BR112016024677B1

BR112016024677B1 - Composição de um revestimento curável, e, uso de um revestimento sobre uma superfície de liberação de calor

Info

Publication number: BR112016024677B1
Application number: BR112016024677-2A
Authority: BR
Inventors: Stefan Holberg; Claus Bischoff
Original assignee: Teknologisk Institut
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2022-08-16
Also published as: DK201470243A1; US20170044380A1; EP3137564A1; DK3137564T3; CA2947215A1; DK178553B1; BR112016024677A2; WO2015161857A1; EP3137564B1; US10533095B2

Abstract

COMPOSIÇÃO DE UM REVESTIMENTO CURÁVEL E USO DE UM REVESTIMENTO SOBRE UMA SUPERFÍCIE DE LIBERAÇÃO DE CALOR. Composição de revestimento curável e o uso, especialmente em trocadores de calor, para aquecimento e/ou resfriamento de água, em particular água da torneira, são descritos. O revestimento curável compreende, com base no teor de sólidos após cura, 35-80% em peso de um epoxissilano de acordo com a estrutura geral 1 e/ou seus produtos de hidrolisação e/ou condensação, 1: R1R2aSiR3b com R1 sendo 3-glicidiloxipropila, R2 sendo metila, R3 sendo alquilóxi ou acilóxi, a sendo 0, 1 ou 2 e b sendo 3 -a e 20 - 65% em peso de um poli-isocianato bloqueado e opcionalmente outros componentes. O revestimento proporciona proteção melhorada contra corrosão em superfícies de alumínio, reduz a formação de calcário nas superfícies do trocador de calor e é capaz de suportar gradientes de temperatura lateral e/ou temporal quando revestido sobre superfícies de troca de calor.

Description

Campo da invenção

[001] A presente invenção refere-se a uma composição de revestimento e ao uso de uma película de revestimento preparada a partir da composição de revestimento sobre superfícies de transferência de calor.

Fundamentos da invenção

[002] Vários dispositivos técnicos são feitos de metais. Estas superfícies de metal podem ser afetadas pela corrosão ou incrustação, ambas prejudicando a função do respectivo dispositivo.

[003] Um problema específico é calcário, que ocorre especialmente quando água do solo duro é aquecida, por exemplo, em trocadores de calor para fornecer água quente para domicílios e empresas. O calcário reduz a transferência de calor através da superfície do trocador de calor e limita o fluxo. Após um determinado tempo de uso, é necessária limpeza dispendiosa ou mesmo substituição do trocador de calor. Vários tipos de trocadores de calor e várias fontes de aquecimento, tais como aquecimento urbano, queimadores a óleo ou gás, são usados. Trocadores de calor de placas são uma solução eficiente para transferir calor do aquecimento urbano para os domicílios familiares. Devido à compacidade destes trocadores de calor, pode ocorrer gradiente de temperatura lateral significante ao longo das placas. Além disso, o modo de controle destes trocadores de calor, especialmente quando eles fornecem água quente diretamente, sem um reservatório adicional para a demanda um tanto irregular dos usuários finais, pode levar a mudanças frequentes e repentinas de temperatura.

[004] Revestimentos repelentes têm sido propostos para evitar ou reduzir a incrustação. EP 1129789 B1 ensina a aplicação de resinas fluoradas de silano para formar películas de revestimento de poucos μm de espessura que reduzem a adesão de calcário sobre trocadores de calor usados para aquecer água. No entanto, o revestimento foi testado apenas em painéis de teste e em estufas no campo. Nenhum dado com relação à duração do teste é descrito. Desse modo, nenhum dado com relação à estabilidade em longo prazo do revestimento contra mudanças de temperatura e gradientes de temperatura está disponível. Além disso, o uso de resinas fluoradas, de um ponto de vista ambiental, não é ideal.

[005] WO 2012083970 A1 ensina um revestimento repelente contra incrustação à base de silanos e um aditivo de polidimetil-siloxano. A boa adesão em aço inoxidável e a aplicação do revestimento em um trocador de calor são descritas, mas nenhum dado com relação à estabilidade contra mudanças de temperatura é relatado, nem qualquer dado com relação à estabilidade contra fortes gradientes de temperatura lateral. Um exemplo de um trocador de calor de placas com um comprimento de 1,8 m e uma diferença de temperatura entre a entrada e saída de 10°C é descrito, mas o fluido usado é um óleo e não água, e o documento não descreve quaisquer propriedades repelentes ou de redução de calcário.

[006] A distância entre a entrada e a saída não é descrita, mas para um trocador de calor comercial do tipo e tamanho descritos, ela está tipicamente na faixa de 1,2 a 1,3 m. Isto levaria a um gradiente de temperatura lateral de ~0,008 °C/mm.

[007] DE 10152853 A1 ensina um revestimento à base de epoxissilanos e isocianatos bloqueados que pode ser usado como revestimento de fácil limpeza para superfícies de metal. Nenhum dado sobre a estabilidade contra mudanças de temperatura ou gradientes de temperatura é descrito, e o documento não descreve quaisquer propriedades repelentes ou de redução de calcário.

