BR112019020480B1

BR112019020480B1 - Composição de revestimento, e, substrato metálico revestido

Info

Publication number: BR112019020480B1
Application number: BR112019020480-6A
Authority: BR
Inventors: Sundaresan Avudaiappan; Wendy M. Novelli; Ganesh S. Desai
Original assignee: Swimc Llc
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2024-01-09
Also published as: US20240182722A1; CN110475825B; US20210403727A1; JP2020515696A; CA3056946A1; JP2023027218A; MX2019011666A; US20180282554A1; EP3607009A1; BR112019020480A2; US11851577B2; WO2018187430A1; CN110475825A

Abstract

a presente invenção é uma composição de revestimento de secagem rápida, isenta de metais pesados, de alto desempenho e com excelente resistência à uv, e excelente resistência à corrosão em conjunto com rápida secagem e longa vida útil. esse revestimento pode ser aplicado sobre dtm, como aço rolado a frio decapado, ou aço rolado a frio tratado, alumínio e alumínio tratado. a alta resistência à corrosão sem sacrificar o brilho ou a resistência à uv é alcançada selecionando-se pigmentos adequados e design e empacotamento de pigmentos adequados utilizando vantajosamente diferentes morfologias de pigmentos (tamanhos e forma).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] Este pedido reivindica a prioridade ao Pedido Provisório de Patente dos Estados Unidos n° 62/481.157, depositado em 4 de abril de 2017, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência.

[002] A presente invenção está geralmente no campo de composições de revestimento. Em várias modalidades não exclusivas, esta invenção se refere a uma composição de revestimento direto ao metal e propriedades de desempenho relacionadas ao mesmo.

ANTECEDENTES

[003] Uma variedade de composições de tinta foi concebida para revestir vários substratos. Essas composições de tinta são revestimentos que geralmente compreendem um ou mais líquidos carreadores, resinas, pigmentos dispersos ou outros corantes, e vários aditivos. Um formulador de tinta irá selecionar uma combinação específica de líquido carreador, resina, pigmentos, e aditivos para obter uma composição de tinta que terá a adesão a um substrato específico e que irá satisfazer outros parâmetros desejados, como brilho e resistência à intempérie. Em alguns casos, pode ser difícil obter um resultado satisfatório quando a composição de tinta se destina à aplicação direta aos substratos pretendidos. Em particular, os substratos metálicos são frequentemente difíceis de obter desempenho com uma única camada de tinta pigmentada. Como resultado, uma composição de base (primer) é frequentemente aplicada aos substratos metálicos antes da aplicação de uma composição de tinta pigmentada. O revestimento de base geralmente fornece adesão e resistência à corrosão, enquanto o revestimento de acabamento fornece resistência às intempéries e durabilidade. Em alguns casos, um revestimento de alto brilho é também aplicado como uma terceira camada. A necessidade de aplicação de duas ou mais camadas de composições aumenta tanto o tempo quanto o custo de revestimento desses substratos. Seria desejável obter uma composição de tinta para aplicação direta ao metal ("DTM, do inglês, direct-to-metal") para evitar a necessidade de uma camada de base separada, dessa forma, diminuindo o tempo necessário para aplicar e secar a composição de tinta. Para superfícies metálicas revestidas, as características desejáveis de tais revestimentos incluem uma aparência de alto brilho quando secas, proteção contra corrosão, resistência às intempéries e boa adesão diretamente às superfícies metálicas sem uma camada de base subjacente.

[004] Recentemente, as resinas de acriloíla e de poliéster com funcionalidade malonato foram introduzidas por Nuplex Resins B.V., Bergen op Zoom, Países-Baixos, por exemplo, conforme descrito na publicação de patente US n° 2014/0220252. Esta tecnologia geralmente compreende sistemas 2K baseados em poliésteres com funcionalidade malonato e oligômeros de acriloíla, que curam ao sofrer uma reação de adição de Michael. A reação geralmente exige um catalisador básico. Os produtos comerciais vendidos por Nuplex, em particular a linha ACURE, geralmente incluem catalisadores de base forte bloqueados com um carbonato de dialquila, poliéster com funcionalidade malonato e acriloíla como resinas. A função do carbonato de dialquila é bloquear a base para a mesma não catalisar a reação entre o malonato e a acriloíla, para assim possibilitar uma vida útil longa após o catalisador ser misturado com os outros componentes do sistema de resina. A base bloqueada forma um ânion de carbonato de alquila, que forma um equilíbrio com o carbonato de dialquila, dióxido de carbono e água. Quando o revestimento é aplicado a uma superfície, a composição terá uma área superficial grandemente aumentada, o que permite que o dióxido de carbono escape e que, assim, efetivamente desbloqueie a base. Isso libera a base para catalisar a reação entre o malonato e a acriloíla.

