BR112018071360B1 - Revestimento superior de poliuretano de dois componentes - Google Patents

Abstract

REVESTIMENTO SUPERIOR DE POLIURETANO DE DOIS COMPONENTES. A presente invenção refere-se a um revestimento superior de poliuretano de dois componentes, compreendendo: a) uma composição de resina de formação de filme compreendendo i) um polímero contendo hidrogênio ativo, tendo um valor de hidroxila de 70 mg de KOH/g de polímero ou mais; ii) uma resina poliéster, tendo um valor hidroxila de menos que 50mg de KOH/g de resina e uma viscosidade de menos que 6000 mPa.s a 25oC; e iii) um pacote de agentes de nivelamento compreendendo um polisiloxano contendo um teor de silício efetivo de 30% em peso ou mais e um polímero acrílico tendo um peso molecular ponderal médio na faixa de 6000 a 20000 g/mol, em que a razão em peso do polisiloxano para o polímero acrílico está na faixa de 1:5 a 1:15; e b) um agente de cura poli-isocianato, em que a razão em peso do componente a) para o componente b) está na faixa de 100:10 a 100:25.

Description

Antecedentes

[0001] Revestimentos superiores de poliuretano (PU) são ampla mente usados na indústria de revestimento. Um revestimento superior de PU curado pode prover um revestimento tendo uma boa adesão a um revestimento subjacente tal como, por exemplo, um revestimento de primer epóxi, e tem boa resistência à ação do tempo, resistência à corrosão e alto brilho. Por isso, revestimentos superiores de PU são apropriados para uma ampla variedade de aplicações de tintas industriais, e o mercado pode requerer até um ou mais milhões de toneladas por ano.

[0002] Um revestimento superior de PU tipicamente produz um revestimento exibindo um brilho de no máximo 70% a 20oC, e como tal não é bem apropriado para uso em tintas avançadas tais como tintas de acabamento de veículo. Em prática, revestimentos superiores de PU devem ter um brilho de pelo menos 80% a 20oC para aplicação a um substrato de metal.

[0003] Desempenho de nivelamento de revestimentos superiores de PU realiza um importante papel em obtenção de seu efeito decorativo, especialmente brilho. Um revestimento superior de PU com bom desempenho de nivelamento pode produzir um revestimento tendo alto brilho, alta distinção de imagem (DOI) e perfeição. Em contraste, um revestimento superior de PU com um pobre desempenho de nivelamento após formação de filme pode formar um revestimento com defeitos tais como, por exemplo, descascamento laranja e ondulações.

[0004] Ainda existe uma necessidade de revestimento superior de PU tendo excelente desempenho de nivelamento e produzindo um revestimento exibindo alto brilho e alto DOI.

Sumário

[0005] A presente descrição provê um revestimento superior de poliuretano de dois componentes, incluindo: a) uma composição de resina de formação de filme incluindo: i) um polímero contendo hidrogênio ativo, tendo um valor hidroxila de 70 mg de KOH/g de polímero ou mais; ii) uma resina poliéster, tendo um valor hidroxila de menos que 50 mg de KOH / g de resina e uma viscosidade de menos que 6000mPa.s a 25oC; e iii) um pacote de agentes de nivelamento incluindo um polisiloxano contendo um teor de silício efetivo de 30% empe- so ou mais e um polímero acrílico tendo um peso molecular ponderal médio na faixa de 6000 a 20.000 g/mol, onde a razão em peso do poli- siloxano para o polímero acrílico está na faixa de 1:5 a 1:15; e b) um agente de cura poli-isocianato, onde a razão em peso de componente a) para componente b) é 100:10 a 100:25.

[0006] Em algumas modalidades, a composição de resina forma dora de filme ainda inclui uma opcional mistura de solventes, cada um dos quais tem uma taxa volátil relativa na faixa de 0,4 a 1,0, em relação a acetato de butila.

[0007] Em algumas modalidades, incorporação da composição de resina formadora de filme de um sistema de resina combinadas incluindo: i) uma resina poliéster tendo um baixo valor de hidroxila e baixa viscosidade, e ii) um polímero contendo hidrogênio ativo tendo um alto valor de hidroxila, assim como iii) um pacote de agentes de nivelamento incluindo uma particular razão em peso de um polisiloxano e um polímero acrílico, produzirá um revestimento superior de poliuretano tendo bom desempenho de nivelamento. O revestimento derivado do revestimento superior de PU tem excelente brilho e distinção de imagem (DOI).

[0008] Brilho e DOI são ambos parâmetros refletindo a uniformida de de superfície de revestimento, que é principalmente afetada pelo desempenho de nivelamento da composição de revestimento. Um agente de nivelamento pode ser adicionado a uma composição de re- vestimento para aperfeiçoar seu desempenho de nivelamento.

[0009] Foi surpreendentemente verificado pelos inventores que incorporação de poliéster tendo um baixo valor de hidroxila e uma baixa viscosidade na composição de resina formadora de filme pode aperfeiçoar significantemente seu desempenho de nivelamento sem prejudicar adesão do revestimento superior a seu revestimento subjacente. Também foi surpreendentemente verificado pelos inventores que incorporação de uma particular razão em peso de um polisiloxano e um polímero acrílico na composição de resina formadora de filme pode resultar em aperfeiçoado desempenho de nivelamento. O revestimento assim formado tem um brilho de pelo menos 85%, mesmo 88% ou mais a 20oC e um DOI de pelo menos 0,85, mesmo até 0,89,que é superior a tintas industriais convencionais, e mesmo próximo de tintas apropriadas para uso como revestimento superior de veí-culos.

[0010] Foi ainda surpreendentemente verificado pelos inventores que incorporação de uma mistura solvente tendo um gradiente de taxa volátil na composição de resina formadora de filme pode aumentar seu desempenho de nivelamento.

[0011] Os detalhes de uma ou mais modalidades da invenção se rão mostrados na descrição abaixo. As outras características, objetivos, e vantagens da invenção tornar-se-ão aparentes.