[008] WO 2012018296 A1 descreve um trocador de calor de placas com propriedades antiobstrução com uma superfície de baixa energia compreendendo óxido de silicone, preparado, por exemplo, a partir de um polímero terminado em silano ou uma resina de polissiloxano-uretano aplicada em superfícies de metal como, por exemplo, cobre ou aço inoxidável. Não é descrito nenhum dado sobre gradientes de temperatura. O revestimento suporta uma mudança repentina de temperatura por imersão dentro de nitrogênio líquido a -196°C e contato com óleo bruto, mas por outro lado deteriora em contato com água do mar. Não é fornecido nenhum dado com relação aos gradientes de temperatura. O documento não descreve quaisquer propriedades repelentes ou redutoras de calcário.

[009] Assim, existe uma necessidade na técnica de trocadores de calor para fornecer uma superfície que reduza efetivamente a incrustação de calcário, mas ao mesmo tempo seja estável com relação à água quente, mudanças de temperatura e gradientes de temperatura e, assim, capaz de operar durante tempos mais longos sob condições alternadas. Mesmo assim, de acordo com DE 10152853 A1, verificou-se que revestimentos à base de polissiloxanos reticulados, organicamente modificados firmemente se ligam a metais, como aço e são mecanicamente e quimicamente resistentes, mas isto não significa que estes revestimentos em geral suportam as condições presentes nos trocadores de calor usados para o fornecimento de água quente para usuários finais.

[0010] Outro problema específico é a corrosão de alumínio. Alumínio é tecnicamente interessante devido à sua baixa densidade específica e baixo preço comparado com outros metais. Películas de revestimento de polissiloxano transparentes à base de organossilanos com uma espessura de apenas alguns μm podem proteger efetivamente o alumínio da corrosão. A baixa espessura da película torna fácil a sua permanência dentro de limites de construção para estabilidade dimensional. Além disso, os revestimentos são dificilmente visíveis, o que é vantajoso para artigos decorativos que devem manter sua aparência e aspecto metálicos. Várias composições de revestimento à base de silano foram propostas, confere, US 6403164 B1, WO 2012083970 A1 ou DE 10152853 A1. No entanto, qualquer aperfeiçoamento na proteção contra corrosão é de interesse comercial porque aumenta a área de aplicação.

Objeto da Invenção

[0011] O objeto da invenção é fornecer um revestimento que pode resistir às flutuações de temperatura e gradientes de temperatura, quando aplicado em superfícies que estão em contato com água e operam sob condições de temperatura e/ou pressão alternadas e que fornecem uma superfície repelente ao calcário.

[0012] É também um objeto da presente invenção fornecer um revestimento, que fornece proteção contra corrosão para alumínio.

[0013] É também um objeto usar o revestimento em trocadores de calor usados para aquecer água da torneira, em particular trocadores de calor de placas, que podem ser em particular trocadores de calor brasados.

Descrição da Invenção

[0014] A presente invenção refere-se a uma composição de revestimento curável compreendendo 35 - 80% em peso (com base no teor de sólidos no revestimento após a cura) de um epoxissilano de acordo com a estrutura geral 1 e/ou seus produtos de hidrolisação e/ou condensação, 20 - 65% em peso (com base no teor de sólidos após cura) de um poli-isocianato bloqueado e opcionalmente outros componentes. Estrutura 1: R1R2aSiR3b com R1 sendo 3-glicidiloxipropila, R2 sendo metila, R3 sendo um grupo hidrolisável, sendo alquilóxi ou acilóxi, a sendo 0, 1 ou 2 e b sendo 3-a, o revestimento compreende adicionalmente, com base em sólidos depois da cura, 0,1 a 4% em peso de uma poliacrilato modificado por silicone de OH funcional, dito silicone usado para modificar o poliacrilato sendo poli- dimetilsilioxano, dita função OH levando a um peso equivalente do dito poliacrilato de 500-5000 g/mol.

[0015] Além disso, a presente invenção refere-se ao uso de um revestimento sobre uma superfície de liberação de calor, como um trocador de calor de placas, em particular um trocador de calor de placas brasadas.

Descrição do desenho

[0016] A figura 1 mostra o trocador de calor de placas brasadas usado para o teste de incrustação do trocador de calor. A figura 2 a 4 mostram a saída dos trocadores de calor respectivos após o teste de incrustação. A figura 2 mostra o trocador de calor A não revestido coberto com uma camada contínua de calcário e partículas de calcário. A figura 3 mostra o trocador de calor B revestido com o revestimento de acordo com exemplo 2 e a incrustação de calcário significantemente reduzida. A figura 4 mostra o trocador de calor C revestido com o revestimento de acordo com exemplo 3. É visto na Figura 4 que pelo menos partes do revestimento se desprenderam.

[0017] A figura 5 ilustra os resultados do teste do marcador. Os números de 1 a 6 estão de acordo com os números do exemplo de acordo com o qual o revestimento foi preparado. Um único número indica que a figura mostra a linha inicial do marcador. Um "W" após o número mostra que a figura mostra a linha do marcador após a tentativa de limpar a linha com um pano seco.

Descrição Detalhada da Invenção

[0018] Nesta descrição, uma composição de revestimento curável é a composição de um material que pode ser aplicado em pelo menos parte de uma superfície. Após a aplicação, o revestimento cura. Isto significa que, componentes voláteis evaporam e/ou componentes reativos reticulam quimicamente, opcionalmente também com a superfície em baixo do revestimento. Os sólidos da composição de revestimento após a cura são calculados levando em conta também a evaporação de componentes voláteis que são deixados livres durante a cura, como grupos hidrolisáveis, água no caso de reações de condensação e agentes de bloqueio.

