de ferramentas, equipamento de transporte, gabinetes, trilhos e barras de aço, oleodutos/gaseodutos, tambores, condutos, dutos, mobília, marcação de áreas perigosas, equipamento de codificação por cor, e similares.
[008] Em uma modalidade, é fornecido neste documento um método de revestir um substrato. O método inclui: fornecer um substrato metálico, e aplicar em ao menos uma porção do substrato uma composição de revestimento de uretano que inclui um poliol que é um produto de reação de uma resina de fórmula geral (I) com um ácido ou um diol, e um composto funcionalizado com isoacianato como um reticulador. Isso é seguido pela cura da composição para fornecer um revestimento resistente à corrosão sobre a superfície do substrato. Tipicamente, o substrato é um substrato metálico, embora a composição de revestimento possa ser usada para revestir outros materiais de substrato, se desejado.
[009] O sumário da presente invenção apresentado acima não se destina a descrever cada modalidade revelada ou cada implementação da presente invenção. A descrição a seguir exemplifica mais particularmente as modalidades ilustrativas. Em várias partes no decorrer deste pedido, é fornecida uma orientação por meio de listas de exemplos, cujos exemplos podem ser usados em várias combinações. Em cada caso, a lista relatada serve apenas como um grupo representativo e não deve ser interpretada como uma lista exclusiva. Exceto onde indicado em contrário, as representações estruturais incluídas neste documento não se destinam a indicar nenhuma estereoquímica específica e se destinam a incluir todos os estereoisômeros.
[0010] Como usado aqui, o termo "grupo orgânico"significa um grupo hidrocarboneto (com elementos opcionais diferentes de carbono e hidrogênio, como oxigênio, nitrogênio, enxofre e silício) que é classificado como um grupo alifático, um grupo cíclico ou uma combinação de grupos alifáticos e cíclicos (por exemplo, grupos alcarila e aralquila). O termo "grupo cíclico"significa um grupo hidrocarboneto de anel fechado que é classificado como um grupo alicíclico ou um grupo aromático, ambos os quais podem incluir heteroátomos. O termo "grupo alicíclico"significa um grupo hidrocarboneto cíclico tendo propriedades semelhantes àquelas de grupos alifáticos.
[0011] O termo "grupo arila"(por exemplo, um grupo arileno) refere- se a um anel aromático fechado ou sistema de anéis aromáticos fechados tais como fenileno, naftileno, bifenileno, fluorenileno e indenila, e também a grupos heteroarileno (isto é, um sistema de anéis ou hidrocarboneto de anel aromático ou similar a aromático fechado no qual um ou mais dos átomos no anel é (são) um elemento diferente de carbono (por exemplo, nitrogênio, oxigênio, enxofre, etc.)). Os grupos heteroarila adequados incluem furila, tienila, piridila, quinolinila, isoquinolinila, indolila, isoindolila, triazolila, pirrolila, tetrazoila, imidazolila, pirazolila, oxazolila, tiazolila, benzofuranila, benzotiofenila, carbazolila, benzoxazolila, pirimidinila, benzimidazolila, quinoxalinila, benzotiazolila, naftiridinila, isoxazolila, isotiazolila, purinila, quinazolinila, pirazinila, 1-oxidopiridila, piridazinila, triazinila, tetrazinila, oxadiazolila, tiadiazolila e assim por diante. Quando tais grupos são divalentes, eles são tipicamente chamados de grupos "arileno"ou "heteroarileno"(por exemplo, furileno, piridileno, etc.)
[0012] Um grupo que pode ser igual ou diferente é chamado de "independentemente"de algo.
[0013] Uma substituição é prevista nos grupos orgânicos dos compostos da presente invenção. O termo "grupo"é usado para descrever um substituinte químico, sendo que o material químico descrito inclui o grupo não substituído e aquele grupo com átomos de O, N, Si, ou S, por exemplo, na cadeia (tal como em um grupo alcoxila) e também grupos carbonila ou outra substituição convencional. Por exemplo, a frase "grupo alquila"é pretendida para incluir não apenas substituintes de alquila de hidrocarboneto saturado de cadeia aberta pura, como metila, etila, propila, t-butila, e similares, mas também substituintes de alquila contendo substituintes adicionais conhecidos na técnica, como hidroxila, alcoxila, alquilsulfonila, átomos de halogênio, ciano, nitro, amino, carboxila, etc. Dessa forma, "grupo alquila"inclui grupos éter, haloalquilas, nitroalquilas, carboxialquilas, hidroxialquilas, sulfoalquilas, etc. Como usado neste documento, o termo "grupo"é pretendido para ser tanto uma enumeração de uma porção específica, quanto uma enumeração da classe mais ampla de estruturas substituídas e não substituídas que inclui a porção.
[0014] O termo "fenileno", como usado neste documento, refere-se a um grupo arila de seis átomos de carbono (por exemplo, como em um grupo benzeno) que pode ter quaisquer grupos substituintes (incluindo, por exemplo, átomos de hidrogênio, halogênios, grupos hidrocarboneto, átomos de oxigênio, grupos hidroxila, etc.). Dessa forma, por exemplo, os seguintes grupos arila são cada um anéis fenileno: -CÓH-, -C6H3(CHa)-, e - C6H(CH3)2CL-,
[0015] O termo "poliol"refere-se a um polímero com dois ou mais grupos hidroxila (-OH). Como usado neste documento, o termo pode referir- se a tipos diferentes de polióis, incluindo, por exemplo, poliéter-polióis, poliéster-polióis e similares.
[0016] O termo "reticulador"refere-se a uma molécula capaz de formar uma ligação covalente entre polímeros ou entre duas regiões diferentes do mesmo polímero.
[0017] Como usado neste documento, o termo "direto-em-metal"(DEM) implica que uma composição de revestimento é aplicada diretamente na superfície de um substrato metálico, sendo que o substrato ainda não foi previamente revestido com um revestimento de fundo ("primer"), pré- tratamento ou outro revestimento. Como usado neste documento, o termo "pré-tratamento"refere-se a qualquer revestimento orgânico aplicado em uma superfície do substrato antes da aplicação de uma tinta ou de outro revestimento protetor, mas não inclui substâncias e/ou procedimentos padrão usados para limpar ou preparar a superfície, como, por exemplo, jateamento, tratamento com fosfato, e similares. Portanto um revestimento DEM aplicado sem pré-tratamento pode ser aplicado em uma superfície limpa por jateamento, uma superfície tratada com fosfato, e similares. Os revestimentos DEM combinam a adesão e a resistência à corrosão de um revestimento de fundo ("primer") tradicional com a durabilidade, a resistência à intempérie e brilho de uma composição de revestimento superior. Salvo indicação em contrário, uma composição DEM não necessita de pré-tratamento prévio ou de aplicação de um revestimento de fundo ("primer"), ou da aplicação subsequente de um revestimento superior.