Definições Selecionadas

[0012] Como aqui usado, "um", "uma", "o", "pelo menos um", e "um ou mais" são usados intercambiavelmente, a menos que indicado de outro modo. Assim, por exemplo, uma composição de revestimento que compreende "um" aditivo pode ser interpretada significar que a composição de revestimento inclui "um ou mais" aditivos.

[0013] Por toda a presente descrição, onde são descritas compo sições como tendo, incluindo, ou compreendendo específicos compo- nentes ou frações, ou onde processos são descritos como tendo, incluindo, ou compreendendo específicas etapas de processo, é contemplado que as composições ou processos aqui mostrados ainda podem compreender outros componentes ou frações ou etapas, se ou não especificamente mencionadas nesta descrição, tanto quanto tais componentes ou etapas não afetem as características novas e básicas da invenção, mas também é contemplado que as composições ou processos podem consistir essencialmente em, ou consistir nos componentes ou etapas recitadas.

[0014] Por brevidade, somente certas faixas são explicitamente aqui mostradas. Entretanto, faixas de qualquer limite inferior podem ser combinadas com qualquer limite superior para recitarem uma faixa não recitada explicitamente, faixas de qualquer limite inferior podem ser combinadas com qualquer outro limite inferior para recitarem uma faixa não recitada explicitamente, e da mesma maneira, faixas a partir de qualquer limite superior podem ser combinadas com qualquer limite superior para recitarem uma faixa não recitada explicitamente. Adicionalmente, dentro de uma faixa inclui todo ponto ou valor individual entre seus pontos finais embora não explicitamente recitado. Assim, todo ponto ou valor individual pode servir como seu próprio limite inferior ou superior combinado com qualquer outro ponto ou valor individual ou qualquer outro limite inferior ou superior, para recitar uma faixa não recitada explicitamente.

[0015] O termo "distinção de imagem (DOI)" como aqui usado re fere-se a um parâmetro para caracterização de uniformidade de superfície de um revestimento. No campo de tinta industrial, um revestimento usualmente tem um DOI de no máximo 0,80.

[0016] O termo "parâmetro de solubilidade" como aqui usado refe re-se a um parâmetro para caracterização de compatibilidade entre polímeros. Quanto mais próximos os parâmetros de solubilidade entre polímeros são, estes polímeros têm melhor compatibilidade. O termo "parâmetro de solubilidade" pode ser medido através de experimentos técnicos como viscosimetria, ou calculados pela equação Small. Em várias modalidades da presente descrição, o parâmetro de solubilidade de um polímero pode ser estimado através de uso de equação Small: δ=p∑Fi/M, em que

[0017] δ é o parâmetro de solubilidade do polímero em (J/cm3)1/2

[0018] p é a densidade do polímero em g/cm3,

[0019] Fi é constante gravitacional molar de grupos ou átomos presentes na unidade estrutural repetitiva do polímero em (J.cm3)1/2/mol; e

[0020] M é o peso molecular da unidade de estrutura repetitiva em g/mol.

[0021] Como usado no contexto de "polisiloxano" como um agente de nivelamento, o termo "teor efetivo de silício" se refere à quantidade de metades polidimetil siloxano contidas no agente de nivelamento po- lisiloxano.

[0022] O termo "valor hidroxila" como aqui usado se refere à quan tidade em mg de KOH que é equivalente ao teor de grupos hidroxila em um grama de uma amostra. Em uma modalidade da presente descrição, o valor hidroxila é determinado de acordo com GB12009.3- 2009 através de titrimetria.

[0023] A frase "substancialmente livre" de estireno significa que uma composição de resina formadora de filme da presente descrição contém menos que 1.000 partes por milhão (ppm) de estireno. A frase "essencialmente livre" de estireno significa que a composição de resina formadora de filme contém menos que 100partesa por milhão (ppm) de estireno. A frase "essencialmente completamente livre" de estireno significa que a composição de resina formadora de filme contém menos que 5 partes por milhão (ppm) de estireno. A frase "completamente livre" significa que a composição de resina formadora de filme contém menos que 20 partes por bilhão (ppb) de estireno.

[0024] O termo "compreende" e suas variações não têm um signi ficado limitante onde estes termos aparecem na descrição e reivindicações.

[0025] Os termos "preferida" e "preferivelmente" referem-se a mo dalidades da invenção que podem oferecer certos benefícios, sob certas circunstâncias. Entretanto, outras modalidades também podem ser preferidas, sob as mesmas ou outras circunstâncias. Além disso, a recitação de uma ou mais modalidades preferidas não implica que outras modalidades não são úteis, e não é pretendido excluir outras modalidades do escopo da invenção.

Descrição Detalhada

[0026] A presente descrição provê um revestimento superior de poliuretano de dois componentes, incluindo: a) uma composição resina formadora de filme incluindo: i) um polímero contendo hidrogênio ativo tendo um valor hidroxila de 70 mg KOH/g de polímero ou mais; ii) uma resina poliéster tendo um valor hidroxila de menos que 50 mg KOH/g de resina e uma viscosidade de menos que 6.000 mPa.s a 25oC; e iii) um pacote de agente de nivelamento incluindo um polisiloxano contendo um teor de silício efetivo de 30% em peso ou mais e um polímero acrílico tendo um peso molecular ponderal médio na faixa de 6.000 a 20.000 g/mol, onde a razão em peso do polisiloxano para o polímero acrílico é 1:5 a 1:15; e b) um agente de cura poli-isocianato, onde a razão em peso de componente a) para componente b) é 100 : 10 a 100 : 25.

Composição de resina formadora de filme

[0027] Como aqui usado, o termo, "composição de resina de for- mação de filme", se refere a uma composição de resina que constrói o volume de um revestimento a ser formado a partir do revestimento superior de poliuretano de dois componentes da presente descrição. Em várias modalidades, o revestimento superior de PU pode incluir um polímero contendo hidrogênio ativo, uma resina poliéster, um pacote de nivelamento, solventes, e opcionalmente aditivos adicionais. Em algumas modalidades, a composição de resina formadora de filme inclui, baseado no peso total da composição de resina formadora de filme, 10 a 85% em peso do polímero contendo hidrogênio ativo, 5 a 85% em peso da resina poliéster, e 0,1 a 5% em peso do pacote de agente de nivelamento.

