BRPI0614302A2 - mistura de pigmentos sem cromo com baixo teor de zinco que inibe corrosão, processo para sua preparação e seu uso - Google Patents
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Abstract
MISTURA DE PIGMENTOS SEM CROMO COM BAIXO TEOR DE ZINCO QUE INIBE CORROSãO, PROCESSO PARA SUA PREPARAçãO E SEU USO. A presente invenção refere-se a uma mistura de pigmentos (A) sem cromo com baixo teor de zinco que inibe corrosão, compreendendo (ai) 30% a 60% em peso de pelo menos um pigmento de hidro- genofosfato de cálcio, (a2) 15% a 45% em peso de pelo menos um dióxido de silício amorfo modificado com cálcio, (a3) 5% a 25% em peso de pelo menos um pigmento de borossi- licato de cálcio, e (a4) 1 % a 15% em peso de pelo menos um sal de zinco de um nitrocomposto orgânico, com a condição de que o teor de zinco de (A) não exceda 10% em peso; processo para sua preparação e seu uso.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MISTURA DEPIGMENTOS SEM CROMO COM BAIXO TEOR DE ZINCO QUE INIBECORROSÃO, PROCESSO PARA SUA PREPARAÇÃO E SEU USO".
Descrição
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a uma nova mistura de pigmentossem cromo com baixo teor de zinco que inibe corrosão. A presente invençãotambém se refere a um novo processo de preparação de uma mistura depigmentos sem cromo com baixo teor de zinco que inibe corrosão. A presen-te invenção adicionalmente refere-se ao uso da nova mistura de pigmentossem cromo com baixo teor de zinco que inibe corrosão e da mistura de pig-mentos sem cromo com baixo teor de zinco que inibe corrosão preparadapelo novo processo de preparação de novos materiais curáveis sem cromocom baixo teor de zinco, especialmente materiais primários, particularmenterevestidores, revestidores primários, e regularizadores de surperfície. A pre-sente invenção refere-se não menos ao uso dos novos materiais curáveissem cromo, com baixo teor de zinco que inibe corrosão, para produzir novosmateriais curados sem cromo, com baixo teor de zinco que inibe corrosão,especialmente revestimentos prime e revestimentos intermediários.
Estado da Técnica
Revestimentos revestidor, ou revestidores em resumo, são adesignação coletiva para revestimentos finos aplicados diretamente a umsubstrato de metal em ordem, dentro de um sistema de revestimento, paraassumir uma função particular como revestidores, especialmente para pro-mover adesão e controlar corrosão (cf. Rõmpp Lexikon Lacke und Druckfar-ben, Georg Thieme Veriag, Stuttgart, Nova Iorque, 1998, "revestidores").
Revestidor primário, ou revestimento primário, são materiais pa-ra camada protetora que combinam com as propriedades de revestidores epreparadores de superfície (cf. Rõmpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Ge-org Thieme Veriag, Stuttgart, Nova Iorque, 1998, "revestidores primários").
Materiais primários, incluindo os materiais de revestimentos in-termediários, são materiais de revestimentos que são aplicados diretamentea um substrato ou a um revestimento existente para propósitos de reacaba-mento. Eles incluem, em particular, revestidor primário, revestidores, revesti-dor de superfície e regularizadores de surperfície (cf. Rõmpp Lexikon Lackeund Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nova Iorque, 1998, "mate-riais de imprimação").
Preparadores de superfície (surfacers) são materiais de revesti-mentos para revestimento intermediário em acabamento automotivo OEM,repintura (refinish) automotiva e revestimento industrial. Sua função é com-pensar desigualdade no substrato, ajudar adesão e controle de corrosão(particularmente como revestidor primário), e assegurar resistência a marcasde impacto de pedras (stonechip) eficaz no sistema de revestimento comoum todo ou no sistema de pintura em multicamadas (cf. Rõmpp Lexikon Lac-ke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nova Iorque, 1998,"surfacers"·, ou Goldschmidt/Streitberger, BASF Handbuch Lackiertechnik,Vincentz Verlag, Hannover, 2002, "7.1.4.Surfacers", páginas 725 a 728, e"7.2 Repintura Automotiva", páginas 737 a 744).
Regularizadores de surperfície ou compostos de enchimento deacordo com DIN 55945:1996-09 são materiais de revestimento pigmentadosaltamente carregados que são usados para compensar desigualdade desubstrato que são grandes demais para ser remediadas por revestidores oupreparadores de superfície (Rõmpp Lexikon Lacke und Druckfarben, GeorgThieme Verlag, Stuttgart, Nova Iorque, 1998, "regularizadores de surperfí-cie"; ou Goldschmidt/Streitberger, BASF Handbuch Lackiertechnik, VincentzVerlag, Hannover, 2002, "7.2 Repintura Automotiva", páginas 737 a 744).
O efeito de inibição de corrosão dos revestimentos descritos a-cima deriva em particular da presença, a esse respeito, de pigmentos anti-corrosivos (Rõmpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag,Stuttgart, Nova Iorque, 1998, "material de revestimento anticorrosivo" e"pigmentos anticorrosivos"). Um efeito de controle de corrosão particular-mente alto é exibido por pigmentos de cromato e/ou zinco anticorrosivos (cf.op. cit., "pigmentos de cromato", "cromatos de zinco", "oxido de zinco", "fos-fato de zinco" e "pigmentos de zinco", e também Pedido de Patente AlemãoDE 100 48 268 Α1). Esses pigmentos, contudo, são muito censuráveis toxi-cologicamente, que é porque o setor do estado da técnica tem se empenha-do a substituí-los por outros pigmentos anticorrosivos toxicologicamente me-nos censuráveis ou não-censuráveis.
Pigmentos anticorrosivos sem cromo e zinco são convencionais.
Por exemplo, a empresa Heubach GmbH comercializa hidroge-nofosfato de cálcio não-hidratado sob o nome comercial Heucophos® CHPcomo um pigmento anticorrosivo de sistemas híbridos diluível em água.