[0019] De acordo com a invenção, pelo menos um objetivo é alcançado por uma composição de revestimento como descrita, uma composição de revestimento preparada por um método ou processo como descrito.

[0020] Uma composição de revestimento curável compreendendo 35 - 80% em peso (com base no teor de sólidos após cura) de um epoxissilano de acordo com a estrutura geral 1 e/ou seus produtos de hidrolisação e/ou produtos da condensação, 20 - 65% em peso (também com base no teor de sólidos após cura) de um poli-isocianato bloqueado e opcionalmente outros componentes. Estrutura 1: R1R2aSiR3b com R1 sendo 3-glicidiloxipropila, R2 sendo metila, R3 sendo um grupo hidrolisável, sendo alquilóxi ou acilóxi, a sendo 0, 1 ou 2 e b sendo 3-a.

[0021] Referidos epoxissilanos são produtos comerciais econômicos. Eles podem formar redes densas durante a cura. Eles podem reticular com outros silanos pela hidrólise e condensação de grupos hidrolisáveis tais como silício ligado a grupos alcóxi ou acilóxi. A reticulação pode ser induzida pela água a partir da umidade atmosférica. Alternativamente, água pode ser adicionada na composição de revestimento antes da aplicação. Em uma modalidade preferida, referidos epoxissilanos contêm grupos metóxi e etóxi hidrolisáveis e são, antes da aplicação, devido à adição de água, parcialmente hidrolisados e condensados. Neste estado, a composição de revestimento reticula mais efetivamente durante a cura.

[0022] Referidos epoxissilanos também podem reticular através do grupo epóxi com grupos que reagem com grupos epóxi tais como, por exemplo, aminas, ácidos, isocianatos ou grupos epóxi adicionais. Referidos poli-isocianatos bloqueados são bloqueados reversivelmente por um agente de bloqueio, evitando reações indesejadas, por exemplo, com álcoois deixados livres durante a hidrólise de um silano. A temperaturas elevadas, o agente de bloqueio é deixado livre e reações comuns de reticulação de isocianatos, como a adição de álcoois ou epóxidos ou reações com água para resultar em aminas que reagem com isocianatos adicionais para formar ureias acontecem. Poli-isocianatos bloqueados apropriados são aqueles descritos em detalhes em US 7776148 B2 a partir da coluna 7, linha 1 a coluna 9, linha 26 como poli- isocianatos bloqueados apropriados para a invenção de acordo com US 7776148 B2, que são também poli-isocianatos bloqueados apropriados no revestimento de acordo com a presente invenção e incluídos aqui por referência.

[0023] Espera-se que referidos intervalos, com base no teor de sólidos após cura, de 35-80% para epoxissilano e 20-65% do poli-isocianato bloqueado, levem a um bom equilíbrio de reticulação densa pelo epoxissilano e resistência à hidrólise fornecida pelo isocianato. Em uma modalidade preferida, levando a um compromisso otimizado, a razão de isocianato bloqueado para epoxissilano, com base no teor de sólidos após cura, está entre 0,4 a 1 e 0,6 a 1.

[0024] Em certas modalidades, outros componentes serão adicionados à composição de revestimento. Os versados na técnica serão capazes de selecionar componentes apropriados que suportem o objetivo da presente invenção. Estes podem ser, mas não estão limitados a: Solventes para diluir a resina do revestimento, catalisadores, por exemplo, para a cura das funções isocianato, das funções epóxi ou da rede de siloxano, aditivo ativo na superfície para fornecer uma superfície com uma baixa energia na superfície e/ou para melhorar o nivelamento do revestimento, absorvedores de UV, removedores de radical, cargas tais como, por exemplo, partículas inorgânicas para melhorar as propriedades mecânicas ou a resistência à corrosão, pigmentos, corantes, promotores de adesão, silanos adicionais ou resinas de revestimento.

[0025] Em uma modalidade preferida, estes outros componentes são solventes, água para hidrolisar os silanos, um ácido para catalisar a hidrólise do silano, um catalisador para a cura do grupo isocianato e um aditivo para fornecer uma superfície com uma baixa energia na superfície. Em uma modalidade adicionalmente preferida, referido catalisador para catalisar a cura de isocianatos é um complexo de estanho ou zinco e referido aditivo para fornecer uma baixa energia na superfície contém polidimetilsiloxano. Em outra modalidade preferida, estes outros componentes não contribuem mais do que 5% para os sólidos após a cura, de modo que a matriz do revestimento consiste principalmente da rede otimizada formada pelo epoxissilano e o poli- isocianato.