[005] Até o momento, acredita-se que a tecnologia à base de adição de Michael usando resinas de acriloíla e de poliéster de malonato não tenha sido totalmente eficaz em aplicações DTM. Seria desejável fornecer composições de revestimento DTM com várias resinas que têm uma longa vida útil, boa adesão a substratos metálicos, boa resistência à corrosão e às intempéries sem a necessidade de uma camada de base subjacente. Da mesma forma, seria desejável fornecer uma tecnologia DTM com o uso de outras resinas. A composição de revestimento da presente invenção é uma composição de revestimento de secagem rápida, isenta de metais pesados, de alto desempenho e com excelente resistência à UV, e excelente resistência à corrosão em conjunto com rápida secagem e longa vida útil. A composição de revestimento desta invenção fornece propriedades de resistência à corrosão e resistência às intempéries em uma única formulação, e pode ser aplicada como uma camada única diretamente a um substrato metálico. Os revestimentos aqui descritos demonstram forte adesão aos substratos metálicos como aço rolado a frio, aço jateado, aço tratado, alumínio, alumínio tratado, que são especialmente difíceis de revestir com o uso de composições conhecidas sem uma camada de base.

SUMÁRIO

[006] A invenção apresenta, em várias modalidades não exclusivas, uma composição de revestimento que compreende um líquido carreador, uma resina aglutinante, uma composição de pigmento, sendo que a resina aglutinante pode compreender qualquer sistema aglutinante adequado e em algumas modalidades compreende um ou mais dentre (1) uma resina de malonato-acriloíla, (2) um revestimento de poliuretano com base em (i) um ou mais ésteres poliaspárticos-isocianato ou (ii) um ou mais poliéster poliois- isocianato ou poliois acrílicos, (3) uma resina alquídica, ou (4) uma resina epóxi. A composição de pigmento compreende uma pluralidade de partículas de pigmento especiais que tem múltiplas morfologias, como duas ou mais dentre as morfologias acicular (em formato de agulha), de placa, e geralmente esféricas. O uso desses pigmentos com múltiplas morfologias fornece um alto teor de carga de pigmento. Adicionalmente, através da seleção de partículas de pigmento adequadas, conforme descrito na presente invenção, uma composição de revestimento que cura para formar um revestimento de brilho intermediário ou de alto brilho pode ser fornecida. A carga de pigmento pode ser de ao menos 10% em peso e pode variar até cerca de 80% em peso, de preferência, 20% em peso a 60% em peso, com base no peso total da composição de revestimento. Em uma modalidade, um dos pigmentos é um pigmento ativo inibidor de corrosão. Uma faixa eficaz de um pigmento ativo inibidor de corrosão é de cerca de 1% em peso a 30% em peso, com base no peso total da composição de revestimento. Em outra modalidade, o pigmento inibidor de corrosão compreende ao menos um pigmento contendo cátion micronizado atóxico e ambientalmente amigável. De modo geral, tais composições de revestimento podem ter uma concentração de volume de pigmento (PVC, do inglês, pigment volume concentration) na faixa de 25% em peso a 45% em peso. Como usado aqui, "% em peso" deve se referir à porcentagem (%) em peso.

[007] O método apresentado para revestir um substrato metálico geralmente compreende fornecer um substrato metálico e uma composição de revestimento, revestir o substrato metálico com a composição de revestimento, e permitir que a composição de revestimento cure para formar um revestimento. A composição de revestimento tem tanto as propriedades de resistência à corrosão de um revestimento de base quanto a resistência às intempéries de um revestimento de acabamento em uma única formulação, e é aplicada em uma aplicação direta ao metal na ausência de um revestimento de base. Contempla-se que, uma vez que um primeiro revestimento tiver sido formado sobre a superfície metálica, a composição de revestimento pode ser reaplicada para formar uma camada de revestimento adicional. Um substrato metálico assim revestido também está dentro do escopo de algumas modalidades da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] A Figura 1 é vista representativa que ilustra uma pluralidade de partículas esféricas de pigmento em uma composição de revestimento.

