BR112016027900B1 - Polímero redutor de gelo, formulação de polímero, revestimento, método para produzir um polímero e para conferir propriedades redutoras de gelo a pelo menos uma porção de uma superfície externa de um objeto, e, objeto - Google Patents
Polímero redutor de gelo, formulação de polímero, revestimento, método para produzir um polímero e para conferir propriedades redutoras de gelo a pelo menos uma porção de uma superfície externa de um objeto, e, objeto Download PDFInfo
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Abstract
polímero redutor de gelo, formulação de polímero revestimento, método para produzir um polímero e para conferir propriedades redutoras de gelo e pelo menos uma porção de uma superfície externa de um objeto. a presente descrição se refere a polímeros que são produtos de reação reticulados de um siloxano reativo e/ou um poli-isocianato e/ou um poliol, uma poliamina e/ou revestimento reativo capaz de reduzir a capacidade do gelo de aderir à superfície de um objeto, em particular aeronaves ou outros veículos, a métodos para produzir os polímeros e seu uso em revestimento de superfícies.
Description
[001] A presente descrição se refere a polímeros capazes de mitigar os efeitos de acúmulo de gelo sobre superfícies de objetos reduzindo a capacidade do gelo de aderir à superfície de um objeto, em particular aeronaves ou outros veículos, métodos de produzir os polímeros e seu uso em superfícies de revestimento.
[002] O acúmulo habitual de gelo sobre superfícies de objetos é um aborrecimento familiar, e muito frequentemente um risco seguro. As camadas de gelo que se formam em rodovias, entradas de automóveis, e passarelas tornam o transporte difícil. As massas de gelo que se acumulam dentro ou sobre equipamento industrial, agrícola, ou outros mecânicos tornam a operação do equipamento difícil ou impossível. O peso de gelo sobre linhas elétricas, construções, turbinas de vento, unidades de refrigeração, condicionadores de ar e sinais prejudica frequentemente aquelas estruturas.
[003] O acúmulo de gelo sobre as asas e componentes de uma aeronave é de interesse particular. A força de sustentação gerada pelas asas, e desse modo a capacidade da aeronave para ser e permanecer transportada pelo ar é dependente do formato das asas. Mesmo um acúmulo pequeno de gelo sobre a superfície das asas pode aumentar significantemente a resistência e reduzir dramaticamente a força de sustentação. Além disso, o acúmulo de gelo ao longo de superfícies de controle da aeronave pode impedir o movimento daquelas superfícies.
[004] Existe uma grande variedade de técnicas usadas para controlar o acúmulo de gelo sobre as asas e outras superfícies da aeronave. Por exemplo, a aeronave é descongelada antes da decolagem por energia de calor radiante ou pela aplicação de uma pulverização de produtos químicos que derrete o gelo das asas. Tais pulverizações para descongelamento não são uma solução ambientalmente preferida. A exigência de descongelamento é bem conhecida pelos passageiros de linhas aéreas viajando através de ambientes frios.
[005] Outro método de descongelar a aeronave no solo ou no ar inclui prover coberturas pneumáticas flexíveis (bexigas) ao longo das bordas de direção das asas, e fornecer rajadas de ar ou fluido para expandir as coberturas flexíveis para desprender qualquer gelo excessivo. Similarmente, o sangramento de ar do motor da aeronave e direcionamento do ar aquecido para a superfície da asa aquece a asa e derrete o gelo. O gelo também pode ser removido da asa provendo energia mecânica para a asa, tal como através do uso de batedores acionados eletricamente, que fazem com que a asa vibre, fraturando qualquer gelo acumulado ou pelo uso de mantas elétricas.
[006] Embora os métodos mencionados previamente de remoção de gelo sejam geralmente efetivos, eles exigem o fornecimento contínuo de ar, produtos químicos, ou energia elétrica. Seria preferido, é claro, reduzir a aderência de gelo no primeiro local ou pelo menos, reduzir o acúmulo de gelo sobre a superfície.
[007] Pode-se esperar que revestimentos não aderentes conhecidos sejam capazes de reduzir a aderência do gelo nas superfícies as quais eles revestem. Foi verificado que superfícies de alumínio revestidas com um material de politetrafluoroetileno mostram uma redução na aderência (alumínio 1576kPa, Teflon 238kPa), mas não tanto como poderia ser esperado. Além disso, quando do congelamento repetido, as propriedades favoráveis exibidas pelo revestimento de politetrafluoroetileno e similares podem degradar, resultando em um revestimento com pouca ou nenhuma capacidade anticongelamento.
[008] Existe uma necessidade para um método que proveja uma superfície durável com propriedades de baixa aderência ao gelo e/ou congelamento retardado que elimina ou pelo menos reduz o fornecimento contínuo de ar, produtos químicos ou energia elétrica a fim de reduzir a quantidade de formação de gelo sobre uma superfície e/ou a aderência de gelo na superfície.
[009] É provido um polímero que é pelo menos um produto de reação parcialmente reticulado de um siloxano reativo e um poli-isocianato e/ou um poliol e/ou uma poliamina e/ou um revestimento reativo que é capaz de reduzir a aderência de gelo em uma superfície ou reduzir o acúmulo de gelo sobre uma superfície, um método de produzir o polímero e um método de revestir superfícies de veículos, particularmente aeronave, com o polímero. O polímero forma um revestimento de polímero redutor de gelo quando empregado sobre uma superfície de um objeto. Alternativamente, o polímero pode ser usado como um componente de um revestimento existente para prover propriedades redutoras de gelo para o revestimento. Quando revestido sobre uma superfície, acredita-se que o polímero rompe a ligação entre o gelo e a superfície revestida com polímero. Além do mais, se gelo se forma, acredita-se que o polímero rompe a ligação de hidrogênio entre o gelo e a superfície revestida com polímero, diminuindo assim a capacidade do gelo para aderir na superfície revestida com polímero. A capacidade do revestimento de polímero para aderir a superfícies e para reduzir a formação de gelo sobre superfícies revestidas com polímero torna o polímero particularmente utilizável para reduzir a aderência de gelo em superfícies ou reduzir o acúmulo de gelo sobre superfícies de objetos tais como linhas elétricas, construções, turbinas de vento, unidades de refrigeração e aeronaves ou outros veículos.