[0026] De acordo com uma modalidade da invenção, é nítido que a composição de revestimento compreende, com base no teor de sólidos após cura, 0,1 a 4% em peso (com base no teor de sólidos após cura) de um poliacrilato modificado por silicone OH-funcional, referido silicone usado para modificar o poliacrilato sendo polidimetilsiloxano, referida função OH levando a um peso equivalente OH de referido poliacrilato de 500-5000 g/mol. Referido poliacrilato melhora surpreendentemente o efeito protetor contra corrosão do revestimento. Adicionado em referida quantidade de 0,1 a 4% com base no teor de sólidos após cura, o componente proporciona o efeito protetor contra corrosão, mas não interfere com os outros componentes da matriz do revestimento. Em uma modalidade preferida, um efeito ideal é alcançado usando 0,2 a 2% em peso (com base no teor de sólidos após cura) de referido poliacrilato. Desse modo o componente proporciona resistência à corrosão para metais, como cobre ou ligas de cobre, em particular latão, alumínio ou ligas de alumínio, ferro ou ligas de ferro, como aço, em particular aço inoxidável, ou níquel ou ligas de níquel e em particular para alumínio ou ligas de alumínio, enquanto não reduzindo os outros efeitos vantajosos mencionados acima do revestimento. É esperado que referido peso equivalente OH de 500-5000 g/mol seja baixo o suficiente para o poliacrilato reticular efetivamente com o polisocianato, mas alto o suficiente para não proporcionar hidrofilicidade indesejada devido aos grupos OH polares, e também alto o suficiente para não favorecer interações por ponte polares ou com hidrogênio do aditivo com a superfície de metal em relação às interações dos outros componentes do revestimento tais como, por exemplo, o epoxissilano, com a superfície de metal. Em uma modalidade preferida para um efeito ideal, referido peso equivalente OH está entre 900 e 3000 g/mol. A estrutura do poliacrilato modificado por silicone OH-funcional é conhecida dos versados na técnica e ilustrada, por exemplo, por C. Nagel et al., European Coatings Journal 2010 (04), p. 32-39. Estes polímeros consistem de uma cadeia de polímero obtida polimerizando primeiramente ésteres de ácido acrílico e/ou ácido acrílico. No entanto, a cadeia pode compreender quantidades menores de outros monômeros como, por exemplo, estireno ou ésteres de ácido metacrílico. Através da função éster, o poliacrilato contém cadeias laterais com funcionalidade OH e cadeias laterais com funcionalidade polidimetilsiloxano. O polidimetilsiloxano forma cadeias laterais pendentes, conectadas à estrutura dorsal do poliacrilato apenas em um lado da cadeia de polidimetisiloxano. Em uma modalidade preferida, o poliacrilato está virtualmente isento de grupos de ácido carboxílico à medida que se espera que estes forneçam hidrofilicidade indesejada.

[0027] De acordo com outra modalidade, a película de revestimento curada, preparada a partir da composição de revestimento, compreende inicialmente um ângulo de contato recuado de água de 70° ou maior. O ângulo de contato recuado de água é usado aqui como um meio indireto para caracterizar o teor de polidimetilsiloxano do poliacrilato modificado por silicone OH-funcional. O efeito anti-corrosivo surpreendente ocorre quando aplicando tal poliacrilato modificado por silicone, que fornece polidimetilsiloxano suficiente para alcançar também o efeito esperado do revestimento dando uma baixa tensão superficial, resultando, assim, em uma superfície repelente hidrofóbica. Os modos diferentes de ação de poliacrilatos com teores diferentes de silicone são descritos em C. Nagel et al., European Coatings Journal 2010 (04), p. 32-39. Na publicação citada, o aditivo 1 na figura 4 descreve o modo de ação que, nesta modalidade, é usado para garantir indiretamente um teor suficiente de polidimetilsiloxano. Os versados na técnica sabem como usar medições de ângulo de contato de água para determinar energias na superfície. Uma superfície não homogênea com pontos hidrofóbicos em um ambiente menos hidrofóbico poderia resultar em uma histerese de ângulo de contato elevado devido a um ângulo de contato avançado elevado, mas recuado baixo. Por esse motivo, somente um ângulo de contato recuado elevado de pelo menos 70° garante que a quantidade de polidimetilsiloxano seja suficiente para cobrir praticamente toda a superfície. De acordo com esta modalidade, o ângulo de contato recuado estático é determinado inicialmente, isto é, após a cura, mas antes de qualquer uso que possa prejudicar a superfície e reduzir assim o ângulo de contato.

[0028] De acordo com outra modalidade, a composição de revestimento compreende adicionalmente, com base no teor de sólidos após cura, 0,1 a 4% em peso de um complexo de metal com pelo menos dois ligantes do grupo de ácidos carboxílicos e compostos de 1,3-dicarbonila. Tal complexo pode catalisar reações de isocianato. Os versados na técnica conhecem uma ampla variedade de complexos de catalisador com base em metais diferentes; muitos deles estão disponíveis comercialmente. É suposto, que referida quantidade é necessária para ter um efeito suficiente na cura, mas não muito alta para ter um efeito negativo na estabilidade térmica da matriz do revestimento. Em uma modalidade preferida, um efeito ideal de referido complexo de metal é alcançado quando aplicado em 0,2 a 2% em peso com base no teor de sólidos após cura. Em outra modalidade preferida, referido complexo é um complexo de estanho ou zinco, e em uma modalidade preferida adicional, referido complexo é dilaurato de dibutil estanho (DBTL) ou ácido 2-etilhexanóico, sal de zinco básico, em ainda uma modalidade preferida adicional, referido complexo é 2-etilhexanóico, sal de zinco básico. Complexos de estanho e zinco, em particular DBTL e ácido 2-etilhexanóico, sal de zinco básico são muito efetivos para catalisar reações de isocianato, o último tendo a vantagem de ser menos tóxico e é desse modo preferido quando o revestimento resultante está em contato com água da torneira.