[009] As Figuras 2 e 3 são vistas representativas que ilustram uma pluralidade de partículas de pigmento tendo diferentes morfologias, demonstrando as propriedades de empacotamento espacial dessa forma proporcionada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] Em uma modalidade, a composição de revestimento da presente invenção compreende uma ou mais resinas aglutinantes, com um teor total de resina da composição de revestimento sendo cerca de 15% em peso a cerca de 70% em peso, de preferência, de cerca de 20% em peso a cerca de 60% em peso, e com mais preferência, de cerca de 30% em peso a cerca de 50% em peso, com base no peso total da composição de revestimento. A resina da composição de revestimento pode ser de um tipo, ou uma mistura de vários diferentes tipos de resinas. Em uma certa modalidade, a resina para a composição de revestimento é uma resina do tipo acriloíla e do tipo malonato que forma um revestimento por meio de uma reação de adição de Michael. Um reação de adição de Michael geralmente envolve compostos que incluem (i) um receptor tendo ligações duplas C=C deficientes de elétrons, por exemplo, um composto de acriloíla, (ii) um doador tendo ligações C-H ácidas, por exemplo, porções de acetoacetato ou malonato, e (iii) um catalisador básico que produz um carbânion nucleofílico que pode se adicionar à ligação dupla. A reação de adição de Michael pode ser controlada para fornecer vantajosamente rápido tempo de secagem combinado com uma vida útil estendida. Em algumas modalidades, tais resinas podem ser comercialmente disponíveis, como resinas ACURE (Nuplex Industries Ltd., Louisville, KY) como ACURE 510-100, ACURE 510-170, e reticuladores ACURE 550-100, ACURE 550-105, e combinações dos mesmos. ACURE 510-100 e 510-170 são resinas de poliéster com funcionalidade malonato em um carreador de acetato de butila. Os reticuladores ACURE 550-100 e 550-105 contêm resina de acriloíla alifática e têm fórmulas patenteadas. Em algumas modalidades, por exemplo, a composição de revestimento a úmido compreende cerca de 20% em peso a cerca de 35% em peso de resina de poliéster com funcionalidade malonato, e cerca de 8% em peso a 15% em peso de resina de acriloíla, e podem incluir resinas adicionais.

[0011] Em ainda outra modalidade, a composição pode também incluir resinas de poliuretano com base em (i) um ou mais compostos de isocianato-poliéster poliol ou poliol acrílico ou (ii) um ou mais compostos de isocianato-éster aspártico.

[0012] Em outras modalidades, a resina aglutinante pode compreender uma ou mais dentre resinas aglutinantes alquídicas ou de epóxi. As resinas ou poliésteres alquídicos podem ser preparadas por um método conhecido pela condensação de álcoois poli-hídricos e ácidos policarboxílicos, com ou sem a inclusão de ácidos graxos de óleo de secagem natural conforme descrito em outra parte neste relatório descritivo. Os poliésteres ou alquidas podem conter uma proporção de grupos hidroxila e/ou carboxila livre que estão disponíveis para a reação, se desejado, com agentes de reticulação adequados. As resinas epóxi compreendem geralmente epóxis em conjunto com um ou mais dentre um agente de cura de amina alifática ou aromática e agente de cura de poliamida. As resinas epóxi exemplificadoras incluem aquelas formadas a partir de Bisfenol A, Bisfenol F, epóxi cicloalifático ou epóxi Novolac, enquanto agentes de cura de amina adequados incluem aminas alifáticas, fenalaminas, aminas cicloalifáticas, amido aminas e poliamidas.

[0013] Para promover a adesão em reações de adição de Michael, a resina pode compreender adicionalmente um componente promotor de adesão selecionado a partir do grupo que consiste em: (a) ao menos uma resina epóxi líquida entre 0,5 a 15% em peso, de preferência, entre 1 a 10% em peso, com máxima preferência, entre 2 a 6% em peso; e (2) ao menos um aminossilano entre 0,2 a 15% em peso, de preferência, entre 0,5 a 10% em peso, com máxima preferência, entre 1 a 5% em peso.

[0014] Por exemplo, o sistema aglutinante pode compreender uma ou mais resinas selecionadas do grupo que consiste em: (a) resina doadora com funcionalidade malonato entre 10 a 50% em peso, de preferência, entre 15 a 35% em peso, com máxima preferência, entre 20 a 35% em peso; (b) uma ou mais resinas acrílicas ou de poliéster poliol entre 10 a 50% em peso, de preferência, entre 15 a 40% em peso, com máxima preferência, entre 18 a 30% em peso; e (c) uma ou mais resinas de éster aspártico entre 10 a 50% em peso, de preferência, entre 15 a 35% em peso, com máxima preferência, entre 20 a 25% em peso; e (e) uma ou mais resinas alquídicas ou alquídicas modificadas entre 10 a 50% em peso, de preferência, entre 20 a 45% em peso, com máxima preferência, entre 30 a 35% em peso. O sistema de resina reticuladora para a resina doadora com funcionalidade malonato pode compreender uma ou mais resinas receptoras de acriloíla entre 5 a 40% em peso, de preferência, entre 6 a 25% em peso, com máxima preferência, entre 8 a 15% em peso; e para (b) e (c) acima pode compreender uma ou mais resinas de isocianato alifáticas, entre 5% em peso a 40% em peso, de preferência, entre 8% em peso a 25% em peso e, com máxima preferência, entre 10% em peso a 18% em peso.