[0018] O termo "sobre", quando usado no contexto de um revestimento aplicado sobre uma superfície ou um substrato, inclui os revestimentos aplicados diretamente ou indiretamente à superfície ou ao substrato. Assim, por exemplo, um revestimento aplicado a uma camada de primer que se sobrepõe a um substrato constitui um revestimento aplicado sobre o substrato.
[0019] Exceto onde indicado em contrário, o termo "polímero"inclui ambos homopolímeros e copolímeros (por exemplo, polímeros de dois ou mais monômeros diferentes). De modo similar, salvo indicação em contrário, o uso de um termo designando uma classe de polímero como, por exemplo, "poliéter"se destina a incluir tanto homopolímeros quanto copolímeros (por exemplo, copolímeros de poli(éter-éster)).
[0020] Os termos "compreende"e as variações do mesmo não têm um significado limitador quando esses termos aparecerem na descrição e nas reivindicações.
[0021] Os termos "preferencial"e "preferencialmente"referem-se às aplicações da invenção que podem permitir certos benefícios, sob certas circunstâncias. Entretanto, outras aplicações podem também ser preferidas, sob as mesmas ou outras circunstâncias. Além disso, a menção a uma ou mais modalidades preferenciais não implica que outras modalidades não sejam úteis, e não se destina a excluir outras modalidades do escopo da invenção.
[0022] Como usado neste documento, "um", "uma", "o/a", "ao menos um", e "um ou mais"são usados de forma intercambiável. Portanto, por exemplo, uma composição de revestimento que compreende "um"poliéter pode ser interpretada com o significado de que a composição de revestimento inclui "um ou mais"poliéteres.
[0023] Também neste documento, as menções de faixas numéricas por pontos de extremidade incluem todos os números englobados dentro daquela faixa (por exemplo, de 1 a 5 inclui 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5, etc.). Ademais, a revelação de uma faixa inclui todas as subfaixas incluídas dentro da faixa mais ampla (por exemplo, 1 a 5 revela 1 a 4, 1,5 a 4,5, 4 a 5, etc.).
[0024] Em uma aspecto, a presente invenção fornece uma composição de revestimento de uretano que inclui um poliol que é um produto de reação de uma resina de fórmula geral (I) e um ácido ou um diol. A composição inclui também um composto funcionalizado com isocianato como um reticulador, e fornece um filme resistente à corrosão quando aplicada em um substrato metálico. Embora a discussão subsequente enfoque principalmente revestimentos diretos-em-metal, é contemplado que a composição descrita neste documento, e também suas variações, pode ser aplicada como revestimentos de fundo ("primers") ou revestimentos superiores, e sobre uma variedade de substratos diferentes, e para uma variedade de outras finalidades.
[0025] As composições de revestimento descritas neste documento incluem, de preferência, ao menos uma quantidade formadora de filme do uretano descrito neste documento, juntamente com um reticulador. Em adição, a composição de revestimento também pode incluir um ou mais ingredientes adicionais como, por exemplo, um veículo líquido, e quaisquer outros aditivos opcionais. Os aditivos adequados incluem pigmentos, agentes dispersantes, estabilizantes contra UV, promotores de adesão, e similares.
[0026] As composições de revestimento da presente invenção podem ter utilidade em uma variedade de finalidades de revestimento, e de preferência finalidades que utilizam um substrato metálico. As composições de revestimento preferenciais apresentam uma combinação superior de propriedades de revestimento, incluindo adesão ótima ao substrato, flexibilidade, resistência ao impacto, resistência à corrosão, durabilidade, resistência à radiação UV (isto é, os revestimentos mantêm ótima cor e/ou ótimo brilho após exposição significativa à radiação UV), e uma aparência isenta de empolamento. Também é contemplado que a composição de revestimento pode ter utilidade em aplicações de revestimento nas quais é desejado um revestimento de fase única, isto é um revestimento direto-em- metal que pode ser usado sem um revestimento de fundo ("primer") ou pré- tratamento do substrato.
[0027] Em modalidades preferenciais, o poliol descrito neste documento, é derivado de uma resina da fórmula geral (I):
em que: • cada A é independentemente um grupo alifático divalente substituído ou não substituído tendo de 1 a cerca de 6 átomos de carbono (alquila ou alquenila C1-C6), um grupo aromático divalente não substituído tendo de cerca de 6 a cerca de 10 átomos de carbono, um grupo aromático divalente substituído com um grupo orgânico tendo de 1 a 4 átomos de carbono (alquila ou alquenila C1-C4), um halogênio, -QTÓQ."go"swg"TÓ"fi alquila C1-C4 substituída ou não substituída, -C(O)-, -O-, -S-, -S(O)-, ou - S(O)2; • cada Ph é independentemente um anel fenileno não substituído, ou um anel fenileno substituído com hidrogênio, um grupo orgânico tendo de 1 a 4 átomos de carbono (alquila ou alquenila C1 -C4), um halogênio, ou -OR • cada R é independentemente H, alquila C1-C4, ou um epóxido da fórmula:
em que R1 e R2 são independentemente H, alquila C1-C4 não substituída, ou alquila C1-C4 substituída com -OH ou alcoxila C1-C4; • m é 0 ou 1; e • n está entre 0 e 6.
[0028] Em modalidades preferenciais, cada R na fórmula geral (I) é um grupo epóxido, em que quando um dentre R1 e R2 é independentemente - CH2-, o outro é hidrogênio.