[0029] De acordo com outra modalidade preferida, referido catalisador é combinado com referido poliacrilato modificado por silicone OH-funcional. Foi verificado, surpreendentemente, que tal combinação fornece uma superfície repelente excelente. As propriedades repelentes foram demonstradas por um teste com marcador permanente, mas é suposto que tal superfície seja também vantajosa para repelir calcário. Embora o efeito repelente em geral seja o efeito esperado do poliacrilato modificado por silicone OH-funcional, é surpreendente que apenas a combinação do poliacrilato modificado por silicone OH-funcional com um catalisador apropriado leve a uma excelente repelência. A ausência do catalisador ou a aplicação de outro aditivo de revestimento, que é também OH-funcional, e também compreende polidimetilsiloxano e, de acordo com o European Coatings Journal 11/2006, p. 76, é apropriado para revestimentos anti-grafite, mas não é um poliacrilato modificado por silicone, leva a resultados inferiores.

[0030] De acordo com outra modalidade, a composição de revestimento é aplicada para formar uma película de revestimento sobre uma superfície de liberação de calor, referida superfície, quando em uso, estando regularmente em contato com água, sendo usada a temperaturas de acima de 0°C e abaixo de + 130°C e estando regularmente submetida a um gradiente de temperatura, referido gradiente de temperatura levando a uma diferença de temperatura de pelo menos 20°C e sendo ou temporal com pelo menos 0,1°C/min ou local com pelo menos 0,05°C/mm ou uma combinação de ambos. Uma superfície de liberação de calor é uma superfície quente que transfere calor para um fluido frio. As condições como descritas, tanto um gradiente de temperatura lateral através do revestimento, mudanças de temperatura repetidas e repentinas como a permanente imersão em água estão tipicamente presentes nos trocadores de calor usados para fornecer água da torneira quente. Um revestimento aplicado para reduzir calcário deve suportar as condições acima durante vários anos. Espera-se que a presente invenção seja estável ao longo de uma vida útil de vários anos dentro de referidos gradientes de temperaturas de 0,1°C/min e/ou 0,05°C/mm. Quando testada durante um período mais longo, mas mais curto do que a vida útil esperada, tal como, por exemplo, durante 6 meses, um revestimento deve suportar gradientes de temperatura significantemente mais fortes. Surpreendentemente, a composição de revestimento de acordo com a presente invenção é estável para os gradientes de temperatura descritas. Em uma modalidade preferida, o revestimento é especialmente vantajoso em um ambiente com um gradiente de temperatura lateral de pelo menos 0,2°C/mm e/ou um gradiente de temperatura temporal de pelo menos 0,4°C/min.

[0031] De acordo com outra modalidade, a composição de revestimento é aplicada para formar uma película de revestimento sobre uma superfície de liberação de calor usada para aquecer água, em particular água da torneira. Surpreendentemente, foi verificado que um revestimento preparado a partir da composição de revestimento é especialmente apropriado para esta aplicação devido a sua efetividade contra calcário e sua durabilidade sob condições típicas envolvendo imersão em água, gradientes de temperatura lateral e mudanças de temperatura repetidos e repentinos. Devido à resistência ao gradiente de temperatura, o revestimento é em uma modalidade preferida, usado em um trocador de calor de placas, em uma modalidade preferida adicional em um trocador de calor de placas pequeno tendo uma distância entre a entrada e a saída abaixo de 800 mm. Em ainda uma modalidade adicional preferida, referida distância está abaixo de 250 mm.

[0032] De acordo com outra modalidade, referida composição de revestimento é aplicada para formar um revestimento sobre superfícies de metal, como cobre ou ligas de cobre, em particular latão, alumínio ou ligas de alumínio, ferro ou ligas de ferro, como aço, em particular aço inoxidável ou níquel ou ligas de níquel. Devido à boa proteção contra água salgada, referido revestimento é em uma modalidade preferida usado em contato com água salgada. Devido às ligações efetivas entre silanos e alumínio, referido revestimento é em outra modalidade preferida aplicado em alumínio ou ligas de alumínio.

[0033] A seguir, a invenção a invenção é descrita em maiores detalhes pelas modalidades e exemplos particulares. As quantidades fornecidas ilustram as relações dos reagentes, não os tamanhos reais da batelada. Todas as espessuras do revestimento foram medidas em pelo menos três pontos por amostras com um Bykotest 7500 por Byk-Gardener. Substâncias usadas: Borchi Kat 22: de OMG, ácido 2-etilhexanóico, sal de zinco básico, CAS No. [85203-81-2] Byk Silclean 3700: de Byk, poliacrilato modificado por silicone OH-funcional, solução a 25% em acetato de 2-metoxi-1-methiletila, peso OH equivalente, com base no teor de sólidos, ~1870 g/mol. Desmodur BL 4265 SN: de Bayer Material Science. Polisocianato alifático bloqueado modificado, solução a 65% em solvente de nafta 100, peso equivalente de NCO bloqueado: 519, (de acordo com DE 10152853 A1, o agente de bloqueio é butanonoxima.) (3-Glicidiloxipropil)trimetoxisilano, CAS No. [2530-83-8] TEGO Protect 5000: de Evonik. hidroxialquil polidimetilsiloxano livre de solvente, isto é, uma cadeia de polidimetilsiloxano com duas funções hidroxialquila terminais. O peso equivalente de OH é ~1170 g/mol. Solução de resina 1:

[0034] 3,361 g (14,2 mmol) (3-glicidiloxipropil)trimetoxissilano são colocados em uma garrafa. 0,307 g de um ácido clorídrico a 0,1 N (contendo 17,0 mmol de água) são adicionados. A mistura é agitada durante 16 h a 1822°C. Subsequentemente, 2,441 g de Desmodur BL 4265 SN (4,70 mmol NCO bloqueado) e 9,675 g de acetato de butila são adicionados. A mistura é agitada até que todos os componentes estão dissolvidos, resultando em uma solução transparente de 15,784 g.