[0028] De acordo com a presente descrição, como aqui usado, o termo, "polímero contendo hidrogênio ativo", a menos que especificado de outro modo, é pretendido referir-se a qualquer polímero originalmente contendo grupos funcionais capazes de oferecer hidrogênio ativo. O hidrogênio ativo é bem conhecido por sua reatividade com um grupo isocianato, e pode ser doado por muitos grupos funcionais tais como -COOH, -OH, -SH, amino secundário, e amino primário. Em uma modalidade da presente descrição, o hidrogênio ativo é doado por um grupo hidroxila.

[0029] O polímero contendo hidrogênio ativo tem um valor hidroxi- la de 80 mg de KOH / g de polímero ou mais, ou 90 mg de KOH / g de polímero ou mais, ou 100 mg de KOH / g de polímero ou mais. Em típicas aplicações, o valor hidroxila do polímero contendo hidrogênio ativo não deve ser maior que 150 mg KOH / g de polímero, ou não maior que 120 mg de KOH / g de polímero. Foi observado que incorporação de um polímero contendo hidrogênio ativo tendo um valor de hidroxila muito alto em alguns casos pode afetar negativamente desempenho mecânico do revestimento a ser formado.

[0030] Em várias modalidades, o polímero contendo hidrogênio ativo é usado para prover um componente resina para a composição de resina de formação de filme e, portanto, o revestimento superior de poliuretano de dois componentes. Por um lado, este componente resina funciona como um ligante que provê adesão a um substrato ou seu revestimento subjacente para o revestimento superior de poliuretano e mantém junto outros componentes, como pigmento, na composição de resina formadora de filme para proporcionar resistência coesiva básica para o revestimento. Por outro lado, este componente resina tem boa reatividade com o agente de cura poli-isocianato para obter reticulação das cadeias poliméricas, pelo que formando um revestimento tendo apropriada resistência mecânica.

[0031] Em várias modalidades, o polímero contendo hidrogênio ativo tem uma viscosidade de pelo menos 4000 mPa.s, ou pelo menos 6000 mPa.s, ou pelo menos 6500 mPa.s, ou pelo menos 8000 mPa.s a 25oC. Não há particular limitação sobre o limite superior da viscosidade do polímero contendo hidrogênio ativo, mas em aplicações típicas, a viscosidade do polímero contendo hidrogênio ativo não é maior que 20.000 mPa.s a 25oC, ou não maior que 10.000 mPa.s a 25oC. A viscosidade pode ser determinada com viscosímetro Brookfield usando haste No. 3 em cerca de 10 rpm. Foi observado que a faixa de viscosidade acima resulta em revestimento superior de poliuretano de dois componentes tendo apropriada aplicabilidade.

[0032] Em várias modalidades, o polímero contendo hidrogênio ativo tem um peso molecular ponderal médio de 10.000 g/mol ou mais, um peso molecular ponderal médio de 15.000 g/mol ou mais, um peso molecular ponderal médio de 20.000 g/mol ou mais, um peso molecular ponderal médio de 30.000 g/mol ou mais, ou 35.000 g/mol ou mais, ou 40.000 g/mol ou mais, ou 50.000 g/mol ou mais. Não há particular limitação sobre o limite superior para o peso molecular ponderal médio do polímero contendo hidrogênio ativo, mas para a maioria de aplica- ções o peso molecular ponderal médio do polímero contendo hidrogênio ativo não é maior que 100.000 g/mol. O peso molecular ponderal médio pode ser determinado por GPC. Foi observado que o polímero contendo hidrogênio ativo tendo maior peso molecular ponderal médio em alguns casos pode prover um revestimento superior de poliuretano de dois componentes com maior resistência mecânica.

[0033] Em algumas modalidades, o polímero contendo hidrogênio ativo tem um teor sólido na faixa de cerca de 60% a cerca de 90%, ou na faixa de cerca de 65% a cerca de 85%, onde o teor sólido é entendido como a razão em peso de componentes não voláteis no polímero contendo hidrogênio ativo. Em particular, o polímero contendo hidrogênio ativo tem um teor de sólidos de cerca de 67,5%,cerca de 70,0%, cerca de 72,5%, cerca de 75,0%, cerca de 77,5%, cerca de 80,0% ou cerca de 82,5%.

[0034] Em uma modalidade da presente descrição, o polímero contendo hidrogênio ativo inclui um polímero acrílico tendo um grupo hidroxila.

[0035] O polímero contendo hidrogênio ativo pode ser preparado através de processos de polimerização tais como, por exemplo, poli- merização de emulsão. Alternativamente, apropriados polímeros contendo hidrogênio ativo comercialmente disponíveis podem ser usados tais como, por exemplo, aqueles disponíveis sob a marca registrada AP-541 de Jiadin Resin Company, Suzhou, China.

[0036] Em várias modalidades, a composição de resina formadora de filme, em relação ao peso total da composição de resina formadora de filme, inclui cerca de 10% em pessoa cerca de 85% em peso, ou cerca de 20% em peso a cerca de 75% em peso do polímero contendo hidrogênio ativo. Em alguns exemplos, a composição de resina formadora de filme em relação ao peso total da composição de resina formadora de filme inclui cerca de 25% em peso, cerca de 30% em peso, cerca de 35% em peso, cerca de 40% em peso, cerca de 45% em peso, cerca de 50% em peso, cerca de 55% em peso, cerca de 60% em peso, ou cerca de 65% em peso do polímero contendo hidrogênio ativo.