A empresa Lawrence Industries comercializa borossilicatos decálcio, particularmente Halox® CW-2230, como pigmentos anticorrosivospara materiais de revestimentos à base de resinas alquídicas, ésteres deresina epóxi, óleos, resinas fenólicas, borracha alquídicas/cloradas e resinasalquídicas VT.
A empresa Grace comercializa dióxido de silício amorfo modifi-cado com cálcio sob o nome comercial Shieldex® como um pigmento anti-corrosivo não-tóxico para revestidores de revestimento de bobina e revesti-dores de lavagem com 1 ou 2 componentes.
A empresa Heubach também comercializa o sal de zinco de umnitrocomposto orgânico (teor de zinco: 44% em peso) sob o nome comercialHeucorin®RZ como um inibidor de corrosão para revestimentos.
Verificou-se, contudo, que nenhum desses pigmentos anticorro-sivos e nenhum dos inibidores tem por sua própria conta um efeito de con-trole de corrosão suficiente para satisfazer as exigências rigorosas impostasnos materiais de imprimação para repintura automotiva. Além disso, os ma-têriais de imprimação em questão, e os revestimentos-base e revestimentosintermediários produzidos destes, deixam alguma coisa a ser desejada emsua adesão a substrato e adesão a intercamadas e também em seu efeitoprotetor de marcas de impacto de pedras.
Problema Abordado
O objetivo em que a presente invenção se baseou foi proporcio-nar uma nova mistura de pigmentos sem cromo com baixo teor de zinco queinibe corrosão que pode ser preparada facilmente a partir de pigmentos anti-corrosivos convencionais e prontamente obteníveis e que em termos de seuefeito de controle de corrosão constitui um substituto desenvolvido para pig-mentos corrosivos à base de cromo e/ou zinco.
A nova mistura de pigmentos sem cromo com baixo teor de zin-co que inibe corrosão pode ser facilmente incorporável em materiais curá-veis, preferencialmente materiais de imprimação, especialmente revestido-res, preparadores de superfície para revestidor, preparadores de superfície eregularizadores de surperfície.
Os novos materiais curáveis, preferencialmente os novos mate-riais de imprimação, especialmente os novos revestidores, preparadores desuperfície para revestidor, preparadores de superfície e regularizadores desurperfície, podem fornecer novos materiais curados sem cromo com baixoteor de zinco que inibem corrosão, especialmente revestimentos base e re-vestimentos intermediários, que apresentam um efeito de controle de corro-são que é pelo menos comparável com, se não na verdade excedendo, oefeito de controle de corrosão de materiais curados convencionais contendocromo e/ou zinco. Ao mesmo tempo os novos revestimentos base e revesti-mentos intermediários sem cromo com baixo teor de zinco que inibem corro-são podem exibir um alto nível de adesão para uma ampla variedade desubstratos, incluindo revestimentos existentes, e um alto nível de adesãointercamada, propriedades mecânicas destacadas, e um efeito protetor demarcas de impacto de pedras particularmente alto, e pode compensar aindadesigualdade acentuada em substratos para efeito destacado.
Solução Inventiva
Descobriu-se conseqüentemente a nova mistura de pigmentossem cromo com baixo teor de zinco que inibe corrosão (A) que compreende:
(a1) 30% a 60% em peso de pelo menos um pigmento de hidroge-nofosfato de cálcio,
(a2) 15% a 45% em peso de pelo menos um dióxido de silício a-morfo modificado com cálcio,
(a3) 5% a 25% em peso de pelo menos um pigmento de borossili-cato de cálcio, e(a4) 1% a 15% em peso de pelo menos um sal de zinco de um ni-trocomposto orgânico, com a condição de que o teor de zincode (A) não exceda 10% em peso, essa mistura sendo referidaabaixo como "mistura de pigmentos (A) da invenção".
Também, verificou-se que o novo processo para preparação deuma mistura de pigmentos (A) da invenção, o qual envolve mistura de seusconstituintes uns com Os outros para fornecer uma mistura de pigmentosseparada (A) da invenção, ou mistura de seus constituintes (a1), (a2), (a3) e(a4) com outras substâncias, para fornecer uma mistura de pigmento (A) dainvenção in situ.
O novo processo para preparação de uma mistura de pigmento(A) da invenção é referido abaixo como "processo da invenção".
Adicionalmente, descobriu-se o novo uso da mistura de pigmen-to (A) da invenção e da mistura de pigmento (A) da invenção preparada peloprocesso da invenção para preparação de materiais curáveis, este sendoreferido abaixo como "uso de acordo com a invenção".
Adicionalmente, o assunto da invenção tornará evidente a partirda descrição.
Vantagens da Invenção
Levando em consideração o estado da técnica foi surpreendentee imprevisível para aquele versado no estado da técnica que o objetivo emque a presente invenção baseou-se pode ser obtido por meios da mistura depigmento (A) da invenção, por meios do processo da invenção, e por meiosdo uso de acordo com a invenção.
Em particular foi surpreendente que a mistura de pigmento (A)da invenção foi facilmente preparada, em particular pelo processo da inven-ção, a partir de pigmentos anticorrosivos convencionais e prontamente obte-níveis e em termos de seu efeito de controle de corrosão ofereceu um subs-tituto desenvolvido para pigmentos anticorrosivos baseados em cromo e/ouzinco.
A mistura de pigmento (A) da invenção foi facilmente incorporá-vel em materiais curáveis, preferencialmente materiais de imprimação, espe-cialmente revestidores, preparadores de superfície para revestidor, prepara-dores de superfície e regularizadores de surperfície.
Os materiais curáveis resultantes da invenção, preferencialmen-te os materiais de imprimação da invenção, especialmente os revestidores,preparadores de superfície para revestidor, preparadores de superfície eregularizadores de surperfície da invenção, eram fáceis de manuseio e apli-cação.