[0035] Os exemplos 1 - 6 são preparados misturando os respectivos componentes de acordo com a tabela 1. Em todos os casos, soluções transparentes são obtidas. Tabela 1: Composição dos exemplos 1-6

Tabela 2: Composição do exemplo 5

Exemplo 7:

[0036] 1 g do revestimento de acordo com WO 2012083970 A1, composições de revestimentos hidrolisadas, exemplo 1, foi diluído com 0,28 g de etanol e 0,28 g de 4-metil-2-butanona.

Teste de calcificação do trocador de calor

[0037] Um teste foi realizado simulando a calcificação de trocadores de calor que fornecem água quente para edifícios conectados ao aquecimento urbano. Para o teste, trocadores de calor de placas consistindo de placas de aço 10 AISI 316, tamanho 208 x 77 mm, com um padrão de espinha de peixe impresso foram usados. As placas são de cobre brasado para formar um pacote de placas com 2 mm de espaçamento entre as placas, formando duas câmaras de espaços alternados, um para o fornecimento de calor, e uma para a água da torneira a ser aquecida. No topo estão conectores para a entrada e saída de cada fluido. A distância lateral entre a entrada e a saída é 160 mm. O trocador de calor é mostrado na figura 1.

[0038] Três trocadores de calor foram testados: Trocador de calor A sem revestimento, trocador de calor B com o revestimento de acordo com exemplo 5 e trocador de calor C com o revestimento de acordo com exemplo 7. Somente a câmara para a água fria a ser aquecida foi revestida, isto é, o lado do trocador de calor fornecendo a água da torneira quente.

[0039] Os trocadores de calor foram limpos com uma solução de um limpador alcalino suave a 5% (Eskaphor AE 6044, Haug Chemie, pH~9) durante 30 min a 65°C, enxaguados 5 vezes com água desmineralizada, secos 1 h a 105°C e deixados para resfriar abaixo de 30°C. Os sistemas de revestimento respectivos foram aplicados. Para ambas as aplicações de limpeza, enxague e revestimento, uma câmara foi cheia com o líquido respectivo e fechada com tampões de borracha. O trocador de calor foi tombado em todas as direções para assegurar o contato com toda superfície. Após a aplicação do revestimento, os trocadores de calor foram armazenados com as placas na direção vertical durante 40 min. O excesso de material de revestimento coletado no fundo foi removido com uma cânula e uma seringa. Os revestimentos foram curados durante 1 h a 185°C (exemplo 5) ou 200°C (exemplo 7), respectivamente. As áreas de entrada e saída foram inspecionadas e verificadas como sendo livres de defeitos no revestimento. Embora as espessuras nos trocadores de calor não possam ser medidas, uma aplicação similar de revestimento por imersão sobre placas de alumínio planas leva a uma espessura de 2-4 μm para ambos os revestimentos dos exemplos 5 e 7.

[0040] Os trocadores de calor foram avaliados por um teste de incrustação ao longo de 6 meses. O teste é realizado com 15 min alternados de um fluxo em ambas as câmaras e 45 min sem fluxo em ambas as câmaras. O fluxo é ajustado como um contra fluxo. Água da torneira fria e meios de aquecimento entram nas extremidades opostas do trocador de calor. Na câmara de aquecimento médio, água quente entra a 85°C e sai a cerca de 35°C. Na câmara da água da torneira, a água entra a cerca de 10°C e sai a cerca de 60°C. O fluxo no lado da água da torneira foi ajustado para 2 L/min durante os primeiros 3 meses e para 4 L/min durante os 3 meses seguintes. O fluxo do lado do meio de aquecimento foi ajustado para alcançar uma temperatura de 60°C para a água da torneira saindo. A dureza da água da torneira fria era 18-30 dH. Todos os trocadores de calor foram testados em paralelo ao mesmo tempo e foram desse modo, purgados com água de qualidade idêntica. Durante o ciclo sem fluxo, uma temperatura uniforme perto de 20°C se desenvolve ao longo de todo trocador de calor. Quando o ciclo com fluxo através de ambas as câmaras começa novamente, dentro de 10 s, o perfil de temperatura com temperaturas de saída do meio de aquecimento de 35°C e da água da torneira de 60°C se estabelece novamente.

[0041] Após 6 meses, o teste foi interrompido. As áreas de entrada e saída das câmaras levando a água da torneira a ser aquecida foram investigadas com uma câmara de fibra. O trocador de calor A foi coberto por uma camada contínua de calcário. Além disso, várias partículas com um tamanho de até 0,5 mm bloquearam o fluxo. Isto é ilustrado pela figura 2 mostrando a área de saída. No trocador de calor B, não existem partículas maiores visíveis. Além de um único ponto visível com um tamanho máximo de 50 μm, a parte maior da superfície está livre de calcário. Isto é ilustrado pela figura 3 mostrando a área de saída do trocador de calor respectivo. No trocador de calor C, o revestimento, pelo menos parcialmente, caiu. Tiras de revestimento frouxas bloquearam o fluxo dos trocadores de calor. Além destas tiras de revestimento, mais partículas de calcário cobriram a superfície comparado ao trocador de calor B. No entanto, não é óbvio, se ainda existe revestimento nesta área ou não. A área de saída deste trocador de calor é mostrada na figura 4.