[0037] Em algumas modalidades, um polímero poliéster é usado junto com o polímero contendo hidrogênio ativo acima para constituir o componente resina da composição de resina formadora de filme. O termo "polímero poliéster" como aqui usado é entendido como um oli- gômero ou polímero contendo pelo menos um grupo éster -C(O)O- em sua cadeia principal molecular, cujo oligômero ou polímero pode ser preparado, por exemplo, através de condensação de poliácido ou poli- anidrido com polióis ou bisfenol sob apropriadas condições de esterifi- cação.

[0038] Em várias modalidades, a resina poliéster tem um valor de hidroxila de menos que 50 mg de KOH/g de resina e uma viscosidade de menos que 3500 mPa.s a 25oC. Preferivelmente, a resina poliéster tem um menor valor de hidroxila e preferivelmente tem um valor de hidroxila de menos que 45 mg de KOH / g de resina, ou menos que 40 mg de KOH / g de resina, ou menos que 30 mg de KOH / g de resina, ou menos que 20 mg de KOH / g de resina. Em algumas modalidades, uma resina poliéster tendo um valor de hidroxila de cerca de 10 mg de KOH/g de resina ou menos pode ser usada. Em alguns casos, introdução de uma resina poliéster com um baixo valor de hidroxila não ocasiona um substancial efeito sobre o desempenho de cura do revestimento superior de poliuretano. A resina poliéster preferivelmente tem uma menor viscosidade, preferivelmente menos que 5500 mPa.s, ou menos que 5000 mPa.s, ou menos que 4500 mPa.s, ou menos que 4000 mPa.s, ou na faixa de 2500 a 3000 mPa.s a 25oC. A viscosidade pode ser determinada com viscosímetro Brookfield usando haste No.3 em cerca de 10 rpm.

[0039] Foi surpreendentemente verificado pelos inventores que o componente resina da composição de resina formadora de filme formada por combinação de resina poliéster acima com o polímero contendo hidrogênio ativo em alguns casos pode aperfeiçoar significante- mente a resistência de desempenho de capacidade de umedecimento da composição para um substrato e assim aperfeiçoar significante- mente o desempenho de nivelamento do revestimento superior de PU. Além disso, adesão da composição de resina a um substrato ou seu revestimento subjacente ainda é aperfeiçoada sem degradação de outras propriedades benéficas do revestimento.

[0040] Preferivelmente, a resina poliéster tem um peso molecular ponderal médio de 15000 a 20.000 g/mol. O peso molecular ponderal médio pode ser determinado por GPC. Foi observado que a resina po- liéster com um peso molecular ponderal médio na faixa acima resulta em revestimento superior de poliuretano de dois componentes tendo maior resistência mecânica.

[0041] Em várias modalidades, a resina poliéster tem um teor de sólido de cerca de 70% a cerca de 90%, onde o teor de sólidos é entendido como a razão em peso de componentes não voláteis na resina poliéster. Em alguns exemplos, a resina poliéster tem um teor de sólidos de cerca de 77,5%,cerca de 80,0%,cerca de 82,5%, cerca de 85,0% ou cerca de 87,5%.

[0042] A resina poliéster da presente descrição pode ser prepara da através de processos de polimerização conhecidos, ou apropriados produtos comerciais podem ser usados tais como, por exemplo, aqueles disponíveis sob a marca registrada AK1188P resina poliéster de Valspar, USA.

[0043] Em várias modalidades, a composição de resina formadora de filme inclui, em relação ao peso total da composição de resina formadora de filme, cerca de 10% em peso a cerca de 85% em peso, ou cerca de 10% em peso a cerca de 55% em peso da resina poliéster. Em alguns exemplos, a composição de resina formadora de filme inclui, em relação ao peso total da composição de resina formadora de filme, cerca de 12,5% em peso, cerca de 15% em peso, ou cerca de 20% em peso da resina poliéster.

[0044] Em algumas modalidades, uma resina poliéster deve ser selecionada que seja mais compatível com o polímero contendo hidrogênio ativo. Em algumas modalidades, a diferença entre o parâmetro de solubilidade do polímero contendo hidrogênio ativo e o parâmetro de solubilidade da resina poliéster é menos que 0,5 (J/cm3)1/2, ou menos que 0,1 (J/cm3)1/2. Foi surpreendentemente verificado pelos inventores que incorporação da resina poliéster que tem uma boa compatibilidade com o polímero contendo hidrogênio ativo na composição de resina formadora de filme em alguns casos ainda pode aperfeiçoar capacidade de umedecimento da composição de resina para o substrato ou primer, pelo que aperfeiçoando as propriedades de nivelamento de revestimento superior de poliuretano.

[0045] Em algumas modalidades, a composição de resina forma dora de filme ainda inclui um pacote de agentes de nivelamento, que como aqui usado refere-se a um agente capaz de promover composição de resina para formar um revestimento plano sem dobradura. Apropriados agentes de nivelamento na composição de resina formadora de filme incluem mas não são limitados a, um polisiloxano, um polímero acrílico, ou suas combinações.

[0046] No contexto da presente descrição, "polisiloxano" se refere a um agente que é capaz de diminuir a tensão superficial da composição de revestimento de modo que a composição de revestimento posas fluir efetivamente ao longo de substrato ou seu revestimento subjacente e assim pode nivelar os defeitos de superfície contidos no substrato ou revestimento subjacente. O termo "polisiloxano" como aqui usado se refere a um polímero contendo uma unidade estrutural - SiO- em sua cadeia principal molecular.

[0047] Em uma modalidade da presente descrição, o polisiloxano tem a estrutura de fórmula I: em que

[0048] R1 é em cada ocorrência escolhido independentemente de C1-C6 alquila, preferivelmente metila;

[0049] R representa um resíduo poliéter ou um resíduo poliéster, preferivelmente resíduo poliéster; a soma de m e n é um inteiro de 30 a 250; e a razão de m para n é 3:7 a 9:1.

[0050] Em uma modalidade, o polisiloxano inclui polisiloxano modi ficado com poliéster. Foi observado que incorporação de polisiloxano acima na composição de resina formadora de filme da presente descrição como um de agentes de nivelamento pode ser particularmente favorável.