[0010] Em um primeiro aspecto, é provido um polímero redutor degelo compreendendo um produto de reação reticulado da seguinte:
em queR1 a R6 são selecionados independentemente dentre o grupoque consiste em H; alquila C1-16 opcionalmente substituída, opcionalmente interrompida com um grupo selecionado dentre NR11, C=O, C=C, S,CO2, O e CH(NCO); OSiR123; (CH2)nOH; (CH2)nO(CH2)nOH; (CH2)n NR11R12; (CH2)nNH(CH2)n NR11R12; (CH2)nO(CH2)nNR11R12; (CH2)nNCO; epóxi, alquilarila C1-16 opcionalmente substituída; arila opcionalmente substituída; poliarila opcionalmente substituída; cicloalifático C3-6 opcionalmente substituído; e heterocíclica C3-6 opcionalmente substituída;R7 e R8 são independentemente ausentes ou independentemente selecionados dentre o grupo que consiste em alquila C1-16 opcionalmente substituída opcionalmente interrompida com um grupo selecionado dentre NR11, C=O, C=C, S, CO2, O e CH(NCO); O; S; OSi(R13)2;(CH2)n; (CH2)nNH; (CH2)nO; alquilarila C1-16 opcionalmente substituída; arila opcionalmente substituída; poliarila opcionalmente substituída; cicloalifático C3-6 opcionalmente substituído; e heterocíclica C3-6 opcionalmente substituída;R9 e R10 são selecionados independentemente dentre o grupo que consiste em H, OH, NR11R12, alquila C1-16 opcionalmente substituída, NCO, epóxi e Si(R13)3;R11 e R12 são selecionados independentemente dentre o grupoque consiste em H e alquila C1-16 opcionalmente substituída; R13 é selecionado dentre o grupo que consiste em alquila C1-16 opcionalmente substituída, (CH2)nOH e (CH2)nNH2;n é 1 a 16;x e z são selecionados independentemente dentre 1 a 1500; ey é 0 a 1500; e(i) um poli-isocianato e um ou mais de um poliol, uma poliamina e um revestimento reativo; ou(ii) qualquer um de um poli-isocianato, um poliol, uma poliamina ou um revestimento reativo,com as condições de que:(a) quando o composto da fórmula (I) reage com um poli- isocianato, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um OH ou NH2 ou ambos;(b) quando o composto da fórmula (I) reage com um poliol, uma poliamina ou um revestimento reativo, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um NCO; e(c) quando o composto da fórmula (I) reage com um revestimento reativo, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um OH ou NH2 ou ambos para reagir com um poli-isocianato presente no revestimento ou pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um NCO para reagir com um poliol ou poliamina presente no revestimento.
[0011] O polímero é um polímero redutor de gelo, o que significa que o polímero é capaz de reduzir a aderência de gelo em uma superfície ou reduzir o acúmulo de gelo sobre uma superfície e não implica necessariamente na prevenção total de crescimento de gelo sobre uma superfície.
[0012] Em um segundo aspecto, é provida uma formulação de polímero compreendendo o polímero definido acima, um solvente e uma aditivo opcional tal como um extensor, catalisador e/ou agente de reticulação.
[0013] O polímero ou formulação de polímero pode estar na forma de um revestimento de polímero ou alternativamente, o polímero ou formulação de polímero podem ser incorporados em um revestimento existente.
[0014] O polímero e o revestimento de polímero são reticulados. A reticulação pode ser dentro da camada de revestimento de polímero redutor de gelo assim como, entre o polímero e um revestimento existente adjacente.
[0015] Em um terceiro aspecto, é provido um método de produzir o polímero definido acima que compreende reagir o composto da fórmula (I) definida acima com (i) um poli-isocianato e um ou mais de um poliol, uma poliamina ou um revestimento reativo ou (ii) um poli-isocianato, um poliol, uma poliamina ou um revestimento reativo,com as condições de que:(a) quando o composto da fórmula (I) reage com um poli- isocianato, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um OH ou NH2 ou ambos;(b) quando o composto da fórmula (I) reage com um poliol, uma poliamina ou um revestimento reativo, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um NCO; e(c) quando o composto da fórmula (I) reage com um revestimento reativo, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um OH ou NH2 ou ambos para reagir com um poli-isocianato presente no revestimento reativo ou pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um NCO para reagir com um poliol ou poliamina presente no revestimento reativo.
[0016] Em um quarto aspecto, é provido um objeto que compreende uma superfície externa em que pelo menos uma porção da superfície externa é revestida com o polímero ou formulação de polímero definida acima.
[0017] Em um quinto aspecto, é provido um método de conferir propriedades redutoras de gelo para pelo menos uma porção de uma superfície externa de um objeto que compreende aplicar um revestimento do polímero ou formulação de polímero definida acima sobre a superfície.
[0018] Em um sexto aspecto, é provido um objeto que compreende componentes com superfícies revestidas com o polímero ou formulação de polímero definida acima.
[0019] A descrição se refere ao polímero ou formulação de polímero como definida acima que provê um revestimento de polímero melhorado que reduz a capacidade do gelo de aderir e/ou se formar sobre uma superfície. O revestimento de polímero é particularmente efetivo quando aplicado em uma superfície de um objeto. Por exemplo, metal revestido ou não revestido, incluindo ligas aeroespaciais de alumínio, aço, ou titânio ou para compósitos de resina revestidos ou não revestidos tendo reforço de fibra de vidro, cerâmica, ou carbono e é particularmente utilizável para reduzir a formação de gelo sobre superfícies de controle ou de força sustentação aerodinâmica de aeronaves ou veículos espaciais. O revestimento também forma um redutor de gelo efetivo quando usado sobre uma variedade de materiais diferentes dos compósitos preferidos de alumínio, titânio ou carbono, tais como materiais de vidro e poliméricos.
[0020] Em uso, a formulação de polímero pode ser aplicada na superfície, especialmente em uma aeronave, para reter sua funcionalidade sob uma variedade de condições ambientais, tais como aquelas encontradas tipicamente por aeronaves comerciais ou militares. Um método de aplicar a formulação de polímero em pelo menos uma porção da superfície de um objeto, tal como uma aeronave, é também provido.
[0021] O polímero pode ser um produto de reação do composto da fórmula (I), do poli-isocianato e um ou mais do poliol, da poliamina e do revestimento reativo. Nesta modalidade, o composto da fórmula (I) e o poli- isocianato podem ser misturados com um solvente e pulverizados sobre uma superfície revestida ou não revestida de um objeto. Um poliol e/ou poliamina podem ser opcionalmente adicionados como mostrado no esquema 1 abaixo. Solvente + polisiloxano reativo + poli-isocianato + poliol/poliamina (opcional)Siloxano reativo é amina e/ou hidróxi funcional
[0022] Alternativamente, o composto da fórmula (I) e o poliol ou poliamina podem ser misturados com um solvente e pulverizados sobre uma superfície revestida ou não revestida de um objeto. O poli-isocianato pode ser então adicionado como mostrado no esquema 2 abaixo.Solvente + polisiloxano reativo + poliol/poliamina + poli-isocianato (opcional)Siloxano reativo é isocianato funcional
[0023] O polímero pode ser também um produto de reação do composto da fórmula (I) e do poli-isocianato desde que pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 carregue pelo menos um OH ou NH2 ou ambos.
[0024] Alternativamente, o polímero pode ser um produto de reação do composto da fórmula (I) e do poliol, da poliamina ou revestimento desde que pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 carregue pelo menos um NCO.
[0025] O composto de fórmula (I) também pode ser adicionado em um revestimento reativo desde que pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 carregue pelo menos um OH ou NH2 ou ambos para reagir com um poli- isocianato presente no revestimento reativo ou pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 carregue pelo menos um NCO para reagir com um poliol ou poliamina presente no revestimento reativo. Nesta modalidade um poli-isocianato e/ou poliol ou poliamina também podem ser adicionados como mostrado no esquema 3 abaixo. Revestimento reativo + polisiloxano reativo + poli-isocianato/ poliol/poliamina (opcional)Revestimento reativo pode ser uma formulação de tinta existente tal como revestimentos de poliuretano, poliureia ou epóxi
[0026] As alquilas podem ser lineares ou ramificadas, saturadas ou insaturadas, substituídas ou não substituídas e contêm 1 a 16 átomos de carbono.
[0027] Exemplos de alquilas saturadas incluem metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec-butila, terc-butila, pentila, neopentila, hexila e semelhantes.