Os materiais curáveis da invenção eram capazes de serem cu-rados por uma ampla variedade de mecanismos e conseqüentemente apre-sentavam um uso extraordinariamente amplo destes. Em particular eles exi-biram vantagens particulares no contexto de seu uso no revestimento dereacabamento, especialmente repintura automotiva.
Os materiais curáveis da invenção forneceram novos materiaiscurados sem cromo com baixo teor de zinco que inibem corrosão, especial-mente novos revestimentos base e revestimentos intermediários, os quaisapresentavam um efeito de controle de corrosão que foi pelo menos compa-rável com, se não na verdade excedendo, o efeito de controle de corrosãode materiais curados convencionais contendo cromo e/ou zinco. Ao mesmotempo, os revestimentos base e revestimentos intermediários da invençãoapresentavam um alto nível de adesão para uma ampla variedade de subs-tratos, incluindo revestimentos existentes, e um alto nível de adesão de in-tercamadas, propriedades mecânicas destacadas, e um efeito protetor demarcas de impacto de pedras particularmente alto, e foram capazes decompensar ainda desigualdade acentuada sobre substratos para efeito des-tacado.
Em particular, contudo, foi surpreendente que a mistura de pig-mentos (A) da invenção exibiu seus efeitos vantajosos nos materiais curadosda invenção ainda em uma quantidade comparativamente pequena.
Exposição Detalhada da Invenção
A mistura de pigmentos (A) da invenção é sem cromo. Em ou-tras palavras, se ela contém cromo absolutamente, ele está apenas presenteem traços incorporados, por exemplo, devido à presença natural possível detraços de cromo nos constituintes. O teor de cromo é preferencialmente a-baixo dos limites de detecção de métodos químicos e físicos convencionaisde detecção e quantificação de cromo.
A mistura de pigmentos (A) da invenção é uma mistura com bai-xo teor de zinco. Em outras palavras, seu teor de zinco não excede 10%,preferencialmente 7%, e em particular 5% em peso.
A mistura dê pigmentos (A) da invenção é composta de:
(a1) 30% a 60%, preferencialmente de 35% a 55%, e em parti-cular de 40% a 50% em peso de pelo menos um, especi-almente um, pigmento de hidrogenofosfato de cálcio,
(a2) 15% a 45%, preferencialmente de 20% a 40%, e em parti-cular de 25% a 35% em peso de pelo menos um, especial-mente um, dióxido de silício amorfo modificado com cálcio,
(a3) 5% a 25%, preferencialmente de 7% a 22%, e em particu-lar de 10% a 20% em peso de pelo menos um, especial-mente um, pigmento de borossilicato de cálcio, e
(a4) 1% a 15%, preferencialmente de 2% a 12%, e em particu-lar de 3% a 10% em peso de pelo menos um, especialmen-te um, sal de zinco de um nitrocomposto orgânico.
O pigmento hidrogenofosfato de cálcio (a1), preferencialmenteapresenta um teor de cálcio (como oxido de cálcio) de 38% a 43%, preferen-cialmente de 38,5% a 42,5% em peso, e um teor de fósforo (como pentóxidodifósforo) de 43% a 48%, preferencialmente de 43,5% a 47,5% em peso. Otamanho médio de partículas, determinado usando um Coulter Multisizer II, épreferencialmente de 1 a 10 μηη, preferencialmente de 1,5 a 5 μιτι, e particu-larmente de 2,5 a 4 μιτι. O resíduo da peneira para DIN 53195 (> 32 μιτι) épreferencialmente abaixo de 0,01% em peso.
Pigmentos de hidrogenofosfato de cálcio (a1 são produtos con-vencionais e são vendidos, por exemplo, pela empresa Heubach sob o nomecomercial Heucophos® CHP.
O dióxido de silício amorfo modificado com cálcio (a2) preferen-cialmente apresenta um teor de cálcio de 4% a 8%, mais preferencialmentede 4,5% a 7,5%, e em particular de 5% a 7% em peso. O tamanho médio departicular, determinado usando um Contador Coulter, abertura do bico 50 μιη, épreferencialmente de 1 a 10 μιτι, preferencialmente de 1,5 a 5 μηι, e parti-cularmente de 2 a 4 μιτι. O resíduo úmido da peneira (> 25 μιη) é preferenci-almente abaixo de 0,01% em peso.
Os dióxidos de silício amorfos modificados com cálcio (a2) sãoprodutos convencionais e são vendidos, por exemplo, pela empresa Gracesob o nome comercial Shieldex® AC-3.
O pigmento de borossilicato de cálcio (a3) preferencialmenteapresenta um teor de oxido de cálcio de 43% a 44% em peso, um teor detrióxido de diboro de 17% a 18% em peso, e um teor de dióxido de silício de38% a 39,5% em peso. Ele preferencialmente apresenta os tamanhos departículas descritos acima.
Os pigmentos de borossilicato de cálcio (a3) são produtos con-vencionais e são vendidos, por exemplo, pela empresa Lawrence Industriessob o nome comercial Halox®C\N-2230.
O sal de zinco de um nitrocomposto orgânico (a4), preferencial-mente apresenta um teor de zinco de 40% a 50%, mais preferencialmentede 43% a 45%, em peso. Ele preferencialmente apresenta os tamanhos departículas acima descritos. O resíduo de peneira (> 45 μιη) para ISO 787,parte 18, é preferencialmente abaixo de 0,02% em peso.
Os sais de zinco de ηitrocompostos orgânicos (a4) são tambémprodutos convencionais e são vendidos, por exemplo, pela empresa Heuba-ch sob o nome comercial Heucorin® RZ.
A mistura de pigmento (A) da invenção pode ser preparada emqualquer modo desejado. Preferencialmente, ela é preparada pelo processoda invenção.