[0051] Preferivelmente, polisiloxano tem um teor de silício efetivo de 40% em peso ou mais, ou 50% em peso ou mais, ou 60% em peso ou mais, ou 65% em peso ou mais, 70% em peso ou mais, ou 75% em peso ou mais. Polisiloxanos com um maior teor de silício efetivo foram verificados serem particularmente vantajosos. Entretanto, o teor de silício efetivo não deve ser maior que 99% em peso, ou não maior que 95% em peso, ou não maior que 90% empeso. Em algumas modalidades, os inventores verificaram que se o teor de silício efetivo é muito baixo, o agente de nivelamento polisiloxano não diminuirá suficientemente a tensão superficial de composição de revestimento de modo que a composição de revestimento não pode fluir efetivamente ao lon go de substrato e assim seu revestimento subjacente.

[0052] O agente de nivelamento polisiloxano como mostrado na presente descrição pode ser preparado através de processos bem co-nhecidos de modificação de polisiloxano com poliéster. Alternativamente, agentes de nivelamento polisiloxano comercialmente disponíveis podem ser usados, e apropriados exemplos incluem, mas não são limitados a, polisiloxano DC56 ou DC57 disponível de Dow Corning, Midland, MI, USA.

[0053] No contexto da presente descrição, "polímero acrílico" se refere a um agente que tem limitada compatibilidade com outros com-ponentes de resina e é capaz de migrar para a superfície de revestimento para formar uma nova camada de filme. O termo "polímero acrílico" como aqui usado se refere a homopolímero ou copolímero de poli (met)acrilato.

[0054] O peso molecular do polímero acrílico é conhecido afetar sua compatibilidade com outros componentes de resina de composição de resina formadora de filme. Em várias modalidades, o polímero acrílico como agente de nivelamento pode ter um peso molecular pon- deral médio de 6000 a 20.000 g/mol, ou 8000 a 12.000 g/mol. O peso molecular ponderal médio pode ser determinado por GPC. Se o peso molecular ponderal médio do polímero acrílico é muito alto, sua compatibilidade com outros componentes será pobre de modo que ele não pode dispersar homogeneamente a superfície de revestimento. Se o peso molecular ponderal médio do polímero acrílico é muito baixo, o filme a partir da composição de revestimento contendo o polímero acrílico terá durabilidade pobre. Em algumas modalidades, polímeros acrílicos na faixa de peso molecular acima mostraram bom desempenho de nivelamento.

[0055] O agente de nivelamento de polímero acrílico como mos trado na presente descrição pode ser preparado através de técnicas bem conhecidas, ou qualquer produto comercial apropriado pode ser usado tal como, por exemplo, EFKA 3777, EFKA 3772, EFKA 3600 ou EFKA 3500 de BASF, Wyandotte, MI,USA.

[0056] Em várias modalidades, a razão em peso de agente de ni velamento polisiloxano para agente de nivelamento polímero acrílico pode ser 1:5 a 1:15, ou 1:5 a 1:10, ou 1:5 a 1:8. Em algumas modalidades, uma composição de resina formadora de filme da presente descrição com a combinação de polisiloxano e polímero acrílico em tal razão em peso como agente de nivelamento resultará no revestimento superior de poliuretano de dois componentes tendo propriedades de nivelamento mesmo superiores. O revestimento assim formado pode ter um brilho de pelo menos 85%, mesmo 88% ou mais a 20oC, e DOI de pelo menos 0,85 e mesmo até 0,89, que é muito superior a tinta industrial convencional e mesmo próximo de tintas usadas em um acabamento de veículo. Foi surpreendentemente verificado pelos inventores que a razão em peso de agente de nivelamento polisiloxano para agente de nivelamento polímero acrílico também pode afetar o desempenho de nivelamento do revestimento superior de PU. Em relação ao peso de agente de nivelamento polisiloxano, quantidade muito alta ou baixa de agente de nivelamento acrílico resultará no revestimento superior de PU tendo pobre desempenho de nivelamento.

[0057] Opcionalmente, a composição de resina de formação de filme ainda inclui uma mistura de solventes, cada um dos quais tem uma taxa volátil relativa na faixa de 0,4 a 1,0, em relação a acetato de butila. Solvente como aqui usado pode incluir quaisquer solventes conhecidos apropriados para composições de revestimento incluindo, mas não limitados a, hidrocarbonetos alifáticos, hidrocarbonetos aromáticos, terpenos, álcoois, cetonas, ésteres, álcool éteres, éster éteres, hidrocarbonetos substituídos ou qualquer combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, o solvente inclui ésteres, hidrocarbo- netos aromáticos, éster éteres, hidrocarbonetos substituídos, ou suas combinações.

[0058] Em uma modalidade da presente descrição, a mistura de solventes inclui, em relação ao peso total da mistura de solventes, 055% em peso de acetato de butila; 0-30% em peso de xileno, 0-20% em peso de metil éter acetato de propileno glicol; e 0-15% em peso de óleo solvente 150#, preferivelmente 0,1-55% em peso de acetato de butila; 0,1-30% em peso de xileno, 0,1-20% em peso de metil éter acetato de propileno glicol; e 0,1-15% em peso de óleo solvente 150#.

[0059] Em algumas modalidades, a composição de resina forma dora de filme ainda pode incluir um ou mais aditivos convencionais para um revestimento superior de poliuretano que não afetam adversamente a composição de revestimento ou revestimento obtido a partir da mesma. Apropriados aditivos incluem, por exemplo, aqueles que podem ser usados para aperfeiçoamento de capacidade de processamento ou capacidade de fabricação da composição, aperfeiçoam estéticas de composição, ou aperfeiçoam uma particular propriedade ou característica funcional da composição de revestimento ou a composição curada resultante da mesma, tal como adesão a um substrato. Apropriados exemplos de tais aditivos incluem, mas não são limitados a, pigmentos, auxiliares anti-migração, antimicrobianos, diluidores de cadeia, lubrificantes, biocidas, plastificantes, antiespumantes, corantes, antioxidantes, promotores de adesão, estabilizadores de UV, ou suas combinações. Cada ingrediente opcional pode ser incluído em uma quantidade suficiente para servir seu propósito pretendido, mas preferivelmente não em uma quantidade tal para afetar adversamente a composição de revestimento ou revestimento curado obtido da mesma. Em uma modalidade de exemplo, a composição de resina formadora de filme da presente descrição inclui um pigmento, um anti- espumante, um bactericida, um fungicida, ou qualquer combinação dos mesmos. De acordo com a presente descrição, a quantidade total dos aditivos convencionais é cerca de 0,1 a cerca de 15% em peso em relação ao peso total da composição de resina de formação de filme.