[0029] Em algumas modalidades, na fórmula geral (I), cada A é independentemente um grupo orgânico, como, por exemplo, um grupo hidrocarboneto tendo de 1 a 6 átomos de carbono (alquila C1 -C6, alquenila ou arila), -C(O)-, -O-, -S-, -S(O)-, ou -S(O)2-. Embora grupos alquila ou arila não substituídos sejam preferenciais, é pretendido que cada A inclua não apenas grupos alquila de hidrocarboneto saturado de cadeia aberta pura, como metila, metileno, etila, propila, t-butila, e similares, mas também substituintes alquila possuindo outros substituintes conhecidos na técnica, como hidroxila, alcoxila, alquilsulfonila, átomos de halogênio, ciano, nitro, amino, carboxila, etc. Similarmente, se A é um grupo arila, é pretendido que cada A inclua não apenas anéis arileno não substituídos, mas também anéis arileno substituídos com grupos alquila saturados, grupos alquenila ou grupos alquinila possuindo outros substituintes conhecidos na técnica, como hidroxila, alcoxila, alquilsulfonila, átomos de halogênio, ciano, nitro, amino, carboxila, e similares. Cada A pode também incluir anéis arileno substituídos com outros substituintes conhecidos na técnica, incluindo, sem limitação, substituintes halogênio, (Cl, Br, I e similares), grupos -QTÓQ."go"swg"TÓ"fi"cnsuila C1-C4 substituída ou não substituída, ou grupos -OR, em que cada R é independentemente H, alquila C1-C4, ou um grupo epóxido da fórmula:
em que R1 e R2 são independentemente H, alquila C1-C4 não substituída, ou alquila C1-C4 substituída com -OH ou alcoxila C1-C4. Em uma modalidade preferencial, cada A na fórmula geral (I) é um grupo metileno, -CH2-, quando m na fórmula geral (I) é 1, e um anel fenileno uwduVkVwifq eqo wo itwrq QTÓQ.go swg TÓ fi -CH2—CH(OH)—CH2—, quando m na fórmula geral (I) é 0.
[0030] Em modalidades preferenciais, o grupo -Ph- na fórmula geral (I) representa um anel aromático, especificamente um anel fenileno. Em um aspecto, o anel fenileno está não substituído nos átomos de carbono não ligados aos segmentos A ou -O-R da fórmula geral (I), isto é, Ph é um símbolo que representa um grupo -C6H4-. Em um outro aspecto, cada Ph é independentemente um anel fenileno substituído com hidrogênio, um grupo hidrocarboneto saturado ou insaturado com 1 a 4 átomos de carbono, com mais preferência um grupo hidrocarboneto saturado que pode opcionalmente incluir um ou mais heteroátomos diferentes de átomos de carbono ou hidrogênio (por exemplo, N, O, S, Si, um átomo de halogênio, etc.). Exemplos de grupos hidrocarboneto adequados podem incluir grupos alquila substituídos ou não substituídos (por exemplo, grupos metila, etila, propila, butila, etc., incluindo isômeros dos mesmos), grupos alquenila, grupos alquinila, grupos alicíclicos, grupos arila, ou combinações dos mesmos. Outros substituintes adequados no anel fenileno na fórmula geral (I) incluem também halogênios como Cl, Br, e similares -QTÓQ. go swg TÓ fi cnswknc E1- C4 não substituída ou substituída, ou grupos -OR, em que cada R é independentemente H, alquila C1-C4, ou um grupo epóxido da fórmula:
em que cada R1 é independentemente H, alquila C1-C4 não substituída, ou alquila C1-C4 substituída com -OH ou alcoxila C1-C4. Em uma modalidade preferencial, cada Ph na fórmula geral (I) é independentemente um anel fenileno não substituído, ou um anel fenileno substituído com hidrogênio, ou um anel fenileno substituído com -OR, em R é um grupo epóxido da fórmula:
[0031] Na fórmula geral (I), n é selecionado com base no peso molecular desejado do poliol descrito neste documento. Em um aspecto, o peso molecular desejado (peso molecular numérico médio, Mn) é ditado pela finalidade fundamental da composição de revestimento de uretano. Tipicamente, o peso molecular desejado do poliol é de preferência entre 400 e 6.000, e com mais preferência entre 1.000 e 3.000. Consequentemente, na fórmula geral (I), n está entre 0 e 6, de preferência entre 0,05 e 4, com mais preferência entre 0,5 e 3.
[0032] Em uma modalidade preferencial, o poliol descrito neste documento é derivado de uma resina com a seguinte estrutura (A) ou (B):
A estrutura (A) representa uma resina da fórmula estrutural geral (I) na qual R é um grupo epóxido com um dentre R1 ou R2 como -CHe os R1 e R2 restantes como H, cada A é -CH2-, cada Ph (isto é, cada anel fenileno) é independentemente não substituído ou substituído com um grupo - OR, em que R é um grupo epóxido como mostrado, m é 1, e n é 1,6 a 3,5. A estrutura (B) representa uma resina da fórmula estrutural geral (I), na qual cada R é um grupo epóxido como definido acima, cada -Ph- é um anel fenileno substituído com um grupo dimetilbenzila, -cada A é um anel fenileno uwduViVwído eqo OR’O-. go swg R’ fi -CH2—CH(OH)—CH2-, m é 0, e n é 0,05 a 0,1.
[0033] Em uma modalidade, o poliol descrito neste documento é o produto da reação de uma resina da fórmula geral (I) com um ácido ou um diol. Os ácidos adequados incluem ácidos monocarboxílicos e dicarboxílicos alifáticos e aromáticos, ácidos graxos saturados e/ou insaturados, e similares. Em um aspecto, os ácidos alifáticos usados na preparação do poliol descrito neste documento incluem ácidos monocarboxílicos, como, por exemplo, ácido acético, ácido butanoico, ácido hexanoico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido 2-etil-hexanoico, ácido cianoacrílico, ácido crotônico, ácido dodecanoico, dímeros de ácido graxo, e similares. Em um aspecto, os ácidos alifáticos usados na preparação do poliol descrito neste documento incluem ácidos dicarboxílicos, como, por exemplo, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido azeláico, ácido subérico, ácido sebácico, ácido decanodioico, ácido dodecanodioico, ácido abiético, dímeros de ácido, e similares. Os ácidos alifáticos podem ser ácidos de cadeia linear ou de cadeia ramificada. Em ainda um outro aspecto, ácidos aromáticos usados na preparação do poliol descrito neste documento incluem ácidos monocarboxílicos aromáticos, como, sem limitação, ácidos aromáticos substituídos com alquila, ácidos aromáticos substituídos com alquenila, ou ácidos aromáticos substituídos com hidroxila. Exemplos incluem ácido benzoico, ácido hidroxibenzoico, ácido cinâmico, e similares. Em um outro aspecto, os ácidos aromáticos incluem ácidos dicarboxílicos como, por exemplo, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido ftálico, ácido naftalenodicarboxílico, ácido ciclo-hexano-1,4-dicarboxílico (CHDA), ácido oxidibenzoico e similares. Em uma modalidade, um ácido monocarboxílico aromático, de preferência ácido benzoico, é usado.
[0034] Os dióis usados na preparação do poliol descrito neste documento incluem dióis alifáticos selecionados dentre dióis alifáticos não substituídos ou substituídos com alquila. Exemplos incluem, sem limitação, glicol etilênico, glicol dietilênico, glicol trietilênico, 1,2- propanodiol, 1,3- propanodiol, 1,2-butanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, pentanodiol, hexanodiol, trimetilolpropano, glicerol e similares. Em uma modalidade, um diol não substituído, de preferência 1,4-butanodiol, é usado.