No processo da invenção os constituintes acima descritos (a1),(a2), (a3) e (a4), preferencialmente na forma de sólidos pulverulentos, sãomisturados uns com os outros, para que os misturados de pó convencionaispossam ser usados. Essa modalidade do processo da invenção produz mis-turas de pigmentos (A) da invenção como produtos separados, os quais po-dem ser armazenados e transportados sem fazer medições cautelosas es-peciais até o tempo de seu uso conforme pretendido; isso representa umavantagem particular adicional das misturas de pigmento (A) da invenção.
No processo da invenção, contudo, é também possível misturaros constituintes acima descritos (a1), (a2), (a3) e (a4), preferencialmente naforma de sólidos pulverulentos, com outras substâncias, preferencialmenteconstituintes de matérias curáveis da invenção, após o que as misturas re-sultantes são homogeneizadas. Isso pode ser feito por meio de métodos demistura convencionais e aparelhos tais como tanques de agitação, moinhosagitadores, extrusores, manipuladores, dispositivos Ultraturrax, dissolvedo-res em linha, misturadores estáticos, micromisturadores, dispersores de rodadentada, bicos de liberação de pressão e/ou microfluidificadores. Essa mo-dalidade do processo da invenção produz in situ as misturas de pigmentos(A) da invenção, preferencialmente em pastas de pigmento ou preparaçõesde pigmentos da invenção (cf. Rõmpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Ge-org Thieme Verlag, Stuttgart, Nova Iorque, 1998, "preparações de pigmen-tos") ou nos materiais curáveis da invenção.
É uma vantagem particular adicional das misturas de pigmentos(A) da invenção, na verdade, que ainda na forma das pastas de pigmento dainvenção elas podem ser processadas com facilidade particular e reproduti-bilidade muito boa para os materiais curáveis da invenção.
As misturas de pigmentos (A) da invenção podem ser usadasextraordinária e amplamente; elas são usadas com preferência, de acordocom a invenção, para preparação de materiais curáveis.
É uma vantagem muito particular das misturas de pigmentos (A)da invenção que elas exibam seus efeitos vantajosos em quantidades com-parativamente pequenas. Por exemplo, a quantidade das misturas de pig-mentos (A) da invenção nos materiais curáveis da invenção é preferencial-mente de 1% a 50%, mais preferencialmente de 1% a 40%, e em particularde 1 % a 25% em peso.
O teor de zinco dos materiais curáveis da invenção, com baseem cada caso no material da invenção, é preferencialmente de 0,002% a3%, mais preferencialmente de 0,003% a 2%, e em particular de 0,004% a1,5% em peso.
Os materiais curáveis da invenção poderão ser curáveis física,termicamente e/ou com radiação actínica.
No contexto da presente invenção, o termo "cura física" denota acura dos materiais curáveis da invenção através de filmagem, por meio deliberação de solvente dos materiais curáveis da invenção, com ligação ocor-rendo nos materiais curáveis da invenção via Iooping das moléculas polimé-ricas dos aglutinantes (em relação ao termo, cf. Rõmpp Lexikon Lacke undDruckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nova Iorque, 1998, "aglutinan-tes", páginas 73 e 74). Ou então, filmagem ocorre via a coalescência de par-tículas aglutinantes (cf. Rõmpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thi-eme Verlag, Stuttgart, Nova Iorque, 1998, "cura", páginas 274 e 275). Issoresulta em materiais termoplásticos curados da invenção.
No contexto da presente invenção, o termo "cura térmica" deno-ta a cura iniciada por calor do material curável da invenção, no curso daqual, usualmente, um aglutinante e um agente de reticulação separado sãoempregados. Isso é normalmente referido por aquele versado no estado datécnica como reticulação externa. Em que os agentes de reticulação são jáincorporados nos aglutinantes, o termo "auto-reticulação" é também usado(cf. Rõmpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart,Nova Iorque, 1998, "cura", páginas 274 a 276, especialmente página 275,parte inferior). Isso resulta em materiais termofixos curados da invenção.
No contexto da presente invenção radiação actínica significa ra-diação eletromagnética, tais como próxima do infravermelho (PIV), luz visí-vel, radiação UV, raios X ou radiação-gama, especialmente radiação UV, eradiação particulada ou corpuscular, tais como feixes de elétrons, radiação-beta, radiação-alfa, feixes de nêutrons ou feixes de prótons, especialmentefeixes de elétrons. Os materiais curáveis correspondentes da invenção, por-tanto, incluem constituintes que podem ser ativados com radiação actínica,como um resultado de que eles sofrem polimerização via radical livre ou tô-nica, especialmente via radical livre. Como uma conseqüência disso há umareticulação tridimensional dos materiais curáveis da invenção. Isso resultaem materiais termofixos curados da invenção.
Os materiais curáveis da invenção poderão curar-se por um me-canismo de cura ou por dois ou três mecanismos de cura, em particular elessão termicamente curáveis.
Os materiais curáveis da invenção poderão estar presentes emqualquer de uma variedade muito ampla de estados físicos e formas tridi-mensionais.
Por exemplo, eles poderão sob temperatura ambiente ser sóli-dos ou líquidos, ou fluidos. Alternativamente, eles poderão ser sólidos sobtemperatura ambiente, e fluidos sob temperaturas maiores, em cujo casoeles preferencialmente exibem comportamento termoplástico. Em particular,eles poderão ser materiais convencionais que compreendem solventes or-gânicos, materiais aquosos, substancial ou totalmente sem solvente e mate-riais líquidos sem água (sistemas a 100%), substancial ou totalmente semsolvente e pós sólidos livres de água, ou substancial ou totalmente suspen-sões em pó sem solventes (lamas em pó). Eles poderão também ser siste-mas monocomponente, em que os aglutinantes e agentes de reticulaçãoestão presentes ao lado uns dos outros, ou sistemas bicomponentes ou mul-ticomponentes, em que os aglutinantes e os agentes de reticulação são se-parados uns dos outros até brevemente antes de aplicação.