[0028] Exemplos de alquilas insaturadas incluem alquenilas tais como vinila, 1-propenila, 1- e 2-butenila, 2-metil-2-propenila e semelhantes ou alquinilas tais como etinila, 1-propinila, 1- e 2-butinila, 2-metil-2-propinila, 2- pentinila, 3-pentinila, 4-pentinila, 2-hexinila, 3-hexinila, 4-hexinila, 5-hexinila e semelhantes.
[0029] A menos que o contexto exija em contrário, o termo “alquila” também encerra grupos alquila contendo um átomo de hidrogênio a menos de modo que o grupo é fixado através de duas posições, isto é, divalente.
[0030] As arilas podem ser arilas C6, C10, C14 selecionadas dentre fenila, naftila e tetrahidronaftila.
[0031] As alquilarilas podem ser lineares ou ramificadas, saturadas ou insaturadas, substituídas ou não substituídas tal como benzila.
[0032] As poliarilas são duas ou mais arilas ligadas por pelo menos uma ligação carbono-carbono e podem ser selecionadas dentre bifenila e terfenila. As poliarilas podem ser lineares ou ramificadas, substituídas ou não substituídas.
[0033] O cicloalifático C3-6 é um grupo cíclico não aromático tendo de 3 a 6 átomos de carbono e incluem cicloalquilas C3-6 tais como ciclopropila, ciclobutila, ciclopentila e ciclohexil. Será entendido que grupos cicloalquila podem ser saturados tal como ciclohexila ou insaturados tal como ciclohexenila.
[0034] Os heterocíclicos C3-6 podem ser saturados ou insaturados, substituídos ou não substituídos e incluem anéis com 3-6 membros saturados ou insaturados tendo heteroátomos selecionados dentre O, N e S.
[0035] O termo “opcionalmente substituído” se refere a um grupo que pode ou não pode ser substituído com 1, 2, 3, 4 ou mais grupos, preferivelmente 1, 2 ou 3, mais preferivelmente 1 ou 2 grupos selecionados dentre o grupo que consiste em alquila C1-6, alquenila C2-6, alquinila C2-6, cicloalquila C3-8, hidroxila, oxo, alcóxi C1-6, arilóxi, alcóxiarila C1-6, halo, alquilhalo C1-6 (tal como CF3 e CHF2), alcóxihalo C1-6 (tal como OCF3 e OCHF2), carboxila, ésteres, ciano, nitro, amino, amino substituído, amino disubstituído, acila, cetonas, amidas, aminoacila, amidas substituídas, amidas disubstituídas, tiol, alquiltio, tioxo, isocianatos, sulfatos, sulfonatos, sulfinila, sulfinila substituída, sulfonila, sulfonila substituída, sulfonilamidas, sulfonamidas substituídas, sulfonamidas disubstituídas, arila, alquila C1-6, heterociclila e heteroarila em que cada alquila, alquenila, alquinila, cicloalquila, arila e heterociclila e grupos contendo as mesmas podem ser adicionalmente opcionalmente substituídos. Em um exemplo, os substituintes opcionais são selecionados dentre o grupo que consiste em alquila C1-6, hidroxila, amino, amino substituído, amino disubstituído, isocianato e alcóxi C1-6.
[0036] Quaisquer siloxanos reativos da fórmula (I) podem ser usados desde que eles sejam capazes de reagir com um poli-isocianato e/ou um poliol, uma poliamina ou um revestimento. Exemplos de siloxano reativos, incluem siloxanos amino funcionais, siloxanos carbinol funcionais, siloxanos isocianato funcionais e siloxanos epóxi funcionais.
[0037] O composto da fórmula (I) é um siloxano amino funcional quando o grupo terminal em qualquer um de R1 a R6, R9 e R10 é NH2, um siloxano carbinol funcional quando o grupo terminal de qualquer um de R1 a R6, R9 e R10 é OH, um siloxano isocianato funcional quando pelo menos um de R1 a R10 carrega pelo menos um NCO ou um siloxano epóxi funcional quando pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 carrega um epóxi. Os números inteiros x y e z são selecionados de modo que o peso molecular da fórmula (I) está na faixa de 200 a 50000, 500 a 100000 ou 500 a 50000.
[0038] Siloxanos amino funcionais incluem, mas não estão limitados a, aqueles disponíveis na UCT. Silanos tais como PS510, PS512 e PS513 e aqueles disponíveis na Gelest tal como siloxanos terminados em aminopropila primária tais como DMS-A11, DMS-A12, DMS-A15, DMS-A21, DMS-A31, DMS-A32, DMS-A35, siloxanos secundários amino funcionais (PDMS terminado em N-etilaminoisobutila) tais como DMS-A211, 214, copolímeros de aminopropilmetilsiloxano - dimetilsiloxano tais como AMS-132, AMS- 152, AMS-162, AMS-163, AMS-191, AMS-1203, copolímeros de aminoetilaminopropilmetilsiloxano - dimetilsiloxano tais como AMS-233, AMS-2202, copolímeros de aminoetilaminoisobutilmetilsiloxano - dimetilsiloxano tais como AMS-242 e ATM-1112, ATM-1322.
[0039] Siloxanos carbinol funcionais incluem, mas não estão limitados aqueles disponíveis na Gelest tais como polidimetilsiloxanos terminados em carbinol (hidroxila) DMS-C15, DMS-C16, DMS-C21, DMS- C23, DMS-C25, DBL-C31, DBL-C32, polidimetilsiloxanos terminados em [bis(hidroxietil)amina] tais como DMS-CA21 e copolímeros de metilsiloxano-dimetilsiloxano (carbinol funcionais) tais como CMS-221, CMS-222, CMS-832, CMS-626.
[0040] Siloxanos epóxi funcionais incluem, mas não estão limitados a, aqueles disponíveis na Gelest tais como polidimetilsiloxanos terminados em epoxipropoxipropila incluindo a variedade DMS-E (09-21), polifenilmetilsiloxanos terminados em epoxipropoxipropila tais como PMS E- 11, PMS E15, tris(polidimetilsiloxano terminado em epóxi) monofenil funcional tal como MCT-EP13, polidimetilsiloxano terminado em mono-(2,3- epóxi)propiléter tais como MCR-E11, MCR-E21 e copolímeros de (epoxiciclohexiletiletilsiloxano) - dimetilsiloxano tal como ECMS-127, 227, 327, 924.
[0041] Exemplos representativos de aminosiloxanos incluem os seguintes:
em quem é 1-1500; en é 1-1500.
[0042] Exemplos representativos de carbinol siloxanos incluem os seguintes:
[0043] Exemplos representativos de isocianato siloxanos incluem o produto de reação de:
em que n é 1-1500.
[0044] O composto de fórmula (I) pode estar presente em umaquantidade de 1-99% em peso, 10-80% em peso ou 20-60% em peso com base no peso total do polímero.
[0045] Poli-isocianatos apropriados incluem qualquer isocianato usado tipicamente para formar revestimentos reticulados. O poli-isocianato pode ser um isocianato mascarado que são compostos em que o grupo ou grupos isocianato são gerados usualmente por aquecimento a 100 a 200°C. Isocianatos mascarados incluem aqueles fornecidos pela Chemtura Baxendon e a variedade Bayhydur® da Bayer. Grupos de bloqueio usados para fazer isocianatos mascarados incluem £-caprolcalona, metiletilcetoxima, 3,5- dimetilpirazol e dietil malonato. Os poli-isocianatos podem incluir di- isocianatos, tri-isocianatos e isocianatos de funcionalidade superior.