[0035] Em uma modalidade, o ácido ou o diol está presente em uma quantidade suficiente para reagir substancialmente com todos os grupos epóxido, se presentes, na fórmula geral (I). Em um aspecto, a quantidade de ácido ou de diol necessária para reagir substancialmente com todos os grupos epóxido depende do valor de n na fórmula geral (I), isto é, quantidades maiores do ácido ou do diol podem ser necessárias para valores maiores de n. Em uma modalidade preferencial, se n está de preferência entre 0,05 e 3, a quantidade de ácido ou de diol suficiente para reagir substancialmente com todos os grupos epóxido na fórmula geral (I) está de preferência entre cerca de 1 mol e 4 moles, com mais preferência entre 1,5 moles e 3,5 moles. Como usado neste documento, reagir substancialmente com todos os grupos epóxido na resina significa que o peso equivalente de epóxido por 100 g do poliol é cerca de 0,0001, 0,01.
[0036] Em uma modalidade, o poliol descrito neste documento é o produto de uma reação entre um composto de fórmula geral (I) e um ácido ou um diol. Esta reação é realizada na presença de um catalisador. Os catalisadores adequados incluem trialquilaminas, monoalquildiarilaminas, dialquilarilaminas, triarilaminas, trialquilfosfinas, monoalquildiarilfosfinas, dialquilarilfosfinas, trialquilfosfinas, compostos de amônio quaternário, compostos de fosfônio quaternário, haletos de metais alcalinos, e similares. Os compostos de amônio quaternário ou compostos de fosfônio quaternário, e as dialquilarilaminas são preferenciais. Em uma modalidade preferencial, o catalisador de reação está, de preferência, presente em uma quantidade de ao menos 0,01% em peso, e com mais preferência ao menos 0,1% em peso, com base no peso de material não volátil na composição de revestimento. O catalisador de reação está, de preferência, presente em uma quantidade não maior que 3% em peso e, com mais preferência, não maior que 1% em peso, com base no peso de material não volátil na composição de revestimento.
[0037] As composições de revestimento que incluem o uretano descrito neste documento são curadas por reticulação com um ou mais agentes de cura (isto é, resinas reticuladoras, algumas vezes chamadas de "reticuladores"). A escolha do reticulador específico depende tipicamente do produto específico sendo formulado.
[0038] Exemplos adequados de tais agentes de cura são resinas de cura hidroxil-reativas tais como plásticos fenólicos, plásticos aminados, compostos funcionalizados com isocianato, dianidridos ou suas misturas.
[0039] As resinas fenoplásticas adequadas incluem os produtos de condensação de aldeídos com fenóis. O formaldeído e o acetaldeído são aldeídos preferenciais. Vários fenóis podem ser utilizados, como fenol, cresol, p-fenilfenol, o-terc-butilfenol, p-terc-butilfenol, p-terc-amilfenol, ciclopentilfenol e similares.
[0040] As resinas aminoplásticas adequadas são os produtos de condensação de aldeídos tais como formaldeído, acetaldeído, crotonaldeído, furfural, benzaldeído e similares, com substâncias contendo grupo amino ou amido tais como ureia, melamina e benzoguanamina. Exemplos de resinas reticuladoras à base de plástico aminado adequadas incluem, sem limitação, resinas de benzoguanamina-formaldeído, resinas de melamina-formaldeído, resinas de melamina-formaldeído eterificadas, e resinas de ureia-formaldeído.
[0041] Exemplos de compostos funcionalizados com isocianato adequados incluem, sem limitação, isocianatos alifáticos, cicloalifáticos ou aromáticos di, tri ou polivalentes bloqueados ou não bloqueados, como di- isocianato de hexametileno, di-isocianato de isoforona e similares. Alguns outros exemplos não limitadores de isocianatos bloqueados ou não bloqueados genericamente adequados incluem isômeros de di-isocianato de isoforona, di-isocianato de diciclo-hexilmetano, di-isocianato de tolueno, di- isocianato de difenilmetano, di-isocianato de fenileno, di-isocianato de tetrametilxileno, di-isocianato de xilileno e suas misturas. Em algumas modalidades, são usados isocianatos bloqueados ou não bloqueados que têm um Mn (peso molecular numérico médio) de ao menos cerca de 300, com mais preferência ao menos cerca de 650 e, com ainda mais preferência, de ao menos cerca de 1.000.
[0042] Isocianatos poliméricos bloqueados ou não bloqueados são úteis em certas modalidades. Alguns exemplos de isocianatos poliméricos bloqueados adequados incluem um biureto ou isocianurato de um di- isocianato, um "trímero"trifuncional ou uma sua mistura. Exemplos de isocianatos poliméricos bloqueados adequados incluem TRIXENE BI 7951, TRIXENE BI 7984, TRIXENE BI 7963, TRIXENE BI 7981 (os materiais TRIXENE estão disponíveis junto à Baxenden Chemicals, Ltd., Accrington, Lancashire, Inglaterra), DESMODUR BL 3175A, DESMODUR BL3272, DESMODUR BL3370, DESMODUR BL 3475, DESMODUR BL 4265, DESMODUR PL 340, DESMODUR VP LS 2078, DESMODUR VP LS 2117, e DESMODUR VP LS 2352 (os materiais DESMODUR estão disponíveis junto à Bayer Corp., Pittsburgh, PA, EUA), ou suas combinações.
[0043] Os dianidridos adequados incluem, sem limitação, anidridos de ácidos carboxílicos saturados e insaturados.
[0044] O teor de agente de (isto é, de reticulador) usado tipicamente dependerá do tipo de agente de cura, do tempo e da temperatura de cozedura, do peso molecular do polímero aglutinante, e das propriedades de revestimento desejadas. Se usado, o reticulador está tipicamente presente em uma quantidade de até 50% em peso, de preferência, até 30% em peso, e com mais preferência até 15% em peso. Se usado, um reticulador está preferencialmente presente em uma quantidade de ao menos 0,1% em peso, com mais preferência de ao menos 1% em peso, e ainda mais preferencialmente de ao menos 1,5% em peso. Essas porcentagens, em peso, são baseadas no peso total dos sólidos de resina na composição de revestimento.