[0015] Em outra modalidade, o sistema aglutinante pode compreender uma ou mais resinas epóxi cicloalifáticas, entre 10 a 50% em peso, de preferência, entre 15 a 35% em peso, com máxima preferência, entre 18 a 22% em peso, e sendo que a resina reticuladora compreende uma ou mais aminas entre 5 a 50% em peso, de preferência, entre 10 a 35% em peso, com máxima preferência, entre 20 a 28% em peso.

[0016] De acordo com essa invenção, a resistência à corrosão é melhorada pela adição de uma pluralidade de pigmentos especiais usados nas composições de revestimento aqui descritas. Em algumas modalidades, dois ou mais pigmentos especiais tendo diferentes morfologias de pigmento são empregados. Os pigmentos especiais podem ser pigmentos de carga, pigmentos extensores ou combinações dos mesmos, sendo que as partículas de pigmento têm morfologias diferentes que permitem alta carga e exibem compatibilidade física e um efeito de empacotamento espacial mais próximo pelo qual o volume de pigmento combinado é menor que a soma dos volumes individuais de cada pigmento, conforme ilustrado pela comparação das Figuras 1, 2 e 3. Conforme ilustrado, um primeiro tipo de partícula de pigmento preenche os espaços vazios entre as partículas de um segundo tipo de pigmento de modo mais eficiente do que é possível com partículas do segundo tipo sozinhas. Combinações de diferentes extensores tendo diferentes morfologias, como pigmentos esféricos, aciculares, e de placa, permite níveis aumentados de pigmento e embalagem aprimorada do pigmento, tornando o revestimento menos poroso, e por sua vez melhorando as qualidades de barreira como resistência à água. A resistência à corrosão geralmente se aprimora à medida que a concentração de volume de pigmento (PVC) aumenta, e é geralmente desejável em relação com a presente revelação para fornecer composições sendo que a concentração de pigmento da composição está presente entre 15 a 60%, com mais preferência, entre 25 a 50%, e com máxima preferência, entre 35 a 45%. Em uma modalidade, ao menos dois tipos diferentes de partículas de pigmento são selecionados, cada um tendo um tipo diferente de morfologia que pode geralmente ser esférica, acicular ou de placa. Pigmentos aciculares como a wolastonita podem preencher os espaços vazios criados por pigmentos esféricos (como sulfato de bário e TiO2). Os pigmentos de placa, como o talco e a mica, apresentam uma alta razão de aspecto e, por essa razão, se acredita que tais pigmentos diminuam a mobilidade iônica na camada de revestimento, o que diminuirá ou atrasará a corrosão e a formação de bolhas. Acredita-se que as partículas de pigmento em placa aprimoram a adesão em umidade. Os pigmentos com baixa absorção em óleo são desejados, e os pigmentos preferenciais têm uma absorção de óleo abaixo de cerca de 25 g/100 g.

[0017] Sem se ater à teoria, acredita-se que as partículas de pigmento aciculares como wolastonita ou partículas de pigmento em placa como talco e mica com amplas razões de aspecto preenchem espaços vazios criados por partículas esféricas como sulfato de bário, dióxido de titânio, ou sienito nefelínico, diminuindo a mobilidade iônica na camada de revestimento que então diminui ou atrasa a corrosão e a formação de bolhas. Em uma modalidade, os pigmentos especiais compreendem: (a) ao menos um pigmento substancialmente esférico; (b) ao menos um pigmento em formato acicular; e (c) ao menos um pigmento em formato de placa. A composição de revestimento compreende cerca de 5% em peso a cerca de 50% em peso de ao menos uma partícula de pigmento com formato esférico (como óxido de titânio ou sulfato de bário); 2% em peso a cerca de 30% em peso de partículas de pigmento de carga aciculares (como a wollastonita), e 1% em peso a cerca de 30% em peso de partículas de pigmento de carga de placa (como mica ou talco). De preferência, a composição compreende cerca de 10 a 30% em peso de ao menos uma partícula de pigmento de carga substancialmente esférica tendo um tamanho médio de partícula entre 0,1 a 20 μm, de cerca de 3 a 20% em peso de partículas de pigmento de carga acicular tendo tamanho médio de partícula entre 0,1 a 20 μm, e cerca de 3 a 20% em peso de partículas de pigmento de carga em placa tendo tamanho médio de partícula de 0,1 a 20 μm. Com mais preferência, a composição compreende cerca de 15 a 25% em peso de partículas de carga esféricas, de cerca de 4 a 12% em peso de partículas de carga aciculares, e de cerca de 4 a 12% em peso de partículas de carga em placa. Os tamanhos médios de partícula preferenciais são de 0,1 a 10 μm, e com a máxima preferência, os tamanhos médios de partículas estão entre 0,3 a 6 μm. Todas as porcentagens em peso são baseadas no peso total da composição de revestimento. A informação sobre o tamanho médio de partícula se baseia no método Sedigraph D50.