[0060] Em algumas modalidades, a resina formadora de filme in clui, em relação ao peso total da composição de resina formadora de filme, 10 a 85% em peso do polímero contendo hidrogênio ativo; 10 a 85% em peso da resina poliéster; 0,1 a 0,5% em peso do polisiloxano; 0,1 a 4,9% em peso do polímero acrílico; 0,1 a 20% em peso da mistura de solventes; e 0-15% em peso dos aditivos adicionais.

[0061] Em várias modalidades, a preparação da composição de resina de formação de filme pode ser obtida através de qualquer processo de mistura apropriado que seja conhecido por aqueles versados na técnica. Por exemplo, a composição de resina de formação de filme pode ser preparada através de adição a um vaso de um polímero contendo hidrogênio ativo, uma resina poliéster, polisiloxano, um polímero acrílico, uma mistura de solventes, e aditivos adicionais, se algum, e misturando a mistura até homogênea.

[0062] Em algumas modalidades, a composição de resina de for mação de filme é substancialmente livre de estireno, preferivelmente essencialmente livre de estireno, mais preferivelmente essencialmente completamente livre de estireno e mesmo mais preferivelmente com-pletamente livre de estireno.

Agente de Cura

[0063] Como aqui usado, o termo, "agente de cura poli-isocianato", é pretendido referir-se a um composto poli-isocianato, um prepolímero de isocianato, ou uma combinação dos mesmos. O agente de cura po- li-isocianato tem duas ou mais funcionalidades isocianato, e é capaz de reagir com o polímero contendo hidrogênio ativo para obter extensão de cadeia e reticulação, pelo que permitindo que a estrutura de rede tridimensional seja formada no revestimento.

[0064] Apropriados agentes de cura poli-isocianato incluem, mas não são limitados a, poli-isocianatos alifáticos, poli-isocianatos aromá-ticos, ou qualquer combinação dos mesmos. Como aqui usado, o termo, "poli-isocianatos alifáticos", é pretendido referir-se a qualquer composto poli-isocianato tendo grupos isocianato ligados diretamente a uma cadeia alifática ou anel. Como aqui usado, o termo, "poli- isocianatos aromáticos", é pretendido referir-se a qualquer composto poli-isocianato tendo grupos isocianato diretamente ligados a um anel aromático.

[0065] Apropriados compostos poli-isocianato incluem, mas não são limitados a, di-isocianato de hexametileno, di-isocianato de dode- cametileno, 1,4-diicocianato de ciclo-hexeno, di-isocianato de 4,4’- diciclo-hexeno metano, 1,3-di-isocianato de ciclo penteno, di- isocianato de p-fenileno, 2,4-di-isocianato de tolueno, 1,4-di-isocianato de naftaleno, 4,4’-di-isocianato de difenila, 1,2,4-tri-isocianato de benzeno, 1,4-di-isocianato de xilileno, 1,3-di-isocianato de xilileno, di- isocianato de difenileno metano, 1,2,3-tri-isocianato de butano, ou poli- fenilisocianato de polimetileno. Apropriado composto poli-isocianato inclui, mas não é limitado a, N-3390 de Covestro, Germany.

[0066] Apropriados prepolímeros de isocianato incluem, mas não são limitados a, pré-polímeros baseados em poliuretano de quaisquer compostos poli-isocianato listados acima, prepolímeros baseados em poliéster de quaisquer dos compostos poli-isocianato listados acima, e prepolímeros baseados em poliéter de quaisquer dos compostos poli- isocianato listados acima. O prepolímero baseado em poliuretano, o prepolímero baseado em poliéster ou o prepolímero baseado em polié- ter podem ser preparados através de qualquer processo apropriado bem conhecido por aqueles versados na técnica. Por exemplo, o pre- polímero baseado em poliuretano pode ser preparado através de reação de um poliol monomérico com um ou mais de compostos poli- isocianato sob condições apropriadas; o prepolímero baseado em po- liéster ou o prepolímero baseado em poliéter pode ser preparado através de reação de poliéster poliol ou poliéter poliol com um ou mais dos compostos poli-isocianato sob condições apropriadas. Alternativamente, prepolímeros baseados em poliuretano comercialmente disponíveis, os prepolímeros baseados em poliéster, ou prepolímeros baseados em poliéter podem ser usados tais como, por exemplo, N-75 de BASF, Alemanha, ou TPA-90 de ASAHIKASEI, Japão.

[0067] Em algumas modalidades, o agente de cura poli-isocianato pode ser monômero de metano di-isocianato de difenila, polifenil isoci- anato de polimetileno, prepolímero de di-isocianato de difenil metano baseado em poliéter, prepolímero de di-isocianato de difenil metano baseado em poliéster, ou qualquer combinação dos mesmos. Em al-gumas modalidades, polifenil isocianato de polimetileno, prepolímero de di-isocianato de difenil metano baseado em poliéter ou prepolímero de di-isocianato de difenil metano baseado em poliéster é usado.