[0042] O teste mostrou que o trocador de calor B reduziu efetivamente a incrustação de calcário. Surpreendentemente, o revestimento de acordo com exemplo 5 suportou tanto um gradiente de temperatura lateral entre a entrada e saída como o gradiente de temperatura temporal quanto da mudança entre os diferentes ciclos. Os gradientes de temperatura através do revestimento não foram medidos. No entanto, o gradiente lateral do revestimento deve estar entre os gradientes do lado quente (meio de aquecimento) e do frio (água da torneira). Neste teste, os gradientes do lado de água quente e fria foram quase idênticos. A distância entre a entrada e saída é 160 mm. Deste modo, o gradiente de temperatura lateral é de cerca de (60°C - 10°C)/160 mm = 0,31°C/mm. Para o gradiente temporal quando da mudança do fluxo, a temperatura inicial é 20°C. Após 10 s, para o revestimento na saída do lado da água da torneira, uma temperatura entre 60°C (saída da água da torneira) e 8°C (entrada do meio de aquecimento) é alcançada. Deste modo, o gradiente temporal é um valor entre (60°C - 20°C) / 10 s = 4°C/s e (85°C - 20°C) / 10 s = 6,5°C/mm. O revestimento de acordo com exemplo 7, apesar de ser um revestimento de polissiloxano, e apesar de proporcionar, de acordo com WO 2012083970 A1, boa adesão a úmido em aço inoxidável, não suportou os gradientes de temperatura lateral e temporal do teste de incrustação realizado.

Teste de corrosão em alumínio

[0043] O desempenho dos revestimentos de acordo com os exemplos 4 e 5 para proteger da corrosão em alumínio foi investigado. Painéis de alumínio, liga 3003H14, acabamento de fábrica simples, tamanho 89 x 51 x 0,64 mm da Q-lab foram limpos durante imersão de 30 min em um limpador alcalino suave (solução a 10% de Tickopur R33 da Dr. H. Stamm, pH~10) a 20°C, enxaguados 3 vezes com água desmineralizada, secados no forno durante 15 min a 90°C e deixados resfriar em temperatura ambiente. Os revestimentos de acordo com exemplos 4 e 5 foram aplicados em um lado das placas de alumínio por revestimento por pulverização manual sob condições idênticas e em uma velocidade tão igual quanto possível. A umidade do substrato em ambos os revestimentos é boa; não se notam defeitos por umidade. Após 3 min de tempo de espera curto em temperatura ambiente, as amostras foram curadas durante 40 min a 185°C. Não se notou perda de material de revestimento devido ao deslocamento para as bordas no tempo de espera curto. Para ambos os revestimentos, após a cura, películas de revestimento transparentes e uniformes são obtidas. Devido ao teor de sólidos, viscosidade e técnica de aplicação praticamente idênticos, não se nota praticamente nenhuma diferença na espessura da película obtida dos revestimentos de acordo com o exemplo 4 e 5.

[0044] A espessura da película também foi medida. No entanto, a precisão desta medição é abaixo de 1 μm, assim estas medições são de significância limitada. Todas as amostras mostraram claramente uma película de revestimento sem quaisquer furos, também aquelas amostras medidas com espessura de "0,1 μm".

[0045] As amostras foram investigadas a olho nu e por estereomicroscópio com ampliação de 63 vezes. Algumas das placas revestidas de ambos os revestimentos mostraram um defeito por umidade devido a uma partícula suja. Neste caso, a área foi marcada e a área maior dentro de uma distância de 6 mm a partir de toda a área com defeito de nivelamento não foi levada em conta para o teste de corrosão seguinte.

[0046] As amostras foram imersas em uma solução aquosa de NaCl a 5% a 90°C durante 41 h. Nenhuma amostra mostrou quaisquer sinais de corrosão por fluência (creeping). As amostras foram inspecionadas visualmente a olho nu e com um estereomicroscópio com ampliação de 63 vezes para identificar pontos localizados de corrosão por covinhas de corrosão visivelmente cercadas por produtos da corrosão. Os resultados são mostrados na tabela 3.Tabela 3: Resultados do teste de corrosão para amostras de alumínio revestido.

[0047] Os resultados mostram uma diferença significante entre os dois revestimentos. Embora existam 1-2 pontos de corrosão em todas as 4 amostras revestidas com o revestimento de acordo com exemplo 4, as amostras revestidas com revestimento de acordo com exemplo 5 surpreendentemente não mostram sinais de corrosão.

Medição de ângulo de contato

[0048] Os ângulos de contato foram determinados com um goniômetro DSA 10 da Krüss. O ângulo de contato estático foi medido colocando uma gota de 10 μl sobre a superfície, removendo a seringa. Os ângulos de contato avançado e recuado foram determinados com a seringa dentro da gota. Quando água é adicionada continuamente em uma gota sobre uma superfície, o volume da gota cresce até que a gota alcance um ângulo de contato máximo logo antes da interface entre a gota e a superfície do revestimento se expandir também. Este é um ângulo de contato avançado. Vice versa, o ângulo de contato recuado é o ângulo de contato mínimo de uma gota encolhendo, onde a água é removida através da seringa, logo antes da interface entre a gota e a superfície do revestimento se contrair.