[0046] Di-isocianatos incluem, mas não estão limitados a 1,5- naftaleno di-isocianato, 4,4-difenil-metano di-isocianato, tetra-alquil-difenil metano di-isocianato, 1,3-fenileno di-isocianato, 1,4-fenileno di-isocianato, butano-1,4-di-isocianato, hexametileno 1,6-di-isocianato, 2,2,4- trimetilhexametileno 1,6-di-isocianato, 2,4,4-trimetil-hexametileno 1,6-di- isocianato, ciclohexano-1,4-di-isocianato, xilileno di-isocianato, diciclohexil- metano-4,4’-di-isocianato, metil-ciclohexano di-isocianato, 1,4-tetrametileno di-isocianato, hexametileno di-isocianato, 1,3-trimetileno di-isocianato, metaxileno di-isocianato, decametileno 1,10-di-isocianato, ciclohexileno 1,2- di-isocianato, ciclohexileno 1,4-di-isocianato, 1-metil ciclohexano 2,4-di- isocianato, 2,4-tolueno di-isocianato, hexametileno-1,6-di-isocianato, heptametileno-1,7-di-isocianato, 1,3-ciclopenteno di-isocianato e 1,3- ciclohexano di-isocianato.
[0047] Tri-isocianatos incluem, mas não estão limitados a trímeros de di-isocianato de isoforona, tri-isocianato de nonano, tri-isocianato de trifenilmetano, tri-isocianato de 1,3,5-benzeno, tri-isocianato de 2,4,6-tolueno, tri-isocianato de lisina, um aduto de di-isocianato de trimetilol e tetrametil xileno vendido com o nome de Cythane® 3160 pela Cytec Industries, e Desmodur® N 3300, que é o isocianurato de di-isocianato de hexametileno, disponível na Bayer.
[0048] Poli-isocianatos com funcionalidade superior incluem, mas não estão limitados a poli-isocianatos alifáticos à base de di-isocianato de hexametila tal como o vendido pela Bayer sob a variedade Desmodur® N, poli-isocianato alifático à base de di-isocianato de isoforona tal como o vendido pela Bayer sob a variedade Desmodur® Z, poli-isocianatos aromáticos à base de di-isocianato de tolueno tal como o vendido pela Bayer sob a variedade Desmodur® L, poli-isocianatos aromáticos à base de di- isocianato de metilendifenila tal como o vendido pela Bayer sob a variedade Desmodur® VL e variedade VK, poli-isocianatos bloqueados tais como aqueles vendidos sob a variedade Desmodur® BL e reticuladores de isocianato Basonat® (Bayer).
[0049] Anéis isocianurato contendo 3 ou mais grupos isocianato também podem ser usados; por exemplo o anel isocianurato de di-isocianato de hexametileno tal como Desmodur® N-3300 e N-3390 da Bayer.
[0050] O poli-isocianato pode ser usado em combinação com outros isocianatos.
[0051] Em um exemplo, o poli-isocianato é um tri-isocianato tal como tri-isocianato de lisina ou poli-isocianatos vendidos pela Bayer sob a variedade Desmodur®.
[0052] O poli-isocianato pode estar presente em uma quantidade de 0,1-70% em peso, 0,5-50% em peso ou 1-30% em peso com base no peso total do polímero.
[0053] Polióis ou poliaminas apropriados incluem aqueles usados tipicamente para formar revestimentos reticulados tais como poliéster polióis/poliaminas, poliéter polióis/poliaminas, policarbonato polióis/poliaminas e polióis acrílicos/poliaminas. Uma mistura de polióis/poliaminas pode ser usada na formulação do polímero.
[0054] Polióis que podem ser usados incluem poliéster polióis tais como Desmophen®, Baycoll® (Bayer); poliéter polióis tais como Desmophene® e Acclaim®; poliaspárticos tais como Desmophen® NH; policarbonato polióis tais como Desmophen®C, assim como, reticuladores de polímero tais como poli(caprolactona) que contém múltiplos braços, assim como, o componente base poliol do revestimento de topo Desothane®HS CA8000/B900A (PPG Aerospace).
[0055] Poliaminas apropriadas incluem, mas não estão limitadas a aminas primárias e misturas das mesmas incluindo poliaminas tendo pelo menos dois grupos funcionais tais como di-, tri- ou poliaminas de funcionalidade superior e misturas das mesmas. A poliamina pode ser aromática ou alifática, tal como cicloalifática.
[0056] Exemplos de poliaminas alifáticas apropriadas incluem, mas não estão limitadas a etileno diamina, 1,2-diaminopropano, 1,4- diaminobutano, 1,3-diaminopentano (Dytek® EP, Invista), 1,6- diaminohexano, 2-metil-1,5-pentano diamina (Dytek® A, Invista), 2,5- diamino-2,5-dimetilhexano, 2,2,4- e/ou 2,4,4-trimetil-1,6-diamino-hexano, 1,11-diaminoundecano, 1,12-diaminododecano,1,3- e/ou 1,4-ciclohexano diamina, 1-aminotrimetil-δ-aminometil-ciclohexano, 2,4- e/ou 2,6- hexahidrotoluileno diamina, 2,4'- diaminodiciclohexil metano, 4,4'- diaminodiciclohexil metano (PACM-20, Air Products) e 3,3'-dialquil 4,4'- diaminodiciclohexil metanos tais como 3,3'-dimetil-4,4'-diaminodiciclohexil metano (Dimetil Dicykan® ou Laromin® C260, BASF; Ancamina® 2049, Air Products) e 3,3'-dietil-4,4'- diaminodiciclohexil metano), 2,4- e/ou 2,6- diaminotolueno e 2,4'- e/ou 4,4'-diaminodifenil metano, ou misturas dos mesmos. Outras aminas apropriadas incluem, mas não estão limitadas a 3- (ciclohexilamina)propilamina, 3,3'-[1,4-butanodi-ilbis]-1-propanamina e poliéteraminas diamino funcionais tendo grupos amino primários alifaticamente ligados, exemplos dos quais incluem Jeffamina® D-230, Jeffamina® D-400, Jeffamina® D- 2000, e Jeffamina® D-4000 disponíveis na Huntsman Corporation.
[0057] Em certos exemplos, a poliamina é uma triamina. Exemplos de triaminas apropriadas incluem, dipropileno triamina, bis(hexametileno) triamina e poliéterpoliaminas triamino funcionais tendo grupos amino primários alifaticamente ligados (Jeffamina® T-403, Jeffamina® T-3000, Jeffamina® T-5000 da Huntsman Corporation.)
[0058] Em outros exemplos, a amina pode ser uma tetraamina ou outra amina de funcionalidade superior.
[0059] O peso molecular do poliol/poliamina pode estar na faixa de 46-10000, 46-1000 ou 46-100.