[0018] Em algumas modalidades, ao menos um pigmento é um pigmento inibidor de corrosão. Os pigmentos inibidores de corrosão são pigmentos que têm uma natureza química que atua para inibir ou reduzir a corrosão, como pigmentos contendo cátion micronizados atóxicos e ambientalmente favoráveis, como pigmentos de sílica amorfa trocados por íons de cálcio (por exemplo, pigmentos disponíveis comercialmente, como NOVINOX XCA 02 disponível junto à SNCZ (França); HEUCOSIL CTF, disponível junto à Heubach GmbH; SHIELDEX CA 3, SHIELDEX CA 5, disponível junto à W.R. Grace). Em outra modalidade, o pigmento inibidor de corrosão pode ser ao menos um pigmento de passivação anódica micronizado. Exemplos de pigmentos de passivação anódica micronizados incluem, por exemplo, inibidores de corrosão de fosfato de zinco (por exemplo, HALOX SZP 391 JM, disponível comercialmente junto à ICL Performance Products LP; HEUCOPHOS ZPA e HEUCOPHOS de ZAPP, disponível comercialmente junto à Heubach GmbH). Esses compostos reduzem a corrosão através de fenômenos de troca iônica ou outras rotas químicas. É contemplado em algumas modalidades que o pigmento inibidor de corrosão pode incluir uma blenda de diferentes tipos de inibidores de corrosão. A composição de revestimento compreende cerca de 1% em peso a cerca de 30% em peso de pigmentos inibidores de corrosão como sílica de troca iônica de íons de cálcio, ou fosfossilicato de zinco e estrôncio, de preferência, cerca de 2% em peso a cerca de 20% em peso, e com mais preferência, de cerca de 3% em peso a cerca de 15% em peso.

[0019] Os pigmentos exemplificadores incluem os indicados na tabela seguinte: TABELA 1

[0020] Outros pigmentos também podem fornecer cor, resistência a intempéries ou outras propriedades ao revestimento. Ao reduzir a permeabilidade e/ou melhorar a resistência do revestimento, estes pigmentos podem também reduzir indiretamente a corrosão do substrato subjacente. Em geral, os pigmentos coloridos podem ser pigmentos orgânicos ou inorgânicos, e podem estar presentes na faixa de 0,5% em peso a 30% em peso, de preferência, de 1% em peso a 20% em peso, e com mais preferência, entre 2% em peso a 15% em peso, com base no peso total da composição de revestimento.

[0021] Os três tipos de pigmento denotados acima podem ser combinados em uma única composição de revestimento para fornecer um revestimento aplicado direto ao metal com boa adesão, resistência à corrosão, durabilidade, cor e brilho. Muitos sistemas de revestimento comerciais exigem uma formação de camadas de três composições separadas: uma camada de base para fornecer resistência à corrosão, um revestimento de acabamento para fornecer cor, e um revestimento transparente para fornecer resistência às intempéries. As composições de revestimento aqui descritas fornecem todos esses recursos em uma única composição de revestimento.

[0022] O aumento de PVC em geral também resulta em brilho reduzido. Entretanto, mediante o uso de ao menos alguns pigmentos ultrafinos (0,1 a 5 mícrons), ambos dentre o PVC e a embalagem de pigmento podem ser aumentados enquanto também mantém o brilho. Para tinta de alto brilho, o revestimento tem, de preferência, um valor de brilho a 60° de ao menos 70. Para aplicações com brilho médio, o revestimento tem, de preferência, um valor de brilho a 60° maior que 10 e menor que 70. O tipo e a razão de pigmentos podem ser selecionados para fornecer um nível desejado de brilho. A composição de revestimento deve geralmente ter um PVC de cerca de 10 cerca de 80, de preferência, de cerca de 20 cerca de 60 e, com mais preferência, de cerca de 25 cerca de 45.