[0045] Consequentemente, em uma modalidade preferencial, a presente invenção fornece uma composição de revestimento de uretano que inclui um poliol derivado das resinas de fórmula (I) como descrito acima, e um agente de cura ou reticulador. Em uma modalidade, o reticulador é de preferência um composto funcionalizado com isocianato como descrito acima, como, por exemplo, poli-isocianatos como 2,4-di-isocianato de tolueno, di-isocianato de hexametileno, di-isocianato de polimetileno- polifenila, di-isocianato de metilenodifenila, trímeros cíclicos, trímeros cocíclicos, ou suas misturas. Em uma modalidade preferencial, o reticulador funcionalizado com isocianato é um trímero. Exemplos de trímeros adequados incluem, sem limitação, produtos de trimerização preparados a partir de, em média, três moléculas de di-isocianato ou um trímero preparado a partir de, em média, três moles de di-isocianato (por exemplo, HMDI) reagidos com um mol de outro composto como, por exemplo, um triol (por exemplo, trimetilolpropano).
[0046] Em uma modalidade, é descrito neste documento um método de preparação de uma composição de revestimento de uretano. O método inclui fornecer uma resina da fórmula geral (I) e reagir a mesma com um ácido ou um diol para fornecer um poliol. Em um aspecto, o ácido ou o diol está presente em uma quantidade suficiente para reagir com todos os grupos epóxido presentes na resina de fórmula (I). Em um outro aspecto, a reação é realizada na presença de um catalisador.
[0047] Em uma modalidade, o poliol formado pela reação da resina de fórmula (I) com um ácido ou um diol tem um peso equivalente de hidroxila teórico de cerca de 100 a 400, de preferência de 150 a 350. Em uma modalidade, o poliol tem um número de hidroxila (OH) de cerca de 100 a 400, de preferência de 150 a 350.
[0048] Em uma modalidade preferencial, um poliol formado pela reação de uma resina de fórmula geral (I) com um ácido tem um peso equivalente de hidroxila teórico de cerca de 300 a 350, de preferência de 300 a 320, e um número de hidroxila (OH) de cerca de 150 a 250, de preferência de 175 a 200. Em uma modalidade preferencial alternativa, um poliol formado pela reação de uma resina de fórmula geral (I) com um diol tem um peso equivalente de hidroxila teórico de cerca de 150 a 250, de preferência de cerca de 170 a 200, e um número de hidroxila (OH) de cerca de 200 a 400, de preferência de 300 a 350.
[0049] Em uma modalidade, a reação de uma resina de fórmula geral (I) com um ácido ou um diol resulta em um produto de reação (isto é, o poliol descrito neste documento) tendo uma concentração de sólidos não voláteis de cerca de 70% a 80%, e um viscosidade de cerca de 1.000 centipoise (mPa.s) a 5.000 centipoise (mPa.s) (viscosidade Gardner de aproximadamente X a Z-3).
[0050] A reação para produzir o poliol é realizada em uma temperatura de cerca de 50°C a 250°C, de preferência de 100°C a 200°C, durante cerca de 2 horas a 15 horas, de preferência de 4 horas a 12 horas. As temperaturas de reação e o tempo de reação podem variar substancialmente, mas são selecionados para obter um poliol no qual substancialmente todos os grupos epóxido na resina de fórmula geral (I) foram reagidos.
[0051] Nos métodos descritos neste documento, o poliol formado é curado por reticulação com um composto funcionalizado com isocianato para produzir uma composição de revestimento de uretano. Em uma modalidade, o composto funcionalizado com isocianato é usado em uma quantidade suficiente para produzir uma razão de OH:NCO de 1:1 a 3:1. Em uma modalidade, se o poliol é formado pela reação de uma resina de fórmula geral (I) com um ácido, a razão de OH:NCO é de preferência de 3:1, com mais preferência de 2,82:1. Em uma modalidade, se o poliol é formado pela reação de uma resina de fórmula geral (I) com um diol, a razão de OH:NCO é de preferência de 2:1, com mais preferência de 1,63:1.
[0052] A presente descrição é direcionada a uma composição de uretano que pode ser usada como um revestimento resistente à corrosão aplicado em um substrato, de preferência um substrato metálico como, por exemplo, um aço laminado a frio (CRS, "cold-rolled steel "), aço tratado com fosfato de ferro, ou alumínio. Em um aspecto, a composição de revestimento de uretano pode ser usada como um revestimento de fundo ("primer") resistente à corrosão, pré-tratamento ou um revestimento direto-em-metal. Em um aspecto preferencial, a composição de uretano pode ser usada para formar um revestimento resistente à corrosão quando aplicada diretamente em um substrato metálico sem o uso de um revestimento de fundo ("primer") ou pré- tratamento, isto é, como um revestimento direto-em-metal. Convencionalmente, os revestimentos diretos-em-metal mostram adesão insatisfatória ou inconsistente sobre vários substratos. Portanto, para ótima resistência à corrosão, pré-tratamentos de alta qualidade são aplicados no substrato metálico antes da aplicação do revestimento direto-em-metal. Sem o pré-tratamento, o substrato metálico mostra insatisfatória resistência à corrosão e empolamento significativo em um ambiente úmido. Surpreendentemente, e contrariamente às suposições na técnica, a composição de revestimento de uretano descrita neste documento demonstra boa resistência à corrosão sem nenhum empolamento sobre vários substratos metálicos quando usada como um revestimento direto-em-metal.
[0053] Convencionalmente, os polióis derivados de resinas epoxídicas são usados para preparar composições de revestimento de uretano que fornecem boa adesão. Entretanto, tais revestimentos tipicamente não fornecem ótima resistência à corrosão ou boa resistência à intempérie, com amarelecimento significativo do revestimento observado sob exposição à radiação UV. Surpreendentemente, e contrariamente às suposições na técnica, a composição de revestimento de uretano descrita neste documento, que é preparada a partir de um poliol derivado de resina epoxídica, demonstra excelente resistência à corrosão e também boa resistência à intempérie. Além disso, o revestimento de uretano descrito neste documento tem alto brilho e mantém fortes cor e brilho mesmo após exposição prolongada ou significativa à radiação UV.
[0054] Como discutido acima, em certas modalidades preferenciais, a composição de revestimento da presente invenção é adequada como um revestimento direto-em-metal resistente à corrosão. Sem se ater à teoria, acredita-se que a resistência à corrosão da composição de revestimento descrita neste documento pode depender da temperatura de transição vítrea (Tg) do polímero de uretano. Em uma modalidade, o polímero de uretano da presente invenção tem, de preferência, Tg de ao menos 25°C, com mais preferência de ao menos 30°C, e ainda mais preferencialmente de ao menos 40°C. Em modalidades preferenciais, a Tg é menor que 100°C, com mais preferência menor que 80°C, e ainda mais preferencialmente menor que 60°C. A variação da Tg, por exemplo pela variação da estrutura das resinas de fórmula geral (I), ou pela variação do reticulador funcionalizado com isocianato, pode fornecer composições de revestimento com propriedades diferentes para uso em aplicações diferentes. Uma faixa diferente de Tg pode ser necessária se a composição de uretano descrita neste documento é submetida a uma cura de eletrorrevestimento em vez de secagem com ar forçado, por exemplo.