[0060] O poliol/poliamina pode estar presente em uma quantidade de 0-99% em peso, 0-50% em peso ou 5-30% em peso com base no peso total do polímero. Revestimento reativo
[0061] O revestimento reativo pode ser qualquer revestimento contendo um poli-isocianato e/ou um poliol ou poliamina. Exemplos incluem poliuretano, poliureia, polisilicone, poliéster ou revestimentos de epóxi que contém um poli-isocianato e/ou um poliol ou poliamina. Revestimentos contendo poliol também incluem revestimentos contendo hidroxil poliésteres. Exemplos específicos incluem revestimentos de poliuretano contendo polióis tal como revestimento de topo Desothane® HS CA 8000/B900A disponível na PPG Aerospace ou Eclipse® ECL-G-2 ou Eclipse®ECL-G-7 ou verniz Aerodur 3002 da AkzoNobel Aerospace Coatings.
[0062] A superfície sobre a qual o revestimento de polímero é aplicado sobre pode ser uma superfície não revestida de um objeto ou um objeto tendo um revestimento existente. O revestimento existente pode ser uma ou mais camadas de um revestimento selecionado dentre primeiras de mão, revestimentos de conversão, revestimentos de topo etc. O revestimento de polímero pode ser aplicado sobre um objeto pintado com um revestimento de topo. Alternativamente, o polímero pode ser misturado dentro de um revestimento de topo e aplicado sobre um objeto tendo uma primeira de mão, um revestimento de conversão ou outro revestimento. No último caso, o polímero forma parte do revestimento de topo. Preferivelmente, o revestimento existente ou o revestimento de topo é um revestimento de poliuretano, poliureia, polisilicone, poliéster ou epóxi.
[0063] O solvente usado na formulação de polímero pode ser um único solvente ou uma combinação de dois ou mais solventes. Preferivelmente o solvente é um solvente orgânico. Solventes orgânicos ou combinações de solvente apropriadas incluem, mas não estão limitadas a:(a) solventes à base de éster tais como alquil propionato, alcoxipropionato, alquil alcoxipropionato, alquil acetato, alquil alcoxiacetato, etil acetato, propil acetato, isopropil acetato, butil acetato, isobutil acetato, butil acetato terciário e glicol éter acetatos;(b) cetonas tais como alquil cetonas, por exemplo, metil etil cetona, metil propil cetona, metil amil cetona, metil isoamil cetona e metil isobutil cetona, acetona, pentanona, butanona e 2-heptanona;(c) aromáticos tais como tolueno e xileno;(d) éteres tais como glicol diéteres, por exemplo, os di-Ci-s alquil éteres de glicóis tais como diéteres de etileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, tetraetileno glicol, polietileno glicol, propileno glicol, dipropileno glicol, tripropileno glicol e polipropileno glicol incluindo, mas não limitado a dietileno glicol dimetiléter, dipropileno glicol dimetil éter ou metil butiléter de dietileno glicol tais como aqueles comercializados pela Dow sob o nome comercial Downanol glicoléteres da série E e série P; e éteres cíclicos tais como tetrahidrofurano; e(e) solventes halogenados tais como diclorometano e tetracloroetileno.
[0064] Considerando a toxidade e impacto ambiental negativo de solventes halogenados, será entendido que eles devem ser usados dentro das limitações de regulamentações ambientais, de saúde e segurança. Solventes preferidos são solventes à base de éter tais como alquil propionato, alcoxipropionato, alquil alcoxipropionato, alquil acetato, alquil alcoxiacetato, etil acetato, propil acetato, isopropil acetato, butil acetato, isobutil acetato, butil acetato terciário e glicol éter acetatos; solventes de cetona tais como alquil cetonas, por exemplo, metil etil cetona, metil propil cetona, metil amil cetona, metil isoamil cetona, metil isobutil cetona, acetona, pentanona, butanona e 2-heptanona.
[0065] A formulação de polímero pode incluir adicionalmente uma variedade de aditivos opcionais que são um tanto dependentes da aplicação particular do revestimento tais como agentes de cura, agentes de reticulação, catalisadores, cargas, pigmentos ou outros colorantes, reforços, tixotropos, aceleradores, tensoativos, plastificantes, extensores, estabilizantes, inibidores de corrosão, estabilizantes de luz de amina impedida, absorventes de luz UV, e antioxidantes. Aditivos preferidos podem incluir extensores, catalisadores e agentes de reticulação.
[0066] Em um exemplo, o polímero compreende ou consiste do produto de reação do composto da fórmula (I) e (i) um revestimento reativo e opcionalmente um poli-isocianato e/ou um poliol ou poliamina ou (ii) um poli-isocianato e opcionalmente um poliol ou uma poliamina ou (iii) um poliol ou poliamina e opcionalmente um poli-isocianato. A formulação de polímero compreende ou consiste do polímero, junto com um solvente, um extensor opcional, um catalisador opcional ou um agente de reticulação opcional.
[0067] Exemplos de extensores incluem extensores de vida útil na embalagem tais como 2,4-pentanediona e alquil acetoacetato.
[0068] Exemplos de catalisadores incluem catalisadores de metal tais como dibutilestanho dilaurato (DBTD), octotato estanoso, carbonato de chumbo, octoato de chumbo, acetilacetonato férrico e sais de metal alcalino.
[0069] Exemplos de agentes de reticulação incluem polímeros multifuncionais tais como polímeros no formato de estrela ou de múltiplos braços com funcionalidade tal como hidroxila, isocianato ou amina capazes de reagir com o revestimento existente.
[0070] Os aditivos podem estar presentes em uma quantidade de 010% em peso com base no peso total do polímero.
[0071] Polímeros exemplares incluem aqueles que são produtos de reação das combinações seguintes: (a) Aminosiloxanos, poli-isocianato e opcionalmente um catalisador, poliol ou poliamina;(b) Carbinolsiloxano, poli-isocianato e opcionalmente um catalisador, poliol ou poliamina;(c) Isocianato siloxano e um poliol ou poliamina ou um revestimento contendo um poliol ou poliamina; e(d) Aminosiloxano ou carbinolsiloxano e um revestimento reativo contendo poli-isocianato.
[0072] A formulação de polímero pode ser feita dissolvendo o composto da fórmula (I) em um solvente orgânico tal como uma cetona, por exemplo, 2-heptanona (MAK) antes da reação com um poli-isocianato e/ou um poliol, uma poliamina ou um revestimento reativo. O poli-isocianato e/ou poliol ou poliamina também podem ser dissolvidos em solventes orgânicos à base de cetona, éter ou éster antes da reação com composto de fórmula (I). A formulação de polímero é misturada tipicamente durante 15-120 minutos antes da aplicação sobre uma superfície.
[0073] A formulação de polímero pode incluir opcionalmente os aditivos descritos acima, em particular extensores, catalisadores e/ou agentes de reticulação. Um catalisador tal como dibutilestanho dilaurato pode ser exigido para a reação entre o composto da fórmula (I), o poli-isocianato e/ou o poliol, a poliamina ou o revestimento reativo.
[0074] A formulação de polímero pode ser aplicada como um revestimento contínuo sobre uma ampla variedade de superfícies, particularmente superfícies de metal tais como alumínio, aço inoxidável ou titânio, ou em superfícies compósitas tais como matrizes de resina fibras de carbono, vidro ou plásticos e semelhantes. A formulação de polímero também pode ser aplicada em superfícies revestidas e como tal independente do material de base da superfície.