Em termos de seu método, a preparação dos materiais curáveisda invenção não apresenta características especiais, mas em vez de ocorrerpor meio da mistura e homogeneização de seus constituintes com o auxíliode técnicas e aparelhos de misturas convencionais, tais como tanques deagitação, moinhos agitadores, extrusores, compounders, dispositivos Ultra-turrax, dissolventes em linha, misturadores estáticos, micromisturadores,dispersores de roda dentada, bicos de liberação de pressão e/ou microfluidi-ficadores, com radiação actínica sendo excluída onde apropriada. A seleçãodo método ótimo em relação a um caso específico é orientada em particularpelo estado físico (líquido ou sólido) e a forma tridimensional (pós, grânulosou película) que o material curável da invenção supõe-se apresentar.Os materiais curáveis da invenção poderão servir qualquer deuma variedade muito ampla de usos finais. Eles são preferencialmente usa-dos para produzir os materiais curados da invenção.
Os materiais curáveis da invenção são preferencialmente mate-riais de imprimação, mais preferencialmente revestidor, revestidor primário,revestidor de superfície e regularizador de surperfície, e com preferênciaparticular preparadores de superfície para revestidor. Preferencialmente,eles são usados no revestimento para reacabamento, especialmente repintu-ra automotiva. Conseqüentemente, os materiais curados particularmentevantajosos da invenção são revestimentos preparadores de superfície ourevestimentos preparadores de superfície para revestidor.
Os materiais de imprimação da invenção são preferencialmentesistemas líquidos monocomponente ou bicomponentes que contêm solven-tes orgânicos. Esses sistemas compreendem, como é conhecido, pelo me-nos um componente I, contendo grupos funcionais reativos, e pelo menosum componente II, contendo grupos funcionais reativos complementares, osdois tipos de grupos funcionais reativos complementares que apresentam acapacidade de reagir uns com os outros tão rápido que os componentes I eIl em questão têm de ser armazenados separadamente um do outro até otempo de seu uso apropriado, isto é, a preparação dos materiais curáveis dainvenção. Grupos funcionais reativos complementares desse tipo são con-vencionais e poderão, portanto, muito facilmente ser selecionados por aque-le versado no estado da técnica com a base de seu conhecimento técnicogeral.
Os materiais curáveis da invenção são preferencialmente siste-mas líquidos bicomponentes contendo solventes orgânicos e compreenden-do com preferência particular um componente I que é livre de grupos isocia-nato e que contêm grupos funcionais reativos isocianato, e que é tambémreferidos por aquele versado no estado da técnica como "miilbase I", e umcomponente Il contendo pelo menos um polisocianato, também referido poraqueles no estado da técnica como "agente de cura". Componentes I e Ilsão armazenados separadamente uns dos outros até o tempo de seu usoconforme pretendido.
Exemplos de grupos funcionais reativos isocianato adequadossão grupos hidroxila, grupos tióis, e grupos aminos primários e secundários,especialmente grupos hidroxila.
Os sistemas bicomponentes da invenção poderão adicionalmen-te compreender pelo menos um componente Ill adicional, tal como um dilu-ente, por exemplo, que é usualmente uma mistura dos solventes orgânicosinertes descritos abaixo.
A mistura de pigmentos (A) da invenção está preferencialmentepresente na composição de formulação de dispersão de componentes sóli-dos e líquidos (millbase I) , que é referida abaixo como "millbase I da invenção".
As millbases I da invenção compreendem pelo menos um sol-vente orgânico inerte. Exemplos de solventes adequados são conhecidos dolivro-texto Paints, Coatings and Solvents, Dieter Stoye e Werner Freitag(eds.), Wiley-VCH, Weinheim, Nova Iorque, 1998, "14. SolventsT, páginas277 a 373. O atributo "inerte" significa que o solvente orgânico em questãonão participa nas reações que prosseguem no curso de cura térmica masem vez disso escapa predominante ou completamente dos materiais cura-dos da invenção que se formam.
Conforme mencionados acima, os solventes orgânicos inertespoderão ser usados para preparação do diluente III.
Adicionalmente para os solventes orgânicos inertes, as millbasesI da invenção poderão compreender pelo menos um solvente reativo ou dilu-ente reativo que participa nas reações que prosseguem no curso de curatérmica e é incorporado nas redes tridimensionais que se formam dos mate-riais curados da invenção (cf., por exemplo, Pedido de patente alemão DE10O 12 580 A1, página 9, linhas 54 e 55).
A quantidade dos solventes orgânicos nas millbases I da inven-ção poderá variar muito amplamente e é orientada, em particular, pela visco-sidade que as millbases I da invenção e os materiais de imprimação da in-venção produzidos a partir deles necessitam apresentar em relação a seumanuseio e aplicação. A quantidade é preferencialmente de 5% a 60%, maispreferencialmente de 10% a 55%, e, em particular, de 10% a 50% em peso,com base em cada caso na millbase I da invenção.
As millbases I da invenção compreendem pelo menos um agluti-nante polimérico e/ou oligomérico. Preferencialmente, eles compreendempelo menos dois, em particular três, algutinantes poliméricos e/ou oligoméricos.
No contexto da presente invenção um oligômero é um compostoconstruído de 2 a 12 unidades monoméricas estruturais, que poderão seridênticas ou diferentes umas das outras. Um polímero é um composto cons-truído de mais de 8, em particular, mais de 12, unidades monoméricas estru-turais, que poderão ser idênticas ou diferentes umas das outras.
Se um composto construído de 8 a 12 unidades monoméricasestruturais é considerado em qualquer um caso por aquele versado no esta-do da técnica como sendo um oligômero ou um polímero depende em parti-cular do peso molecular do composto em questão.
Aglutinantes adequados incluem todos os aglutinantes usuaisconhecidos, tais como são conhecidos, por exemplo, de Rõmpp LexikonLacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nova Iorque, "bin-ders". Preferência é dada para utilizar resinas epoxídicas (cf., por exemplo,pedido de patente alemão DE 100 48 268 A1, página 5, parágrafos [0057] e[0058], (co)polímeros (met)acrilatos (cf., por exemplo, pedido de patente a-lemão DE 100 12 580 A1, página 5, linha 33, a página 7, linha 34) e/ou nitra-to de nitrocelulose ou celulose (cf. Rómpp Lexikon Lacke und Druckfarben,Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Nova Iorque, 1998 "nitrato de celulose").