[0023] Os pigmentos em placa em combinação com inibidores de corrosão (como compostos de sílica de troca de íons de cálcio ou inibidores de fosfato e fosfossilicato) aprimoram a adesão a úmido do revestimento e liberam íons metálicos como água e oxigênio a partir da atmosfera que penetra o revestimento, formando óxidos metálicos e hidróxidos que obstruem os poros abertos no revestimento para diminuir a permeabilidade do revestimento e reduzir a corrosão adicional.

[0024] A composição de pigmento pode incluir quaisquer outras partículas de pigmento adequadas, incluindo pigmentos coloridos orgânicos e/ou inorgânicos, como pigmentos azo, anazurita, silicato de alumínio, silicato de potássio e alumínio, pasta de alumínio, pigmentos de antraquinona, óxido de antimônio, metaborato de bário, sulfato de bário, sulfeto de cádmio, seleneto de cádmio, carbonato de cálcio, metaborato de cálcio, metassilicato de cálcio, negro de carbono, óxidos de cromo, argila, óxidos de cobre, oxicloreto de cobre, pigmentos dioxazina, feldspato, amarelos hansa, óxidos de ferro, como óxidos de ferro amarelo e vermelho, pigmentos de isoindolina, caulinita, litopona, silicatos de magnésio, flocos metálicos, mica, pigmentos de naftol, como vermelhos de naftol, pigmentos nitroso, sienito nefelínico, pigmentos de perinona, pigmentos de perileno, pigmentos policíclicos, pigmentos de pirropirrol, ftalocianinas como azul de ftalocianina e ftalocianina verde de cobre quinacridinonas como quinacridinona violetas, pigmentos de quinoftalona, silicatos, sulfetos, talco, dióxido de titânio, ultramarina, cromato de zinco, óxido de zinco e fosfato de zinco. Além disso, perolizantes, clareadores ópticos, estabilizantes de ultravioleta, e similares podem ser adicionados a um veículo de pigmento. Pigmentos coloridos estão geralmente presentes entre 0,5% em peso a cerca de 30% em peso, de preferência, 1% em peso a 20% em peso, e com mais preferência, 2% em peso a 15% em peso, com base no peso total da composição de revestimento.

[0025] O pigmento pode ser fornecido sob a forma de um veículo de pigmento que inclui uma resina umectante e que também pode incluir qualquer um ou mais dentre dispersantes, tensoativos, agentes umectantes, produtos desfloculantes e estabilizantes. Quaisquer dispersantes adequados, como qualquer um ou mais dentre dispersantes aniônicos, dispersantes catiônicos, dispersantes anfotéricos, ou dispersantes não iônicos podem ser usados em conjunto com um veículo de pigmento. De modo similar, quaisquer agentes umectantes adequados como qualquer um ou mais dentre agentes umectantes aniônicos, agentes umectantes catiônicos, agentes umectantes anfotéricos, ou agentes umectantes não iônicos pode ser usado em conjunto com um veículo de pigmento.

[0026] O líquido carreador é um componente fluido de uma composição de revestimento que serve para transportar todos os outros componentes da composição, e que evapora conforme a composição seca. Qualquer líquido carreador adequado pode ser usado nos métodos para produção de uma composição de revestimento. O líquido carreador pode incluir qualquer um ou mais dentre um solvente polar e não polar, como os solventes aqui descritos em conjunto com uma resina de dispersão de pigmento. Além disso, o carreador líquido pode ter a mesma composição ou composição diferente dos solventes utilizados na resina de dispersão do pigmento, um método de fabricação de uma resina de dispersão de pigmento, ou um veículo de pigmento. Líquidos carreadores exemplificadores incluem isopropanol, 2-butóxi etanol e álcool n-butílico; cetonas, como acetona, metil etil cetona, metil propil cetona e metil isobutil cetona; hidrocarbonetos aromáticos como tolueno e xileno; hidrocarbonetos alifáticos como álcoois minerais.

[0027] Os aditivos podem ser adicionados em qualquer ponto adequado durante os métodos de fabricação de uma composição de revestimento. Os aditivos que podem ser incluídos em uma composição de revestimento incluem qualquer um ou mais dentre agentes antiespumantes, dispersantes, tensoativos, extensores de vida útil, estabilizantes de UV, promotores de adesão, agentes umectantes, modificadores de reologia, agentes de nivelamento, agentes antiblocagem, espessantes, agentes tixotrópicos, agentes de secagem, agentes antissedimentação e agentes de abrandamento. Quando usados, esses aditivos podem estar presentes em quaisquer quantidades adequadas a seus propósitos pretendidos. É contemplado que alguns aditivos irão desempenhar múltiplos papéis em uma composição de revestimento.