[0075] A formulação de polímero pode ser aplicada em uma superfície de um objeto de diversos modos. Por exemplo, ela pode ser aplicada em uma superfície pulverizando a formulação de polímero sobre uma superfície. Como uma pulverização de um componente, uma formulação do polímero em um solvente é pulverizada sobre uma superfície a ser revestida. No evento de um catalisador ser exigido, a formulação de polímero e solvente deve ser misturada com o catalisador antes do uso. A formulação resultante pode ter uma vida útil na embalagem finita e pode ter que ser pulverizada logo após o catalisador ser misturado ou durante a vida útil na embalagem da mistura.
[0076] Como um sistema de dois ou mais componentes, o composto da fórmula (I) é dissolvido em um solvente e o segundo componente que é um poli-isocianato e opcionalmente o poliol ou a poliamina dissolvido separadamente em um solvente. Alternativamente um revestimento reativo é usado no lugar do segundo componente. As duas misturas são combinadas em um bico de pulverização comum e misturadas enquanto sendo pulverizadas sobre uma superfície seca para formar um revestimento de polímero sobre a superfície de um objeto.
[0077] Uma vez que o polímero foi deixado reticular suficientemente e o solvente evapora, uma película de polímero é deixada para trás.
[0078] Alternativamente, o composto de fórmula (I) é misturado com uma solução do poli-isocianato e opcionalmente o poliol, a poliamina ou o revestimento reativo em um bico de misturação de uma pistola de pulverização e ejetado sobre a superfície ou misturado em um recipiente, transferido para uma pistola de pulverização e ejetado sobre a superfície antes de alcançar a vida útil na embalagem da mistura. Este processo resulta em um polímero reticulado, que começa a curar dentro de uns poucos minutos e subsequentemente forma uma película reticulada.
[0079] Outros métodos de aplicação também podem ser usados tais como aqueles conhecidos comumente pelos versados na técnica tais como escovação, rolos, imersão, impacto de gotículas, impressão, tal como impressão em tela, ou por um aerossol pré-recheado. A formulação pode ser aplicada como um aplique depositando primeiro a formulação, como descrita acima, sobre uma superfície em relevo. Quando seco, o revestimento de polímero pode ser removido da superfície em relevo e usado em um processo de aplique para aderir o revestimento sobre uma superfície subsequente.
[0080] Em uma pulverização de um componente, o polímero é capaz de ser manipulado ou é permitido caminhar sobre o mesmo tão logo o polímero tenha sido deixado reticular suficientemente e o solvente tenha evaporado. O processo secundário pode incluir operações tais como mascaramento, revestimento com fita e aplicação de camadas adicionais do revestimento. O uso de uma fonte de calor, tal como ar quente ou lâmpadas infravermelhas, irá acelerar a remoção de solvente e a reação de reticulação. Em um sistema de dois componentes, o polímero começa a reticular e se forma quase tão logo as duas partes são misturadas e pulverizadas sobre a superfície. Novamente, o uso de ar quente ou lâmpadas de aquecimento irá facilitar a remoção de solvente e reticulação para deixar para trás um revestimento de polímero na forma de uma película.
[0081] O revestimento pode estar na forma de uma película de revestimento clara e pode ser aplicado sobre uma ampla variedade de superfícies, incluindo superfícies pintadas. Uma vantagem chave de um revestimento de película clara é que ele provê transparência suficiente para permitir que o revestimento seja usado sobre um revestimento de topo pigmentado (colorido), por exemplo, na formação de revestimentos de revestimento de base - revestimento claro conhecida pelos versados na técnica. Alternativamente, o revestimento de polímero pode ser pigmentado pela mistura de um ou mais dos componentes de reação com um pigmento apropriado em um moinho coloidal. O revestimento claro ou revestimento pigmentado pode ser usado então como uma tinta.
[0082] A formulação de polímero pode ser aplicada em qualquer lugar entre cerca de 1°C e cerca de 45°C. Tipicamente, a formulação de polímero é aplicada a temperaturas ambientes entre cerca de 15°C e 35°C. A formulação de polímero pode ser aplicada para formar uma única camada ou como múltiplas camadas para alcançar uma espessura desejada.
[0083] A formulação de polímero pode ser aplicada como um revestimento contínuo sobre uma ampla variedade de superfícies de objetos, particularmente superfícies de metal tais como alumínio, aço inoxidável ou titânio, ou em superfícies compósitas tais como matrizes de resina de fibras de carbono ou vidro, plásticos e semelhantes. O polímero pode ser aplicado também em superfícies revestidas e como tal independente do material de base usado no objeto. O revestimento de polímero pode ser usado para reduzir a quantidade de formação de gelo sobre uma superfície e/ou a aderência de gelo na superfície do objeto, por exemplo, superfícies de força de sustentação, estabilizadoras, de controle de uma aeronave. Neste caso toda a superfície de uma aeronave pode ser revestida com o polímero ou só as superfícies de força de sustentação, estabilizadoras, e/ou de controle ou outras superfícies selecionadas podem ser revestidas. A redução de formação de gelo é de importância crítica porque mesmo um leve acúmulo de gelo sobre as asas ou outras superfícies de força de sustentação da aeronave pode causar alterações dramáticas no desempenho aerodinâmico das superfícies de força de sustentação. Similarmente, superfícies de controle da aeronave devem permanecer livres do acúmulo de gelo que poderia bloquear o movimento e prejudicar a operação daquelas superfícies de controle. Adicionalmente, a redução de formação de gelo reduz o peso total da aeronave, melhorando assim o desempenho, e eficiência do combustível. Vantagens similares são providas pelo revestimento pelo menos em algumas porções da superfície externa de outros objetos tais como mísseis, navios, automóveis e turbinas de vento.
[0084] A utilidade do polímero não é limitada a superfícies de metal. O polímero encontra uso como um revestimento sobre qualquer uma de uma ampla variedade de superfícies tais como compósitos de carbono, e mesmo madeira ou asfalto, diversas das quais podem ser aplicações não relacionadas com aeronave tais como turbinas de vento, condicionadores de ar, unidades de refrigeração, construções, sinais e linhas elétricas.Propriedades
[0085] Quando o polímero é usado como um revestimento redutor de gelo sobre uma superfície, a superfície revestida pode demonstrar uma força de aderência média mínima de <5N quando submetida ao teste de aderência ao gelo, um índice de dureza de lápis de até 4H e um índice de vidro a 60 graus de até 83.
[0086] A invenção será descrita agora com referência aos exemplos não limitantes seguintes.
[0087] As abreviações seguintes são usadas nos exemplos:Amino siloxano: PS510, PS512, PS513 e DMS-A12
n é 5-1500Carbinol Siloxano: DMS-C16, 15, 21, 22 e 23
m é 1-10 e n é 5-1500.Siloxano isocianato funcional:
Desothane® HSCA 8000B ativador da PPG Aerospace contendo poli-isocianato no solvente.DESMODUR N3390 um trímero HDI em n-butilacetato disponível na Bayer com um teor de NCO de 19,6%N75 um poli-isocianato alifático (biureto HDI) em n- butilacetato disponível na Bayer com um teor de NCO de 16,5%Desothane® HS CA 8000/ B900A base da PPG Aerospace contendo poliol, reticulador de policaprolacatona (4-braços) solventes e polímero acíclico estirênico.