[0055] Os polímeros da presente invenção podem ser aplicados em um substrato como parte de uma composição de revestimento que inclui um veículo líquido. O veículo líquido pode ser água, solvente orgânico, ou misturas de vários de tais veículos líquidos. Consequentemente, as composições de revestimento líquidas da presente invenção podem ser sistemas à base de água ou à base de solvente. Exemplos de solventes orgânicos adequados incluem éteres glicólicos, alcoóis, hidrocarbonetos alifáticos ou aromáticos, ésteres dibásicos, cetonas, e similares, e suas combinações. De preferência, tais veículos são selecionados para fornecer uma dispersão ou solução do polímero para formulação posterior. Em um aspecto, as propriedades da composição de revestimento de uretano descrita neste documento podem ser alteradas se o revestimento é um revestimento alto em sólidos, isto é, a resina de fórmula geral (I) é uma resina sólida em vez de uma resina líquida. Em um aspecto preferencial, a composição de revestimento descrita neste documento é dispersa em um veículo líquido e aplicada por métodos comerciais padrão conhecidos na técnica, como, por exemplo, aspersão, eletrorrevestimento, revestimento por extrusão, laminação, revestimento por pó e similares.
[0056] A quantidade do polímero de uretano na composição descrita neste documento pode variar dependendo de uma variedade de considerações como, por exemplo, o método de aplicação, a presença de outros materiais formadores de filme, se a composição de revestimento é um sistema à base de água ou à base de solvente, etc. Para composições de revestimento à base de líquido, entretanto, a composição de uretano descrita neste documento tipicamente consistirá em ao menos 10% em peso, mais tipicamente ao menos 30% em peso, e ainda mais tipicamente ao menos 50% em peso da composição de revestimento, com base no peso total de sólidos de resina na composição de revestimento.
[0057] Em uma modalidade, a composição de revestimento é uma composição à base de solvente orgânico tendo, preferencialmente, ao menos 50% em peso de componentes não voláteis (isto é, sólidos), mais preferencialmente ao menos 60% em peso de componentes não voláteis, e com a máxima preferência ao menos 70% em peso de componentes não voláteis. Em uma modalidade, os componentes não voláteis formadores de filme incluem preferencialmente ao menos 50% em peso do polímero de uretano descrito neste documento, mais preferencialmente ao menos 55% em peso do polímero, e ainda mais preferencialmente ao menos 60% em peso do polímero. Para essa modalidade, os componentes não voláteis formadores de filme incluem, de preferência, não mais que 95% em peso do polímero da presente invenção, e com mais preferência não mais que 85% em peso do polímero.
[0058] Uma composição de revestimento da presente invenção pode também incluir outros ingredientes opcionais que não afetam adversamente a composição de revestimento ou uma composição de revestimento curada resultante da mesma. Tais ingredientes opcionais são tipicamente incluídos em uma composição de revestimento para melhorar a estética da composição; para facilitar a fabricação, o processamento, o manuseio, e a aplicação da composição; e para otimizar adicionalmente uma propriedade funcional específica de uma composição de revestimento ou de uma composição de revestimento curada resultante da mesma. Por exemplo, a composição descrita neste documento pode incluir opcionalmente cargas, catalisadores, lubrificantes, pigmentos, tensoativos, corantes, colorantes, tôneres, agentes de coalescência, extensores, agentes anticorrosão, agentes para controle de fluxo, agentes tixotrópicos, agentes dispersantes, antioxidantes, promotores de adesão, estabilizadores contra luz, e suas misturas, conforme necessário para proporcionar as propriedades desejadas de filme. Cada ingrediente opcional é de preferência incluído em uma quantidade suficiente para servir ao propósito ao qual se destina, mas não em uma quantidade que afete de maneira adversa uma composição de revestimento ou uma composição de revestimento curada resultante da mesma.
[0059] Os ingredientes opcionais úteis incluem pigmentos, como, por exemplo, dióxido de titânio, amarelo de óxido de ferro, e similares. Os pigmentos adequados para uso com a composição descrita neste documento são conhecidos por aqueles versados na técnica, e podem ser variados para uma aparência ou cor de revestimento desejada. Se usado, um pigmento está presente na composição de revestimento em uma quantidade não maior que 70% em peso, mais preferencialmente não maior que 50% em peso, e ainda com mais preferência não maior que 40% em peso, com base no peso total de sólidos na composição de revestimento.
[0060] Agentes umectantes, agentes dispersantes e tensoativos podem ser opcionalmente adicionados à composição de revestimento para auxiliar nos fluxo e umedecimento do substrato. Exemplos de tensoativos, incluem, mas não se limitam a, sais e poliéteres de nonilfenol e tensoativos similares conhecidos pelas pessoas versadas na técnica. Se usado, um tensoativo está presente, de preferência, em uma quantidade de ao menos 0,01% em peso e, com mais preferência, de ao menos 0,1% em peso, com base no peso de sólidos de resina. Se usado, um tensoativo está, de preferência, presente em uma quantidade não maior que 10% em peso, e com mais preferência, não maior que 5 % em peso, com base no peso de sólidos de resina.
[0061] A composição de revestimento descrita neste documento pode ser usada como um revestimento direto-em-metal, e a composição pode ser aplicada como uma camada única, como duas camadas, ou mesmo como camadas múltiplas. Alternativamente, a composição de revestimento pode ser usada também como um revestimento de fundo ("primer"), um revestimento intermediário, ou um revestimento superior. A espessura do revestimento de uma camada específica e do sistema de revestimento total variará dependendo do material de revestimento usado, do substrato, do método de aplicação de revestimento, e da finalidade do artigo revestido. Quando usado como um revestimento direto-em-metal, a espessura do filme de revestimento aplicado é, de preferência, cerca de 0,01 mm a 0,08 mm (cerca de 0,5 mil a 3 mil), com mais preferência 0,025 mm a 0,051 mm (1 mil a 2 mil), e ainda mais preferencialmente 0,030 mm a 0,046 mm (1,2 mil a 1,8 mil).
[0062] A composição de revestimento da presente invenção pode ser aplicada a um substrato antes ou depois de o substrato ser transformado em um artigo.