O teor de aglutinante das millbases I da invenção poderá variarmuito amplamente e è orientado pelas exigências do caso em disposição. Aquantidade é preferencialmente de 10% a 60%, mais preferencialmente de15% a 50%, e em particular de 20% a 40% em peso, com base em cada ca-so no material de imprimação.
As millbases I da invenção preferencial e adicionalmente com-preendem pelo menos uma carga, tal como é conhecida, por exemplo, depedido de patente alemão DE 100 48 268 A1, página 4, parágrafos [0040] e[0041], ou de pedido de patente alemão DE 100 12 580 A1, página 9, linhas39 a 42.
As millbases I da invenção preferencial e adicionalmente com-preendem pelo menos um pigmento diferente dos constituintes da mistura depigmentos (A) da invenção, sendo esse pigmento do tipo conhecido, por e-xemplo, de pedido de patente alemão DE 100 48 268 A1, página 4, parágra-fos [0042] e [0043].
As millbases I da invenção poderão adicionalmente compreen-der pelo menos um aditivo conhecido usual, tal como é conhecido, por e-xemplo de pedido de patente alemão DE 100 48 268 A1, página 4, parágra-fos [0044] e [0045], ou de pedido de patente alemão DE 100 12 580 A1, pá-gina 9, linha 62, a página 10, linha 20, em quantidades eficazes.
Os endurecedores Il dos sistemas bicomponentes da invençãocompreendem ou consistem em pelo menos um poliisocianato. Se os endu-recedores Il consistem em pelo menos um poliisocianato, esse poliisocianatoé preferencialmente líquido sob as temperaturas empregadas para a prepa-ração e uso dos endurecedores II, e particularmente sob temperatura ambi-ente. Mais preferencialmente, os endurecedores Il consistem em pelo menosum poliisocianato e pelo menos um dos solventes orgânicos inertes descritosacima. A quantidade de poliisocianatos nos endurecedores Il poderá variaramplamente. Ela é orientada principalmente pela viscosidade que os endu-recedores Il devem apresentar para sua aplicação. Essa viscosidade é pre-ferencialmente baixa, de modo que os endurecedores Il possam ser mistu-rados homogeneamente com as millbases I da invenção sem aparelhoscomplexos e sem consumir altos níveis de tempo e energia - e, em particu-lar, no caso de volumes pequenos, manualmente. A quantidade de poliisoci-anatos nos endurecedores II, com base em cada caso no endurecedor II, épreferencialmente de 30% a 95%, mais preferencialmente de 40% a 90%, eem particular de 50% a 90% em peso.
Exemplos de poliisocianatos adequados são descritos em deta-lhes no pedido de patente alemão DE 100 48 670 A1, página 5, parágrafo[0059], a página 6, parágrafos [0062], Preferência particular é dada à utiliza-ção de poliisocianatos de baixa viscosidade contendo grupos uretdiona e/ougrupos iminoxadiazinodiona.
Com relação à preparação dos materiais de imprimação preferi-dos da invenção, a razão ponderai de millbase I da invenção e endurecedorII poderá variar muito amplamente. A razão ponderai é preferencialmenteajustada tal que a razão equivalente de grupos funcionais reativos a isocia-nato para grupos isocianato é 1,5:1 para 1:1,5, preferencialmente 1,3:1 para1:1,3, e em particular 1,2:1 para 1:1,2.
Em termos de método, a preparação dos materiais de imprima-ção preferidos da invenção dos sistemas bicomponentes da invenção acimadescritos não tem peculiaridades, mas em vez de ocorrer pela mistura depelo menos uma millbase I da invenção com pelo menos um endurecedor Ile também, se desejado, com pelo menos um componente adicional III, emparticular, um diluente III, e a homogeneização da mistura resultante. A se-qüência em que componentes I e Il e, onde usado, Ill são combinados não écrítica mas poderá em lugar ser adaptada às exigências do caso em manu-seio. Para a preparação é possível usar as técnicas e aparelhos descritosacima.
Surpreendentemente, os materiais de imprimação preferidos dainvenção combinam uma reatividade particularmente alta, levando a curarápida, com uma duração de pote ou tempo de processamento particular-mente longos, em harmonia com exigências práticas, o que torna sua aplica-ção particularmente atrativa não apenas a partir de um ponto de vista técni-co, mas também de um ponto de vista econômico e organizacional.
Em termos de método, a aplicação dos materiais de imprimaçãopreferidos da invenção não tem peculiaridades mas poderá em vez dissoocorrer por todos os métodos usuais de aplicação, tais como pulverização,revestimento a faca, escovação, derramamento, imersão, gotejamento oulaminação, por exemplo.
Preferência é dada a empregar métodos de aplicação por pulve-rização, tais como pulverização de ar comprimido, pulverização sem ar, rota-ção de alta velocidade, aplicação por pulverização eletrostática (ESTA), iso-lados ou em conjunção com aplicação por pulverização quente tais comopulverização a ar quente, por exemplo.
Substratos adequados incluem metais, plásticos, madeira, cerâ-mica, pedra, têxtil, compósitos de fibras, couro, vidro, fibras de vidro, lã devidro, lã mineral, materiais de construção ligados a minerais e a resina, taiscomo chapas de gesso e placas de cimento ou ripas para telhado e tambémcompósitos desses materiais. No contexto de uso de acordo com a invençãopara reacabamento, especialmente repintura automotiva, os substratoscompreendem um revestimento existente (cf. Rõmpp Lexikon Lacke undDruckfarben, Georg Thieme Veríag, Stuttgart, Nova Iorque, 1998 "revesti-mento existente").