[0088] Os detalhes das formulações de polímero são especificados na tabela 1 abaixo com referência ao seguinte:1. Razão molar de 1:1 (grupos reativos siloxano: grupos isocianato/ poliol) usados em todas as formulações.2. Reação é entre um siloxano reativo e um isocianato (exceto o exemplo 17 e 18 que é entre siloxano isocianato funcional e um poliol).3. Exemplos 13-16 são revestimentos de poliureia-uretano siloxano híbridos contendo siloxano reativo, poliol e isocianato.4. Todas as formulações foram aplicadas sobre painéis de alumínio (Alclad 2024-T3) que tinham sido previamente revestidos com primeira de mão e um revestimento claro existente (revestimento de topo Desothane® HS CA 8000/B900A) por uma pistola de pulverização e então curados em condições ambiente durante 12-24 horas.
[0089] O siloxano reativo é misturado em um solvente orgânico tal como cetona, éter ou éster. O componente isocianato é então adicionado na formulação (e qualquer catalisador, poliol, ou poliamina como apropriado) e a solução misturada durante 20-120 minutos antes da aplicação por pulverização ou escovação do revestimento sobre a superfície.
[0090] A aderência de gelo foi medida usando uma máquina de teste Instron Universal (modelo 5565) adaptada com uma célula de carga 100 N. Os testes foram realizados a uma velocidade de 0,5 mm/min no interior de uma câmara ambiental mantida a -20°C e localizada dentro do Instron. O revestimento de polímero foi aplicado em corpos de prova de alumínio e colunas cilíndrica cheias com água (valor de resistividade ultrapuro Milli-Q de 18,2 MO.cni @ 25°C; <5 ppb) foram congeladas a -20°C sobre a superfície do revestimento. Um acessório com pêndulo foi adaptado no Instron e nas colunas de água e uma força de tração foi aplicada para desalojar as colunas de gelo das amostras revestidas. A força de tração exigida para separar o gelo foi registrada e a tensão calculada. O modo de falha - coesivaou adesiva também foi anotado.
*Exemplo comparativoxDBTD - dilaurato de dibutil estanho adicionado com base no peso de resinaA Ativador Desothane HS: Ativador CA 8000B (PPG Aerospace)AA Revestimento de topo Desothane HS CA 8000/ B900A Base: Base CA 8000/ B900A (PPG Aerospace)
* Exemplo comparativo** AF = falha adesiva, CF = falha coesiva
*Exemplo comparativo
[0091] Cálculos de energia na superfície foram com base nas medições de ângulo de contato completas usando o analisador de ângulo de contato equipado com vídeo semiautomático ‘FIRST TEN ANGSTROMS’. Di-iodometano (CH2I2) e água (H2O) foram empregados como os solventes de referência para calcular a dispersão e contribuições polares para energia de superfície através da relação de Young-Dupre e equação de Fowkes.
[0092] O brilho foi medido em um medidor de brilho Byk-Gardner micro-TRI a 20 e 60°.
[0093] Dureza de lápis foi medida de acordo com ASTMD3363.
[0094] Poli-siloxano reticulado com base em produto químico reticulado de ureia e uretano foi verificado como sendo compatível com revestimento de topo de poliuretano de aeronaves atuais e pode ser usado sozinho como uma camada de topo final fina ou como um componente do revestimento de topo atual para prover um revestimento com aderência reduzida ao gelo. Aderência muito baixa ao gelo foi verificada sobre tal revestimento de superfície (força de tração e resistência a tração na tabela 2) e representa uma diminuição significante comparada a um revestimento de topo aeroespacial comumente usado (Desothane® HS). Dois revestimentos de elastômero de polisiloxano NuSil disponíveis comercialmente, e duas formulações de revestimento descritas no Exemplo 1 de US6797795 e Exemplo 3 de US7910683 também foram analisadas e todas têm índices de tração de aderência ao gelo de maior do que 19 kPa. A tabela 3 também demonstra as vantagens seguintes em relação a técnica antecedente, tal como aquela em US6797795 e US6809169, porque existe (i) estrutura reticulada melhorada e comprovada como demonstrado pelos índices de dureza de lápis até 4H (tabela 2); (ii) índices de brilho a 60 graus até 83 (tabela 3); (iii) compatibilidade melhorada com o revestimento de topo de poliuretano existente para aplicação em aeronaves e a formulação de revestimento pode ser usada como um componente do revestimento de topo de poliuretano existente; e (iv) durabilidade incluindo resistência química como demonstrado pela dureza aumentada e os presentes revestimentos não podem ser redissolvidos no solvente (MEK) comparado com os revestimentos da técnica antecedente US 6797795 e US6809169.
[0095] Como mostrado na tabela 3, o uso de um revestimento super hidrofóbico (ângulo de contato com água maior do que 150° e ângulo de rolagem < 10°) não é exigido a fim de alcançar índices muito baixos de aderência ao gelo. Como mostrado na tabela 3, os presentes revestimentos têm energia de superfície polar muito baixa e isto pode explicar em parte a baixa aderência ao gelo. No entanto, os revestimentos de elastômero de polisiloxano NuSil também têm energias de superfície polares baixas, assim existem interações adicionais morfológicas, químicas, ou físicas que determinarão a aderência ao gelo.
[0096] Os presentes revestimentos demonstram as vantagens seguintes: (i) Aderência ao gelo reduzida, tensão de tração <19 kPa, ou força de tração < 5 N, que é menor do que os valores previamente publicados para aderência ao gelo;(ii) Índices de dureza de lápis de até 4H que são similares aos índices de dureza convencionais atuais para revestimentos aeroespaciais à base de poliuretano tias como Desothane e superiores aos revestimentos de siloxano disponíveis comercialmente tal como NuSil;(iii) índices de brilho a 60 graus até 83, demonstrando brilho superior aos materiais de revestimento de siloxano disponíveis comercialmente tal como NuSil;(iv) Compatibilidade melhorada com os revestimentos de topo de poliuretano existentes para aplicação em aeronaves e a formulação de revestimento pode ser usada como um componente do revestimento de topo de poliuretano existente;(v) Durabilidade incluindo resistência química comparado com a técnica existente tal como US6797795.
[0097] Nas reivindicações que seguem e na descrição precedente da invenção, exceto onde o contexto exija em contrário devido à linguagem expressa ou implicação necessária, a palavra “compreende” ou variações tais como “compreendem” ou “compreendendo” são usadas em um sentido inclusivo, isto é, para especificar a presença de determinadas características, mas não para excluir a presença ou adição de características adicionais em vários exemplos.
[0098] Será entendido pelos versados na técnica que muitas modificações podem ser feitas sem se desviar do espírito e escopo da invenção.