[0063] Após a aplicação da composição de revestimento sobre um substrato, a composição pode ser curada com o uso de uma variedade de processos, incluindo, por exemplo, processo de cozedura em forno por meio de métodos convencionais ou de convecção, ou qualquer outro método que fornece uma temperatura elevada adequada para a cura do revestimento. O processo de cura pode ser realizado em etapas distintas ou combinadas.
[0064] As condições de cura variarão dependendo do método de aplicação e da finalidade pretendida. O processo de cura pode ser realizado em qualquer temperatura adequada, incluindo, por exemplo, temperaturas de forno na faixa de cerca de 100°C a cerca de 300°C, e mais tipicamente de cerca de 177°C a cerca de 250°C.
[0065] Exceto onde indicado em contrário, os métodos de teste a seguir foram utilizados nos exemplos que seguem.
[0066] O teste de adesão é realizado de acordo com a norma ASTM D 3359 - "Test Methodcl B"[Método de Teste B]. A adesão é, de modo geral, classificada em uma escala de 0B a 5B na qual uma classificação de "5B"indica nenhuma falha de adesão, isto é nenhuma perda de tinta de uma área quadriculada de corte em grade, uma classificação de "2B"indica 15% a 35% de perda de tinta da área quadriculada de corte em grade, e uma classificação de "0B"indica mais que 65% de perda de tinta da área quadriculada de corte em grade. As classificações de adesão de 5B e não menores que 4B são tipicamente desejadas para revestimentos comercialmente viáveis.
[0067] A resistência aos impactos direto e reverso de revestimentos curados é testada usando os métodos descritos na norma ASTM D2794 ("Standard Test Method for Resistance of Organic Coatings to the Effects of Rapid Deformation"- [Método de Teste Padrão de Resistência de Revestimentos Orgânicos para os Efeitos de Deformação Rápida]). Resumidamente, os revestimentos a serem testados são aplicados em painéis metálicos e curados. Um peso padrão é deixado cair de uma distância específica para colidir um indentador que deforma o revestimento curado e o substrato no qual ele está aplicado. Os resultados são expressados como o peso (em libra-massa) deixado cair que causa falha no revestimento, tipicamente por fendilhamento.
[0068] A resistência à corrosão de revestimentos curados preparados a partir da composição descrita neste documento é testada usando um método de névoa salina, como descrito na norma ASTM B117 ("Standard Practice for Operating Salt Fog Apparatus"- [Prática Padrão para Operar o Aparelho de Névoa Salina]). Os resultados são expressados em uma escala de 0 a 10, na qual "0"indica que o revestimento está completamente corroído, observado por formação de bolhas ou empolamento do filme em todas as áreas, e "10"indica que o revestimento está inalterado como antes de ter sido submetido ao ambiente corrosivo. As classificações de ferrugem para os revestimentos submetidos à exposição de névoa salina em um ambiente úmido são também expressadas em uma escala de 0 a 10, na qual "0"indica superfície com enferrujamento completo, e "10"indica superfície sem enferrujamento.
[0069] A resistência à corrosão de revestimentos curados preparados a partir da composição descrita neste documento também é testada pela medição da penetração da corrosão a partir da incisão após a exposição a um ambiente corrosivo, como descrito na norma ASTM D1654-08 ("Standard Test Method for Evaluation of Painted or Coated Specimens Subjected to Corrosive Environments"- [Método de Teste Padrão para Avaliação de Espécimes Pintados ou Revestidos Submetidos aos Ambientes Corrosivos]). Um revestimento é aplicado em um painel e curado. O painel é então incisado até o metal e exposto à névoa salina durante um determinado período de tempo. A perda de tinta a partir da incisão é medida, e os resultados são expressados como a quantidade de penetração da corrosão (em mm) a partir da incisão. Para revestimentos comercialmente viáveis, é desejada a penetração da corrosão a partir da incisão de 3 mm ou menos.
[0070] A flexibilidade dos revestimentos curados preparados a partir da composição descrita neste documento é testada usando o teste de dobramento sobre mandril, conforme descrito na norma ASTM D522 ("Standard Test Methods for Mandrel Bend test for Attached Organic Coatings"- [Métodos de Teste Padrão para Teste de Dobramento sobre Mandril para Revestimentos Orgânicos Aderidos]). Os resultados são expressados como o comprimento (em mm) até o qual um filme de revestimento pode ser alongado (ou dobrado) antes de fendilhamento no filme.
[0071] A dureza dos revestimentos curados preparados a partir das composições em pó é testada usando o método do lápis, conforme descrito na norma ASTM D3363 ("Standard Test Method for Film Hardness by Pencil Test"- [Método de Teste Padrão da Dureza do Filme pelo Teste de Lápis). Os dados são reportados na forma do último lápis bem sucedido antes da ruptura do filme. Dessa forma, por exemplo, se um revestimento não romper quando for testado com um lápis 2H, porém se romper quando for testado com um lápis 3H, o revestimento é relatado como tendo uma dureza ao risco de lápis de 2H.
[0072] Para a presente avaliação, os revestimentos foram aplicados em painéis de vários substratos com uma espessura do filme de cerca de 0,036 mm (cerca de 1,4 mil) e submetidos aos testes descritos acima.
[0073] Os exemplos a seguir são oferecidos para ajudar no entendimento da presente invenção e não devem ser considerados limitadores do seu escopo. Exceto onde indicado em contrário, todas as partes e porcentagens são expressas em peso. As construções citadas foram avaliadas pelos testes da seguinte forma:
[0074] Uma solução de 1.059 g de uma resina epoxídica novolac (obtida junto à Dow) em cetona etílica e metílica ou MEK ("methylethyl ketone") foi carregada para dentro de um frasco de fundo redondo de 3 litros, de 4 bocas, juntamente com 610 g (aproximadamente 5 moles) de ácido benzoico na presença de 1,5 g de cloreto de tetrametilamônio como um catalisador. A mistura foi aquecida sob uma atmosfera de nitrogênio para uma temperatura de 130°C e a MEK foi permitida vaporizar-se durante o curso da reação e foi colhida através de um condensador. A reação foi amostrada após quatro horas e o valor de epóxido medido foi 10. A MEK residual foi extraída e 647 g de acetato de butila foram adicionados lentamente através de um funil de adição enquanto que os reagentes eram esfriados para a temperatura ambiente. O produto de reação resultante foi uma resina de poliol com teor de não voláteis de 71,5% e uma viscosidade Gardner de X. O equivalente de hidroxila teórico (em uma base de sólidos de 100%) foi 302, correspondendo ao número de OH de 187.