[0068] Em várias modalidades, a razão em peso da composição de resina de formação de filme para o endurecedor multi isocianato é 100:10 a 100:25. Em geral, quando a razão em peso do agente de cura poli-isocianato para a composição de resina de formação de filme é menos que 10:100, então o desempenho de cura do revestimento re-sultante é insuficiente. Em geral, quando a razão em peso do agente de cura poli-isocianato para a composição de resina de formação de filme é maior que 25:100, então a capacidade de processamento do revestimento superior de poliuretano de dois componentes e/ou as propriedades mecânicas do revestimento resultante podem ser degradadas. Em várias modalidades, durante o processo de preparação da composição de resina de formação de filme e/ou o agente de cura poli- isocianato, adicionais diluentes inertes podem ser adicionados os quais não afetarão a reatividade da composição de resina de formação de filme acima e agente de cura poli-isocianato, tal como, por exemplo, para reduzir a viscosidade dos componentes. Por isso, a razão em peso da composição de resina de formação de filme ed o agente de cura poli-isocianato não é limitada à faixa acima, e pode ser ajustada de acordo com real demanda.

[0069] Em várias modalidades, um revestimento superior de poliu retano de dois componentes pode ser preparado através de simples mistura da composição de resina de formação de filme com o agente de cura poli-isocianato em um dispositivo de mistura em uma predeterminada razão em peso antes de aplicação. O resultante revestimento superior de poli-isocianato pode ser aplicado em uma variedade de maneiras que são familiares para aqueles versados na técnica, incluindo espargimento (por exemplo, auxiliado com ar, sem ar ou espargi- mento eletrostático), escovação, rolos, inundação e imersão. Em uma modalidade da presente descrição, o resultante revestimento superior de poliuretano é revestido por espargimento.

[0070] O revestimento superior de poliuretano pode ser aplicado em várias espessuras de filme úmido, e em algumas modalidades é aplicado em uma espessura de filme úmido para prover um revestimento com uma espessura seca de cerca de 13 micrometros a cerca de 260 micrometros (cerca de 0,5 a cerca de 10 mils) e mais preferivelmente de cerca de 25 micrometros a cerca de 75 micrometros (cerca de 1 a cerca de 3 mils). A tinta aplicada pode ser curada através de secagem com ar ou através de secagem acelerada com vários dispositivos de secagem (por exemplo, fornos) que são familiares para aqueles versados na técnica.

Exemplos

[0071] A presente descrição é mais particularmente descrita nos exemplos que se seguem que são pretendidos somente como ilustração, uma vez que numerosas modificações e variações dentro do es- copo da presente descrição serão aparentes para aqueles versados na técnica. A menos que notado de outro modo, todas as partes, porcen-tagens, e razões reportadas nos exemplos que se seguem são em uma base em peso, e todos os reagentes usados nos exemplos são comercialmente disponíveis e usados diretamente sem ainda tratamento.

Métodos de Testes

[0072] Adesão foi medida de acordo com GB/T 9779-2005.

[0073] Dureza foi medida através de aparelhagem de medição de dureza de lápis de acordo com GB/T 6739.

[0074] Brilho foi medido de acordo com GB/T 1743-1989.

[0075] Distinção de imagem (DOI) foi medida por aparelhagem de medição de DOI Dorigon de acordo com ASTM D5767. Tabela 1. Materiais usados para vários exemplos

Exemplo 1 Preparação de composição de resina de formação de filme Preparação de componente resina epóxi

[0076] Em um vaso de mistura, 450 g de AP-451, 150 g de AK1188P, 250 g de pigmento, 2 g de DC-56, 20 g de EFKA 3777 e 50 g de uma mistura solvente incluindo 50% em peso de acetato de buti- la, 25% em peso de xileno, 15% em peso de metil éter acetato de pro- pileno glicol, e 10% em peso de óleo solvente 150# foram adicionados e misturados com agitação em 800-1000 rpm homogeneamente, pelo que obtendo uma composição de resina de formação de filme.

Preparação de revestimento superior de poliuretano de dois componentes

[0077] Antes de aplicação, composição de resina de formação de filme preparada acima e N3390, isto é, agente de cura poli-isocianato de polimetileno polifenila de Bayer, Alemanha foram misturados em uma razão em peso de 100:20.

Formulação de Revestimento

[0078] Uma quantidade apropriada do presente revestimento su perior de poliuretano de dois componentes foi aplicada por espargi- mento sobre primer epóxi Duraspar 200 FC disponível de Valspar,USA de modo que um revestimento tendo uma espessura de filme seco de cerca de 50 micrometros foi formado.

[0079] Como descrito no processo de teste, adesão, dureza, brilho de DOI foram medidos e listados na seguinte tabela 2.

Exemplo Comparativo A

[0080] Uma quantidade apropriada do revestimento superior de poliuretano de dois componentes comercialmente disponível de PPG foi aplicada por espargimento sobre primer epóxi Duraspar 200 FC disponível de Valspar, USA de modo que um revestimento tendo uma espessura de filme seco de cerca de 50 micrometros foi formado.

[0081] Como descrito no processo de teste, adesão, dureza, brilho de DOI foram medidos e listados na seguinte tabela 2. Tabela 2

[0082] A partir dos resultados acima, em relação a um revestimen to superior de poliuretano convencional incluindo um polímero contendo hidrogênio ativo como a única resina de formação de filme e incluindo agente de nivelamento polisiloxano sozinho, o presente revestimento superior de poliuretano de dois componentes exibiu superior adesão a um revestimento primer e dureza. O revestimento assim formado teve especialmente excelente brilho e DOI, mesmo próximos daqueles medidos sobre tintas de veículos.

[0083] Embora a invenção tenha sido descrito com relação a um número de modalidades e exemplos, aqueles versados na técnica, tendo o benefício desta descrição, apreciarão que outras modalidades podem ser imaginadas as quais não fogem do escopo e espírito da invenção como aqui mostrada.