Os materiais de imprimação preferidos da invenção são tambémadequados em princípio para aplicações externas de reacabamento, especi-almente repintura automotiva. Nesses casos eles são particularmente ade-quados para o revestimento de móveis, janelas, portas, o interior e exteriorde estruturas edificadas, e revestimento industrial, incluindo revestimento debobina, revestimento de recipientes, e a impregnação ou revestimento decomponentes elétricos. Dentro do contexto de revestimentos industriais elessão adequados para revestir virtualmente todas as peças de uso domésticoou industrial, tais como radiadores, utensílios domésticos, peças pequenasde metais tais como porcas e parafusos, calotas, aros de rodas, embalagensou componentes elétricos tais como enrolamento de motores ou enrolamen-tos de transformadores.
Onde os materiais de imprimação preferidos da invenção sãousados para repintura automotiva, os substratos são revestidos com um re-vestimento existente ou acabamento original.
Os materiais de imprimação preferidos da invenção, uma vezaplicados, exibem um comportamento de secagem e cura especialmentevantajoso. Por exemplo, eles podem ser secados em um procedimento parti-cularmente moderado sob temperatura ambiente por 15 minutos a 2 dias.Alternativamente, com vantagem, eles podem ser secos a 60°C por 10 minu-tos a 4 horas, em particular 30 minutos a 4 horas.
Os materiais de imprimação aplicados preferidos da invenção,particularmente os preparadores de superfície ou preparadores de superfíciepara revestidor da invenção, são revestidos úmidos-sobre-úmidos, no casode repintura automotiva, com um material de camada superior com doiscomponentes pigmentados usuais conhecidos, preferencialmente, após eva-poração rápida por 1 a 15 minutos, e em seguida a película de preparadoresde superfície ou película de preparadores de superfície para revestidor dainvenção e a película de camada superior são secas juntamente sob tempe-ratura ambiente ou sob temperaturas até 90°C, em forno de ar sob pressão,por exemplo, ou, no caso de áreas menores, usando um secador de cabeloou lâmpada infravermelha. Alternativamente, a película de preparadores desuperfície ou película de preparadores de superfície para revestidor da in-venção pode ser sobre-revestida, aplicada sobre camada úmida, se deseja-do, com um material de revestimento base usual conhecido e com um mate-rial de revestimento transparente usual conhecido. Subseqüentemente, aspelículas que não foram ainda curadas podem ser curadas.
Em geral, os materiais de imprimação da invenção são aplicadosem uma espessura de película úmida tal que a cura destes resulta em reves-timentos de preparadores de superfície ou revestimentos de preparadoresde superfície para revestidor da invenção que apresentam as espessuras depelículas que são necessárias e vantajosas para suas funções. As espessu-ras de película são preferencialmente de 20 a 200, mais preferencialmentede 25 a 180, muito preferencialmente de 30 a 150, e em particular de 35 a120 μm.
Além disso, as vantagens acima descritas dos materiais curadosda invenção, os revestimentos preparadores de superfície e revestimentospreparadores de superfície para revestidor da invenção exibem particular-mente boa capacidade de polimento e capacidade de sobre-revestimento.Exemplos inventivos e comparativos
Exemplo inventivo 1
A preparação do revestidor primário 1 sem cromo com baixo teor de zincoque inibe corrosão
O revestidor primário foi preparado misturando os seguintesconstituintes e homogeneização da mistura reacional:
- 14% em peso de uma solução de 60 por cento de concentra-ção de uma resina epoxídica (Epikote® 1001 de Resolution ou Hexiorí) emxileno/acetato de butila,
- 12% em peso da solução de um poliacrilato contendo hidroxila(Macrynal® SM15 3 de Cytec),
- 10% em peso de pigmento de hidrogenofosfato de cálcio (a1)(Heucophos® CHPde Heubach),
- 6,4% em peso de sílica amorfa modificada com cálcio (a2)(Shieidex® AC-3 de Grace),
- 3,5% em peso de pigmento de borossilicato de cálcio (a3) (Ha-iox® CW2230 de Lawrence Industries),
-1,5% em peso de um sal de zinco de um nitrocomposto orgâni-co (a4) (Heucorin® RZde Heubach),
- 2% em peso de sílica amorfa pirogênica (Aerosii® R972 deDegussa),
- 11% em peso de pigmento de dióxido de titânio (TI-PURE®R960 de Du Ponf),
- 1% em peso de pigmentos de tintagem comercialmente usu-ais,
- 10% em peso de sulfato de bário (Bianc fixe® N de Saehtle-berí),
-10% em peso de talco {Luzenac® 10M0 de Tale de Luzenae),
- 4% em peso de algodão de nitrocelulose (NC Wolle LSG decelulósicos Wolff, 30 por cento de concentração em acetato de butila),
- 1% em peso de uma mistura de aditivo (agente de controle defluxo, catalisador e promotor de adesão), e- 13,6% em peso de mistura de solventes com base em xile-no/acetato de butila.
A millbase I resultante foi livre de cromo e apresentava um teorde zinco de 0,66% em peso. Ela foi estável sob armazenagem e fácil de pro-cessar.
40 partes em volume da millbase I foram misturadas com 10 par-tes em volume de um diluente Ill com base em xileno e acetato de butila ecom 10 partes em volume de uma solução Il de poliisocianato de 50% deforça (grupos iminooxadiazinodiona contendo poliisocianato, Desmodur®XP2410 de Bayer Aktlengesellschaft, em xileno/acetato de butila. A misturaresultante foi subseqüentemente homogeneizada.
O material de imprimação apresentava uma vida de pote de vá-rias horas, a qual estava em harmonia com exigências práticas, e continuoumuito boa. O material era sem cromo e apresentava um teor de zinco bemabaixo de 0,66% em peso.