Claims (22)
1. Polímero redutor de gelo tendo uma força de tensão deadesão ao gelo de menos de 5 Newtons, caracterizado pelo fato de quecompreende um produto de reação reticulado do seguinte siloxano:
em queR1 a R6 são independentemente selecionados do grupo queconsiste em H; alquila C1-16 opcionalmente substituída opcionalmente interrompida com um grupo selecionado de NR11, C=O, C=C, S, CO2, O e CH(NCO); OSiR123; (CH2)nOH; (CH2)nO(CH2)nOH; (CH2)n NR11R12; (CH2)nNH(CH2)n NR11R12; (CH2)nO(CH2)n NR11R12; (CH2)nNCO; epóxi, alquilarila C1-16 opcionalmente substituída; arila opcionalmente substituída; poliarila opcionalmente substituída; cicloalifático C3-6 opcionalmente substituído; e heterocíclica C3-6 opcionalmente substituída;R7 e R8 são independentemente ausentes ou independentemente selecionados do grupo que consiste em alquila C1-16 opcionalmente substituída opcionalmente interrompida com um grupo selecionado de NR11, C=O, C=C, S, CO2, O e CH(NCO); O; S; OSi(R13)2;(CH2)n; (CH2)nNH; (CH2)nO; alquilarila C1-16 opcionalmente substituída; arila opcionalmente substituída; poliarila opcionalmente substituída; cicloalifático C3-6 opcionalmente substituído; e heterocíclica C3-6 opcionalmente substituída;R9 e R10 são independentemente selecionados do grupo que consiste em H, OH, NR11R12, alquila C 1-16 opcionalmente substituída, NCO, epóxi e Si(R13)3; R11 e R12 são independentemente selecionados do grupo que consiste em H e alquila C1-16 opcionalmente substituída;R13 é selecionada do grupo que consiste em alquila C1-16 opcionalmente substituída, (CH2)nOH e (CH2)nNH2;n é 1 a 16;z é 1;x é selecionado de 1 a 1500; ey é 0 a 1500; equando pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 carrega um grupo NH2, então o siloxano de fórmula (I) tem um peso molecular entre cerca de 2500 e 27000 Daltons e quando pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 carrega um grupo OH o siloxano de fórmula (I) tem um peso molecular entre cerca de 5000 e 10000 Daltons; e(i) um poli-isocianato e um ou mais de um poliol, uma poliamina e um revestimento reativo, ou(ii) qualquer um de um poli-isocianato, um poliol, uma poliamina ou um revestimento reativo;com as condições de que:(a) quando o composto da fórmula (I) reage com um poli- isocianato, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um OH ou NH2 ou ambos;(b) quando o composto da fórmula (I) reage com um poliol, uma poliamina ou um revestimento reativo, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um NCO;(c) quando o composto da fórmula (I) reage com um revestimento reativo, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um OH ou NH2 ou ambos para reagir com um poli-isocianato presente no revestimento ou pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um NCO para reagir com um poliol ou poliamina presente no revestimento; e(d) quando presente, a quantidade de poliol/poliamina está na faixa de 5 a 30% em peso com base no peso total do polímero.
2. Polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto da fórmula (I) é selecionado a partir do seguinte:
em quem é 1-1500; en é 1-1500; ou
em quem é 1-1500; en é 1-1500; ouo produto de reação de:
em quen é 1-1500.
3. Polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto da fórmula (I) está presente em uma quantidade de 1-99% em peso com base no peso total do polímero.
4. Polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o poli-isocianato é um di-isocianato, tri-isocianato ou um cianato de funcionalidade superior.
5. Polímero de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o tri-isocianato é tri-isocianato de lisina.
6. Polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o poli-isocianato está presente em uma quantidade de 0,170% em peso com base no peso total do polímero.
7. Polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o poliol ou poliamina é selecionado de um poliol/poliamina de poliéster, um poliol/poliamina de poliéter, um poliol/poliamina de policarbonato, um poliol/poliamina acrílico ou uma combinação dos mesmos.
8. Polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o peso molecular do poliol ou poliamina está na faixa de 46 a 10000 Daltons.
9. Polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o poliol ou poliamina está presente em uma quantidade de 0-99% em peso com base no peso total do polímero.
10. Polímero de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento reativo é selecionado de um revestimento de poliuretano, poliureia, polissilicone, poliéster ou epóxi, cada um dos quais contém um poli-isocianato e/ou um poliol ou poliamina.
11. Formulação de polímero, caracterizada pelo fato de que compreende o polímero como definido na reivindicação 1, um solvente e um aditivo opcional.
12. Formulação de polímero de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o solvente é selecionado de (a) um solvente à base de éster; (b) uma cetona; (c) um aromático; (d) um éter; (e) um solvente halogenado ou uma combinação dos mesmos.
13. Formulação de polímero de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o solvente é uma cetona.
14. Formulação de polímero de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a cetona é selecionada a partir do grupo que consiste em metil etil cetona, metil propil cetona, metil amil cetona, metil isoamil cetona, metil isobutil cetona, acetona, pentanona, butanona, 2- heptanona ou uma combinação dos mesmos.
15. Formulação de polímero de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o solvente à base de éster é selecionado de alquil propionato, alcoxipropionato, alquil alcoxipropionato, alquil acetato, alquil alcoxiacetato, etil acetato, propil acetato, isopropil acetato, butil acetato, isobutil acetato, butil acetato terciário e glicol éter acetato; ou o solvente de cetona é selecionado de metil etil cetona, metil propil cetona, metil amil cetona, metil isoamil cetona, metil isobutil cetona, acetona, pentanona, butanona e 2-heptanona.
16. Formulação de polímero de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o aditivo opcional é selecionado de um agente de cura, agente de reticulação, catalisador, carga, pigmento ou outro corante, reforço, tixotropo, acelerador, tensoativo, plastificante, extensor, estabilizante inibidor de corrosão, estabilizante de luz de amina impedida, absorvente de luz UV, antioxidante ou uma combinação dos mesmos.
17. Revestimento, caracterizado pelo fato de que compreende o polímero como definido na reivindicação 1 ou a formulação de polímero como definida na reivindicação 11.
18. Método para produzir um polímero como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende reagir o composto da fórmula (I) com (i) um poli-isocianato e um ou mais de um poliol, uma poliamina ou um revestimento reativo ou (ii) um poli-isocianato, um poliol, uma poliamina ou um revestimento reativo,em que quando pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 carrega um grupo NH2, então o siloxano de fórmula (I) tem um peso molecular entre cerca de 2500 e 27000 Daltons e quando pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 carrega um grupo OH o siloxano de fórmula (I) tem um peso molecular entre cerca de 5000 e 10000 Daltons; ecom as condições de que:(a) quando o composto da fórmula (I) reage com um poli- isocianato, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um OH ou NH2 ou ambos;(b) quando o composto da fórmula (I) reage com um poliol, uma poliamina ou um revestimento reativo, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um NCO; e(c) quando o composto da fórmula (I) reage com um revestimento reativo, então pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um OH ou NH2 ou ambos para reagir com um poli-isocianato presente no revestimento reativo ou pelo menos um de R1 a R6, R9 e R10 deve carregar pelo menos um NCO para reagir com um poliol ou poliamina presente no revestimento reativo.
19. Objeto, caracterizado pelo fato de que compreende uma superfície externa em que pelo menos uma porção da superfície externa é revestida com o polímero como definido na reivindicação 1 ou a formulação de polímero como definida na reivindicação 11.
20. Objeto de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a superfície externa revestida com o polímero tem uma força de aderência média de < 5 N quando submetida a um teste de aderência ao gelo, em que o teste de aderência ao gelo compreende revestir o polímero no objeto, congelar a água sobre o objeto revestido com o polímero e medir a força de tração necessária para desalojar o gelo do objeto revestido com o polímero.
21. Método para conferir propriedades redutoras de gelo a pelo menos uma porção de uma superfície externa de um objeto, caracterizado pelo fato de que compreende aplicar um revestimento do polímero como definido na reivindicação 1 ou da formulação de polímero como definida na reivindicação 11 sobre a superfície.
22. Objeto, caracterizado pelo fato de que compreende componentes com superfícies revestidas com o polímero como definido na reivindicação 1 ou a formulação de prepolímero como definida na reivindicação 11.
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