[0075] Para preparar uma tinta ou composição de uretano com o poliol n° 1 (preparado como descrito no Exemplo 1), 10,07 g de acetato de butila foram adicionados a um recipiente de metal, seguido por 144,07 g de poliol n° 1. Uma quantidade adicional de acetato de butila foi então adicionada com agitação, juntamente com pigmentos, agentes dispersantes, agentes floculantes e similares, necessários para formular uma tinta de um volume específico. A mistura foi moída em um moinho de meios horizontal para um grau de moagem Hegman de 7. A mistura foi diluída em 17,09 g de acetato de butila com agitação lenta, e 346,20 g de poliol n° 1 foram adicionados, juntamente com 94,82 g de acetato de butila, uma pasta tonalizante de base acrílica, dilaurato de dibutilestanho como estabilizante, agentes de fluidez, pigmentos, e um promotor de adesão. A formulação de tinta foi então misturada com um trímero HDI disponível para comercialização em uma razão de tinta:isocianato de 2,82: 1.
[0076] Uma solução de 752 g de uma resina epoxídica convencional derivada de BPA (EPON 828, obtida junto à Momentive) foi carregada para dentro de um frasco de fundo redondo de 3 litros, de 4 bocas, juntamente com 540 g de 1,4-butanodiol na presença de 1,5 g de dimetilbenzilamina como um catalisador. A mistura foi aquecida sob uma atmosfera de nitrogênio para uma temperatura de 190°C e reagida durante 12 horas. A reação foi amostrada e o valor de epóxido medido foi 11,5. Os conteúdos do reator foram esfriados para 120°C e 681 g de acetato de butila foram adicionados lentamente através de um funil de adição enquanto que os reagentes eram esfriados para a temperatura ambiente. O produto de reação resultante foi uma resina de poliol com teor de não voláteis de 72,9% e uma viscosidade Gardner de Z3. O equivalente de hidroxila teórico (em uma base de 100% de sólidos) foi 170, correspondendo ao número de OH de 330.
[0077] Para preparar uma tinta ou composição de uretano com o poliol n° 2 (preparado como descrito no Exemplo 3), 10,00 g de acetato de butila foram adicionados a um recipiente de metal, seguido por 144,07 g de poliol n° 2. Uma quantidade adicional de acetato de butila foi então adicionada com agitação, juntamente com pigmentos, agentes dispersantes, agentes floculantes catalisadores e similares, necessários para formular uma tinta de um volume específico. Os ingredientes foram completamente misturados e a mistura foi moída em um moinho de meios horizontal para um grau de moagem Hegman de 7. A mistura moída foi diluída em 17,09 g de acetato de butila com agitação lenta, e 154,7 g de poliol n° 2 foram adicionados, juntamente com 67,06 g de acetato de butila, uma pasta tonalizante de base acrílica, dilaurato de dibutilestanho como estabilizante, agentes de fluidez, pigmentos, e um promotor de adesão. A formulação de tinta foi então misturada com um trímero HDI disponível para comercialização em uma razão de tinta:isocianato de 1,63: 1.
[0078] As tintas dos Exemplos 2 e 4 foram aspergidas sobre painéis não imprimados ou não tratados de aço laminado a frio (CRS), alumínio ou aço tratado com fosfato, com formação de filme aplicado de cerca de 0,036 mm (cerca de 1,4 mil). Os painéis aspergidos foram então jateados durante 10 minutos e cozidos durante 30 minutos a 82°C (180°F). Os painéis foram incisados até o metal e expostos ao sal durante 240 horas, seguido pela avaliação de várias propriedades mecânicas e físicas. Os resultados são mostrados na Tabela 1. Tabela 1: Resultados de teste de desempenho
[0079] A revelação completa de todas as patentes, pedidos de patente, publicações, e material disponível eletronicamente citado na presente invenção estão aqui incorporados a título de referência. A descrição detalhada e os exemplos anteriormente mencionados foram oferecidos somente por uma questão de clareza de entendimento. Nenhuma limitação desnecessária deve ser inferida das mesmas. A invenção não está limitada aos detalhes exatos apresentados e descritos, pois variações óbvias para uma pessoa versada na técnica serão incluídas dentro da invenção definida pelas reivindicações. A invenção ilustrativamente aqui revelada pode ser adequadamente praticada, em algumas modalidades, na ausência de qualquer elemento que não seja aqui especificamente revelado.
Claims (10)
1. Composição de revestimento de uretano à base de solvente, caracterizada pelo fato de que compreende: (1) um poliol que é o produto de reação de: (a) uma resina tendo a fórmula geral (I)
em que: cada A é independentemente um grupo alifático divalente substituído ou não substituído tendo de 1 a 6 átomos de carbono, um grupo aromático divalente não substituído tendo de 6 a 10 átomos de carbono, um grupo aromático divalente substituído com um grupo orgânico tendo de 1 a 4 átomos de carbono (alquila ou alquenila C1-C4), um halogênio, -OR’O, em que R’ é alquila C1-C4 substituída ou não substituída, -C(O)-, -O-, -S-, - S(O)-, ou -S(O)2; cada Ph é independentemente um anel fenileno não substituído, ou um anel fenileno substituído com H, alquila C1-C4, Cl, Br, ou -OR; cada R é independentemente H, alquila C1-C4, ou um epóxido da fórmula:
em que R1é independentemente H, alquila C1-C4 não substituída, ou alquila C1- C4 substituída com -OH, ou alcoxila C1-C4; m é 0 ou 1; e n está entre 0 e 6; e (b) um ácido presente em uma quantidade suficiente para reagir com todos os grupos epóxido,, se presentes, em componente (a), sendo que a reação é realizada na presença de um catalisador de reação; e (2) um composto funcionalizado com isocianato.
2. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada R na fórmula geral (I) é um epóxido em que cada R1é independentemente -CH2- ou H.
3. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada A na fórmula geral (I) é um grupo metileno e m é 1.
4. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada A na fórmula geral (I) é um anel fenileno substituído com um grupo -OR’O-, em que R’ é -CH2- CH(OH)- CH2-, e m é 0.
5. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada Ph é independentemente um anel fenileno não substituído ou um anel fenileno substituído com um grupo -OR, em que R é um epóxido da fórmula:
em que cada R1é independentemente -CH2- ou H.
6. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada Ph é independentemente um anel fenileno não substituído ou um anel fenileno substituído com um grupo dimetilbenzila.
7. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que n está entre 1,0 e 2,0.
8. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a resina de fórmula geral (I) tem a estrutura:
em que n está entre 1,0 e 2,0.
9. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o ácido é um ácido aromático selecionado dentre um ácido aromático não substituído, um ácido aromático substituído com alquila, um ácido aromático substituído com alquenila, ou um ácido aromático substituído com hidroxila.
10. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o reator de catalisador é cloreto de tetrametilamônio.
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