[0028] A composição de revestimento da presente invenção pode ser aplicada diretamente sobre a superfície de um substrato metálico, como por aço rolado a frio decapado, alumínio, ou metais tratados (como aqueles previamente tratados com revestimentos de Bonderite®, disponíveis comercialmente junto à Henkel). Várias técnicas de aplicação como aspersão convencional, aspersão sem ar auxiliada por ar (AAA) ou aspersão eletrostática podem ser usadas para aplicações de revestimentos. Visto que a composição de revestimento tem tanto as propriedades de resistência à corrosão de um revestimento de base quanto a resistência às intempéries de um revestimento de acabamento todos dentro de uma única formulação, o mesmo pode ser aplicado em uma aplicação direta ao metal na ausência de um revestimento de base. A composição de revestimento é então deixada curar para formar um revestimento. Contempla-se que, uma vez que um primeiro revestimento tiver sido formado sobre a superfície metálica, a composição de revestimento pode ser reaplicada para formar uma camada de revestimento adicional. Um substrato metálico assim revestido também está dentro do escopo de algumas modalidades da invenção.

EXEMPLOS

[0029] A presente invenção é descrita mais particularmente nos exemplos a seguir que são fornecidos para serem apenas ilustrativos mas não devem ser interpretados como limitadores de um escopo da invenção uma vez que inúmeras modificações e variações nos mesmos serão evidentes para os versados na técnica. Todas as porcentagens em peso (%p) são com base no peso total da composição de revestimento.

Exemplo de controle

[0030] Uma composição de revestimento contendo uma blenda de resinas de adição de Michael foi preparada pela mistura dos seguintes ingredientes nas quantidades indicadas:

[0031] A concentração por volume de pigmento do exemplo de controle foi 17 com um peso total de pigmento de 37%.

Exemplo 1

[0032] A composição de revestimento livre de isocianato com base na reação de adição de Michael foi preparada pela mistura dos seguintes ingredientes nas quantidades indicadas.

[0033] O PVC da composição de revestimento foi de 38% e o teor de pigmento total foi de 48% em peso. O desempenho da camada única do revestimento aplicado aos painéis de aço rolado a frio com fosfato de ferro com uma seladora polimérica e aço rolado a quente decapado quando submetido ao teste de aspersão salina é apresentado na Tabela 2.

Exemplo 2

[0034] Uma composição de revestimento de poliuretano foi preparada pela mistura dos seguintes ingredientes nas quantidades indicadas:

[0035] O PVC da composição de revestimento foi de 30% e o teor de pigmento total foi de 40% em peso. O desempenho da camada única do revestimento aplicado aos painéis de aço rolado a frio com fosfato de ferro com uma seladora polimérica e aço rolado a quente decapado quando submetido ao teste de aspersão salina é apresentado na Tabela 2.

Exemplo 3

[0036] Uma composição de revestimento poliaspártico foi preparada pela mistura dos seguintes ingredientes nas quantidades indicadas:

[0037] O PVC da composição de revestimento foi de 28% e o teor de pigmento total foi de 40% em peso. O desempenho da camada única do revestimento aplicado aos painéis de aço rolado a frio com fosfato de ferro com uma seladora polimérica e aço rolado a quente decapado quando submetido ao teste de aspersão salina é apresentado na Tabela 2.

[0038] Todos os exemplos demonstraram notável adesão direta ao metal e resistência à aspersão de sal substancialmente aprimoradas em comparação com o controle.

Resultados

[0039] As composições de revestimento do exemplo de controle e dos Exemplos 1 a 3 foram aplicadas ao aço rolado a frio com fosfato de ferro com uma seladora polimérica e ao aço rolado a frio decapado e testadas quanto ao brilho, resistência à corrosão por aspersão salina, e resistência a intempéries com xenônio.

[0040] Conforme mostrado na tabela abaixo, cada formulação demonstrou brilho e retenção de brilho aceitáveis em PVC relativamente alta e alta resistência à corrosão. O escoamento de aço decapado foi de 2 mm enquanto o escoamento de aço tratado com fosfato de ferro foi de 3 mm. TABELA 2

[0041] A espessura do filme seco (DFT, do inglês, dry film thickness) de todos os revestimentos foi de 3,5±0,5 mil.

[0042] (*) O exemplo de controle falhou dentro de 168 horas no teste de aspersão salina (ASTM B117) com escoamento de mais de 5 mm nessa duração.