[0049] Amostras de alumínio revestido foram preparadas do mesmo modo como descrito acima para o teste de corrosão. Os resultados do ângulo de contato com água são com base em dez medições de duas placas diferentes de cada revestimento de acordo com exemplo 4 e 5, respectivamente. Revestimento de acordo com exemplo 4: estático: 68,6±3,9°, avançado: 70,4±1,1°, recuado: 44,2±2,3°, revestimento de acordo com exemplo 5: estático: 101,3±1,0°, avançado: 100,0±2,4°, recuado: 84,0±4,5°.

Teste de marcador

[0050] As propriedades repelentes foram investigadas por um teste de marcador permanente. Uma linha de cerca de 3 cm de comprimento foi desenhada com um marcador preto Stabilo OHPen tamanho M. As propriedades repelentes neste teste são verificadas por três parâmetros. A primeira verificação é se existiu um efeito de formação de continhas, isto é, a superfície repelente inibe o umedecimento pela tinta do marcador. Após 2 min de secagem, foi feita uma tentativa para limpar a linha do marcador com um lenço de papel seco. A segunda verificação é se isto é possível. Se foi possível limpar o marcador, a terceira verificação é se um traço visível cinza ou preto foi deixado após a remoção do marcador, indicando que a tinta do marcador penetrou no revestimento. A repelência ótima deve inibir a penetração da tinta do marcador no revestimento. Para este teste, amostras de alumínio revestidas foram preparadas com as composições de revestimento respectivas do mesmo modo como descrito acima para o teste de corrosão. Todas as películas de revestimento preparadas eram completamente transparentes. Os resultados são mostrados na tabela 4. Os resultados são ilustrados também pela figura 5. No entanto, os traços levemente cinzas podem não estar apropriadamente visíveis na figura 5.

[0051] Os resultados do teste do marcador mostram claramente que o revestimento do exemplo 5, contendo tanto o catalisador como o aditivo de poliacrilato modificado por polidimetilsiloxano OH-funcional, é superior no teste do marcador à medida que não existem traços do marcador após a limpeza com um pano.Tabela 4: Resultados do teste do marcador

Claims

1. Composição de um revestimento curável, caracterizada pelo fato de compreender, com base no teor de sólidos após cura, 35 - 80% em peso de um epoxissilano de acordo com a estrutura geral 1 e/ou seus produtos de hidrolisação e/ou condensação: 1: R1R2aSiR3b com R1 sendo 3-glicidiloxipropila, R2 sendo metila, R3 sendo alquilóxi ou acilóxi, a sendo 0, 1 ou 2 e b sendo 3-a e 20 - 65% em peso de um poli-isocianato bloqueado e opcionalmente outros componentes. em que o revestimento compreende ainda, com base no teor de sólidos após cura, 0,1 a 4% em peso de um poliacrilato modificado por silicone OH-funcional, referido silicone usado para modificar o poliacrilato sendo polidimetilsiloxano, referida função OH levando a um peso equivalente OH de referido poliacrilato de 500-5000 g/mol.

2. Composição de um revestimento curável de acordo a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que referida composição de revestimento curável, quando curada para formar uma película de revestimento, fornece uma película de revestimento que provê inicialmente um ângulo de contato recuado de água de pelo menos 70°.

3. Composição de um revestimento curável de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente, com base no teor de sólidos após cura, 0,1 a 4% em peso de um complexo de metal compreendendo pelo menos dois ligantes do grupo de ácidos carboxílicos e compostos de 1,3-dicarbonila.

4. Uso de um revestimento sobre uma superfície de liberação de calor, caracterizado pelo fato de que referida superfície, quando em uso, estando regularmente em contato com água, sendo usada a temperaturas acima de 0°C e abaixo de + 130°C e estando regularmente submetida a um gradiente de temperatura, referido gradiente de temperatura levando a uma diferença de temperatura de pelo menos 20°C e sendo ou temporal com pelo menos 0,1°C/min ou local com pelo menos 0,05°C/mm, ou uma combinação de ambos, dito revestimento sendo preparado a partir de uma composição de revestimento compreendendo, com base em sólidos após a cura, 35% a 80% em peso de um epóxisilano de acordo com a c estrutura geral 1 e/ou seus produtos de condensação e/ou hidrólise, 1: R1R2aSiR3b com R1 sendo 3-glicidiloxipropila, R2 sendo metila, R3 sendo alquilóxi ou acilóxi, a sendo 0, 1 ou 2 e b sendo 3-a e 20 - 65% em peso de um poli-isocianato bloqueado e opcionalmente outros componentes. ou referido revestimento sendo preparado a partir de uma composição de revestimento, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3.

5. Uso de um revestimento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de ser para aplicação sobre uma superfície de liberação de calor em contato com água, em particular água da torneira, a ser aquecida, como em trocadores de calor, em particular superfícies de trocador de calor de placas, como trocadores de calor de placas brasadas.

6. Uso de um revestimento como definido na reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de ser sobre superfícies de metal, como cobre ou ligas de cobre, em particular latão, alumínio ou ligas de alumínio ou ferro ou ligas de ferro, como aço, em particular aço inoxidável ou níquel ou ligas de níquel e em particular para superfícies de alumínio ou ligas de alumínio.