Exemplo Comparativo C1
A preparação do revestidor primário C1 contendo cromo. rico em zinco queinibe corrosão
Exemplo inventivo 1 foi repetido mas usando, em lugar de cons-tituintes (a1), (a2), (a3) e (a4), 16,5% em peso de fosfato de zinco com umteor de zinco de 55% a 57% em peso e um teor de cromo de 0,15% em peso(Heucophos® ZPZ de Heubach). O teor de zinco do revestidor primário re-sultante foi de 9,2% em peso.
Exemplo Inventivo 2 e exemplo comparativo C2
A produção do revestimento revestidor primário 2 sem cromo. com baixo teorde zinco e do revestimento revestidor primário C2 contendo cromo e zinco
Exemplo inventivo 2:
Revestidor primário 1 de exemplo inventivo 1 foi aplicado a pai-néis de teste de alumínio, ferro e aço galvanizado, em seguida flashed offpor uma hora e secados, e em seguida sobre-revestidos com um material decamada superior bicomponentes comercialmente usual da Linha 22 deBASF Coatings AG, após o que as duas películas foram secas juntamenteem ar sob temperatura ambiente por 12 horas ou em um forno de ar sobpressão a 60°C por 30 minutos.
Isso forneceu o revestimento revestidor primário 2 com umaes-pessura de película de 80 μηη, e uma camada superior com uma espessurade película de 60 μιτι.
Exemplo Comparativo C2:
Exemplo inventivo 2 foi repetido mas usando o revestidor primá-rio C1 de exemplo comparativo C1 em lugar de revestidor primário 1 de e-xemplo inventivo 1, e ajustando as espessuras da película úmida tal que orevestimento revestidor primário C2 apresentava uma espessura de películade 95 μπι, e as camadas superiores apresentavam uma espessura de pelí-cula de 50 μιη.
A Tabela compara as propriedades importantes de desempenhodos sistemas de tintas multicamadas de exemplo inventivo 2, compreenden-do revestimento, revestidor primário 2, e de exemplo comparativo C2, com-preendendo revestimento revestidor-surfacer C2. O sistema de tintas multi-camadas C2 de exemplo comparativo C2 é usado como referência, e para acomparação ele especifica se o sistema de tintas multicamadas 2, de exem-plo inventivo 2 desvia-se da referência, não de modo algum, ou não signifi-cativamente (classificação 0), na maneira de um aperfeiçoamento significati-vo (classificação +), na maneira de um aperfeiçoamento particularmentegrande (classificação ++), ou na maneira de uma deterioração significativa(classificação -).
Tabela: Comparação das propriedades de desempenho dos sistemas detinta multicamada de exemplo inventivo 2 e de exemplo comparativo C2 (re-ferência).
<table>table see original document page 22</column></row><table>Tabela: -continuação-
<table>table see original document page 23</column></row><table><table>table see original document page 24</column></row><table>
Os resultados compilados na tabela grifaram o efeito de controlede corrosão destacado dos revestimentos preparadores de superfície pararevestidor de exemplo inventivo 2 em uma variedade de substratos, com asoutras propriedades de desempenho importantes sendo muito amplamentemantidas.
Claims (16)
1. Mistura de pigmentos (A) sem cromo com baixo teor de zincoque inibe corrosão, compreendendo(a1) 30% a 60% em peso de pelo menos um pigmento de hidro-genofosfato de cálcio,(a2) 15% a 45% em peso de pelo menos um dióxido de silícioamorfo modificado com cálcio,(a3) 5% a 25% em peso de pelo menos um pigmento de borossi-Iicato de cálcio, e(a4) 1% a 15% em peso de pelo menos um sal de zinco de umnitrocomposto orgânico,com a condição de que o teor de zinco de (A) não exceda 10% em peso.
2. Mistura de pigmentos (A), de acordo com a reivindicação 1,contendo 35% a 55% em peso de (a1).
3. Mistura de pigmentos (A), de acordo com a reivindicação 1 ou-2, contendo 20% a 40% em peso de (a2).
4. Mistura de pigmentos (A), de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, contendo 10% a 20% em peso de (a3).
5. Mistura de pigmentos (A), de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 4, contendo 3% a 12% em peso de (a4).
6. Mistura de pigmentos (A), de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 5, seu teor de zinco não excedendo 7% em peso.
7. Processo para preparação de uma mistura de pigmentos (A)sem cromo com baixo teor de zinco que inibe corrosão, como definida emqualquer uma das reivindicações 1 a 6, processo este que compreende mis-turar seus constituintes uns como os outros para fornecer uma mistura depigmentos (A) separada, ou misturar seus constituintes (a1), (a2), (a3) e (a4)com outras substâncias, para uma fornecer uma mistura de pigmentos (A) insitu.
8. Uso da mistura de pigmentos (A) sem cromo com baixo teorde zinco que inibe corrosão, como definida em qualquer uma das reivindica-ções 1 a 6, ou da mistura de pigmentos (A) sem cromo com baixo teor dezinco que inibe corrosão, preparada pelo processo, como definido na reivin-dicação 7, para preparar materiais curáveis.
9. Uso, de acordo com a reivindicação 8, no qual os materiaiscuráveis são curáveis física, termicamente e/ou com radiação actínica.
10. Uso, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, no qual os mate-riais curáveis são materiais de imprimação.
11. Uso, de acordo com a reivindicação 9, no qual os materiaisde imprimação são revestidores, revestidores primários, preparadores desuperfície e regularizadores de surperfície.
12. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11,no qual os materiais curáveis são sistemas de dois componentes ou siste-mas multicomponentes.
13. Uso, de acordo com a reivindicação 12, no qual os sistemasde dois componentes ou sistemas multicomponentes compreendem(I) pelo menos um componente que contém grupos funcio-nais reativos com isocianato,(II) pelo menos um componente que compreende pelo me-nos um poliisocianato.
14. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13,no qual os materiais curáveis são usados para produzir materiais curados.
15. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 14,no qual os materiais curados são revestimentos principais e revestimentosintermediários.
16. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 15,no qual os materiais curáveis e os materiais curados são usados em acaba-mento automotivo.
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