[0043] Os exemplos 1 a 3 tiveram um tempo de secagem ao toque de 30 minutos e foram secos com o tempo de 90 minutos conforme determinado de acordo com ASTM D1640. O brilho foi determinado de acordo com ASTM D523. A retenção de brilho a 60° e a alteração de cor (ΔE) foram determinadas com exposição no teste de Intemperismo Acelerado com Xenônio (método ASTM G155-05a Ciclo 7A). O escoamento (em mm) testado em aço rolado a frio e em substratos Bonderite 1000 P99X após 500 horas de testes de aspersão salina, conforme determinado de acordo com ASTM B117 e ASTM D1654, procedimento A, Método 2 (classificação de escoamento).

[0044] É, portanto, visto que a presente revelação fornece, em várias modalidades, uma composição de revestimento direto ao metal, um método de fabricação de uma composição de revestimento, um método de revestimento de um substrato e um substrato revestido.

[0045] Todos os métodos aqui descritos podem ser realizados em qualquer ordem adequada, exceto onde indicado em contrário na presente invenção ou, de outro modo, claramente contradito pelo contexto. O uso de quaisquer e todos os exemplos, ou linguagens que descrevem um exemplo (por exemplo, "como") fornecidos na presente invenção, se destina a esclarecer a invenção e não constitui uma limitação no escopo da invenção. Qualquer declaração na presente invenção quanto à natureza ou aos benefícios da invenção ou das modalidades preferenciais não se destina a ser limitadora. Esta invenção inclui todas as modificações e equivalentes do assunto aqui mencionado, conforme permitido pela lei aplicável. Além disso, qualquer combinação dos elementos descritos acima em todas as variações possíveis dos mesmos é englobada pela invenção exceto onde indicado em contrário na presente invenção ou de outro modo claramente contradito pelo contexto. A descrição aqui feita de qualquer referência ou patente, mesmo se identificada como "anterior", não se destina a constituir uma concessão de que tal referência ou patente está disponível como técnica anterior contra a presente invenção. Nenhuma linguagem não reivindicada deve ser considerada como limitadora do escopo da invenção. Quaisquer declarações ou sugestões no presente documento de que certas características constituem um componente da invenção reivindicada não se destinam a ser uma limitação a menos que refletidas nas reivindicações anexas. Nem a marcação do número de patente sobre qualquer produto nem a identificação do número de patente em conexão com qualquer serviço deverá ser considerada uma representação de que todas as modalidades descritas na presente invenção são incorporadas a esse produto ou serviço.

Claims

1. Composição de revestimento de alto brilho isenta de poliuretano de dois componentes para aplicação direta ao metal formada pela reação de adição de Michael, a composição caracterizada pelo fato de que compreende: (a) um sistema de resina aglutinante compreendendo de 10 a 50% em peso de uma resina doadora com funcionalidade malonato; (b) uma resina reticuladora compreendendo de 5 a 40% em peso de uma ou mais resinas receptoras de acriloíla; (c) uma pluralidade de pigmentos especiais com partículas de pigmento de várias morfologias e tendo um tamanho médio de partícula de 0,3 a 0,6 μm; e (d) um pigmento inibidor de corrosão, em que a concentração de volume de pigmento da composição é entre 25 a 45% em peso, e em que os pigmentos especiais compreendem: (a) ao menos um pigmento em formato esférico; (b) ao menos um pigmento em formato acicular; e (c) ao menos um pigmento em formato de placa.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pigmento inibidor de corrosão compreende ao menos um pigmento contendo cátion micronizado atóxico ambientalmente amigável ou ao menos um pigmento de passivação anódica micronizado.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pigmento inibidor de corrosão está presente entre 1 a 30% em peso, com base no peso total da composição.

4. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um componente promotor de adesão selecionado do grupo que consiste em: (a) ao menos uma resina epóxi líquida entre 0,5 a 15% em peso; e (b) ao menos um aminossilano entre 0,2 a 15% em peso, com base no peso da composição de revestimento total.

5. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pigmento inibidor de corrosão compreende ao menos um pigmento de passivação anódica micronizado.

6. Composição de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o pigmento de passivação anódica micronizado está presente em uma quantidade de 1 a 30% em peso, com base no peso total da composição.

7. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um pigmento colorido.

8. Composição de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o pigmento colorido compreende ao menos um pigmento colorido orgânico ou inorgânico presente em uma quantidade entre 0,5 e 30% em peso, com base no peso total da composição.

9. Substrato metálico revestido, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) um substrato metálico; e (b) uma composição de revestimento como definida na reivindicação 1 sobre a superfície do substrato.