Claims (17)

1. Revestimento superior de poliuretano de dois componentes, caracterizado pelo fato de que compreende: a) uma composição de resina de formação de filme com-preendendo i) um polímero contendo hidrogênio ativo, tendo um valor de hidroxila de 70 mg de KOH/g de polímero ou mais; ii) uma resina poliéster, tendo um valor de hidroxila de menos que 50 mg de KOH/g de resina e uma viscosidade de menos que 6000 mPa.s a 25°C, em que a viscosidade de menos que 6000 mPa.s a 25°C é determinada com viscosímetro Brookfield usando haste No 3 a 10 rpm; e iii) um pacote de agentes de nivelamento compreendendo um polissiloxano contendo um teor de silício efetivo de 30% em peso ou mais e um polímero acrílico tendo um peso molecular ponderal médio na faixa de 6000 a 20.000 g/mol, em que a razão em peso do po- lissiloxano para o polímero acrílico está na faixa de 1:5 a 1:15; e b) um agente de cura poli-isocianato, em que a razão em peso de componente a) para componente b) é 100:10 a 100:25.

2. Revestimento superior de poliuretano de dois componentes de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de resina de formação de filme compreende, baseado no peso total da composição de resina de formação de filme, 10 a 85% em peso do polímero contendo hidrogênio ativo; 5 a 85% em peso da resina poliéster; e 0,1 a 5% em peso do pacote de agentes de nivelamento.

3. Revestimento superior de poliuretano de dois componentes de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero contendo hidrogênio ativo tem uma viscosidade de pelo me- nos 4000 mPa.s a 25°C, em que a viscosidade de pelo menos 4000 mPa.s a 25°C é determinada com viscosímetro Brookfield usando haste No 3 a 10 rpm.

4. Revestimento superior de poliuretano de dois componentes de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero contendo hidrogênio ativo tem um peso molecular ponderal médio de 10.000 g/mol ou mais.

5. Revestimento superior de poliuretano de dois componentes de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a resina poliéster tem uma viscosidade de 2500 a 3000 mPa.s a 25°C, em que a viscosidade de 2500 a 3000 mPa.s a 25°C é determinada com viscosímetro Brookfield usando haste No 3 a 10 rpm.

6. Revestimento superior de poliuretano de dois componentes de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a resina poliéster tem um peso molecular ponderal médio de 15.000 a 20.000 g/mol.

7. Revestimento superior de poliuretano de dois componentes de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a diferença entre o parâmetro de solubilidade do polímero contendo hi-drogênio ativo e o parâmetro de solubilidade da resina poliéster é menor que 0,5 (J/cm3)1/2, em parâmetro de solubilidade é estimado através do uso da equação Small δ=p∑Fi/M em que δ é o parâmetro de solubilidade do polímero (J/cm3)1/2, p é a densidade do polímero em g/cm3, Fi é constante gravitacional molar de grupos ou átomos presentes na unidade estrutural repetitiva do polímero em (J.cm3)1/2/mol, e M é o peso molecular da unidade de estrutura repetitiva em g/mol.

8. Revestimento superior de poliuretano de dois componentes de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polissiloxano tem um teor de silício efetivo de 60% em peso ou mais.

9. Revestimento superior de poliuretano de dois componentes de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polissiloxano tem a estrutura de fórmula I: em que R1 é, em cada ocorrência, escolhido independentemente do grupo que consiste em C1-C6 alquila, preferivelmente metila; R representa um resíduo poliéter ou um resíduo poliéster; a soma de m e n é um inteiro de 30 a 250; e a razão de m para n é 3:7 a 9:1.

10. Revestimento superior de poliuretano de dois compo-nentes de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero acrílico tem um peso molecular ponderal médio de 8000 a 12000 g/mol.

11. Revestimento superior de poliuretano de dois compo-nentes de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, carac-terizado pelo fato de que o polímero contendo hidrogênio ativo com-preende um polímero contendo um ou mais de -COOH, -OH, -SH, amino secundário ou amino primário.

12. Revestimento superior de poliuretano de dois compo-nentes de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o polímero contendo hidrogênio ativo é selecionado de um polímero acrílico contendo um grupo hidroxila.

13. Revestimento superior de poliuretano de dois compo-nentes de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, carac-terizado pelo fato de que a composição de resina de formação de filme ainda compreende uma mistura de solventes, cada um dos quais tem uma taxa volátil relativa de 0,4 a 1,0, em relação a acetato de butila.

14. Revestimento superior de poliuretano de dois compo-nentes de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a mistura de solventes compreende, em relação à quantidade total da mistura de solventes, 0-55% em peso de acetato de butila; 0-30% em peso de xileno; 0-20% em peso de metil acetato de propileno glicol; e 0-15% em peso de óleo solvente 150.

15. Revestimento superior de poliuretano de dois compo-nentes de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que composição de resina de formação de filme compreende, baseado no peso total da composição de resina de formação de filme, 16. a 85% em peso do polímero contendo hidrogênio ativo; 10 a 85% em peso da resina poliéster; 0,1 a 0,5% em peso do polissiloxano; 0,1 a 4,9% em peso do polímero acrílico; e 0,1 a 20% em peso da mistura de solventes.

16. Revestimento superior de poliuretano de dois compo-nentes de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, carac-terizado pelo fato de que o agente de cura poli-isocianato compreende um ou mais poli-isocianatos alifáticos, poli-isocianatos aromáticos ou qualquer combinação dos mesmos.

17. Revestimento superior de poliuretano de dois compo-nentes de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o agente de cura poli-isocianato compreende um ou mais de di- isocianato de hexametileno, di-isocianato de dodecametileno, 1,4-di- isocianato de ciclo-hexeno, metano di-isocianato de 4,4’-diciclo- hexeno, 1,3-di-isocianato de ciclopenteno, di-isocianato de p-fenileno, 2,4-di-isocianato de tolueno, 1,4-di-isocianato de naftaleno, 4,4’-di- isocianato de difenila, 1,2,4-tri-isocianato de benzeno, 1,4-di-isocianato de xilileno, 1,3-di-isocianato de xilileno, metano di-isocianato de difeni- leno, 1,2,3-tri-isocianato de butano, polifenilisocianato de polimetileno, um seu prepolímero baseado em poliuretano, um seu prepolímero ba-seado em poliéster, um seu prepolímero baseado em poliéter, ou qualquer combinação dos mesmos.