BRPI0621121A2

BRPI0621121A2 - método para proteger um artigo e artigo

Info

Publication number: BRPI0621121A2
Application number: BRPI0621121-6A
Authority: BR
Inventors: Meghan L Mallozzi; Salvatore M Attaguile; David J Baratto
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2011-11-29
Also published as: EP1963430A4; AR058860A1; US20070148470A1; EP1963430A2; KR20080090432A; CN101341213B; RU2008119362A; CN101341213A; WO2007075334A3; CA2630583C; EP1963430B1; KR101332456B1; US7670683B2; CA2630583A1; RU2387682C2; WO2007075334A2

Abstract

MéTODO PARA PROTEGER UM ARTIGO E ARTIGO. A presente invenção trata de uma composição que inclui uma resina epóxi reticulável, um copolímero tribloco de poliestireno-polibutadieno- metacrilato de polimetila e um material de enchimento. O copolímero tribloco de poliestireno-polibutadieno-metacrilato de polimetita tem uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 a cerca de 1:1:1,5.

Description

"MÉTODO PARA PROTEGER UM ARTIGO E ARTIGO" Campo da Invenção

A presente invenção refere-se, em geral, ao campo dos revestimentos em epóxi para proteção contra corrosão. Em particular, a invenção se refere a revestimentos de epóxi mais flexíveis e resistentes a danos.

Antecedentes da Invenção

As resinas em pó e líquidas de epóxi ligado por fusão (FBE - "Fusion Bonded Epoxy") são, comumente, usados para proteção contra a corrosão de tubulações de aço e metais usadas nas indústrias de óleo, gás e construção. Estes revestimentos podem ser aplicados a uma variedade de partes para proteção contra a corrosão. Exemplos de aplicações incluemválvulas, bombas, braçadeiras, tubulações, suportes de cano, escadas, vergalhões, rede, cabos e fios, vigas em forma de i, bobinas de coluna, placas de ancoragem, cadeiras e similares.

O revestimento FBE deve ter propriedades físicas excelentes para minimizar danos durante o transporte, instalação e operação. O dano ao revestimento pode levar a uma potencial corrosão mais alta da superfície metálica que o revestimento está protegendo e pode, conseqüentemente, levar a uma diminuição de sua vida útil. Devido a possibilidade de penetração de partículas abrasivas no revestimento durante o transporte, este deve ter uma resistência maior à abrasão e à penetração. Adicionalmente, o revestimento deve ter alta resistência ao impacto durante o enterramento ou manuseio do equipamento durante a instalação. O substrato revestido freqüentemente é flexionado durante a instalação, por exemplo, para encaixar no contorno do terreno e deve ser flexível o bastante para prevenir danos ao revestimento. Ocasionalmente, as tubulações são colocadas no chão por perfuração direta e devem, portanto, ter resistência maior à abrasão. Em funcionamento, o revestimento pode ser exposto à água e outros produtos químicos e deve, portanto, ser resistente a estes produtos químicos, bem como ter bom descolamento catódico.

Houve inúmeras tentativas de se produzir revestimentos FBE mais resistentes a danos mecânicos. Normalmente, a espessura do revestimento como um todo é aumentada para proporcionar absorção de impacto e abrasão adicional. Entretanto, a medida que a espessura do revestimento aumenta, sua flexibilidade diminui. Outra abordagem convencional para aumentar a resistência a danos dos revestimentos consiste em aumentar a carga de enchimento. Entretanto, semelhantemente aos problemas com revestimentos mais espessos, a carga de enchimentos mais alta pode, radicalmente, diminuir a flexibilidade do revestimento FBE. Conforme anteriormente mencionado, a flexibilidade do revestimento é muito importante durante a instalação e o revestimento precisa ser flexível. Os revestimentos resistentes a danos, atualmente disponíveis, requerem um meio-termo entre robustez e flexibilidade.

BREVE SUMARIO DA INVENCAO

Em uma primeira modalidade exemplificadora da presente invenção, uma composição inclui uma resina epóxi reticulável, um copolímero tribloco de poliestireno-polibutadieno-metacrilato de polimetila e um material de enchimento. O copolímero tribloco de poliestireno-polibutadieno-metacrilato de polimetila tem uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 a cerca de 1:1:1,5.

Em outra modalidade, um método para proteger um artigo inclui o revestimento deste com uma composição e a cura da composição enquanto disposta sobre o artigo. A composição inclui uma resina epóxi reticulável, um copolímero tribloco de poliestireno-polibutadieno-metacrilato de polimetila e um material de enchimento. O copolímero tribloco de poliestireno-polibutadieno- metacrilato de polimetila tem, de preferência, uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 a cerca de 1:1:1,5.

Em ainda outra modalidade, um artigo inclui um substrato que tem uma superfície externa e um revestimento disposto sobre, ao menos, uma porção da superfície externa. O revestimento inclui uma resina epóxi reticulável e um copolímero tribloco de poliestireno-polibutadieno-metacrilato de polimetila, que tem uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 a cerca de 1:1:1,5. O revestimento está em conformidade com o teste de flexibilidade CSA Z245.20- 02-12.11 a -30°C.

Estes e outros aspectos do presente pedido estarão aparentes a partir da descrição detalhada abaixo. Entretanto, sob nenhuma hipótese, os sumários acima deverão ser interpretados como limitações do assunto, pois tal assunto é definido única e exclusivamente nas reivindicações em anexo e nas alterações que porventura ocorram durante um eventual litígio.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um revestimento disposto sobre um substrato de tubulação, de acordo com uma modalidade exemplificadora da presente invenção.

A Figura 2 mostra uma imagem que compara um revestimento de composição similar a um revestimento resistente a danos convencional e um revestimento formado, de acordo com uma modalidade exemplificadora da presente invenção.

Enquanto as figuras apresentam uma modalidade da invenção, outras modalidades também são contempladas, conforme observado na discussão. Em todos os casos, esta descrição apresenta a invenção a título de representação e destituída de caráter limitativo. Deve-se compreender que diversas outras modificações e modalidades, que se incluam no caráter e âmbito dos princípios da invenção, podem ser desenvolvidas pelos versados na técnica. As figuras podem não estar desenhadas em escala. Descrição Detalhada

A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um revestimento 10 da presente invenção em uso com um substrato, por exemplo, uma tubulação 12 O revestimento 10 é derivado de uma composição da presente invenção que aumenta a habilidade de alongamento do revestimento 10, sem afetar de forma negativa outras propriedades do revestimento, como a temperatura de transição vítrea do revestimento 10. A habilidade de alongamento do revestimento 10 resulta em um revestimento flexível, que é resistente a danos. O revestimento 10 pode ser um revestimento epóxi termofixo mono ou multicamada e pode ter alta resistência de absorção e impacto, tornando o revestimento 10 durável e capaz de resistir ao desgaste e à ruptura normal envolvida no transporte e no uso de uma tubulação 12 ou outro substrato. Dessa forma, modalidades exemplificadoras da presente invenção fornecem um revestimento 10 que é mais flexível e resistente a danos, que mantém a robustez necessária em ambientes extremos, como tubulações exteriores e canteiros de obra.

Estas características mencionadas acima tornam o revestimento 10 particularmente desejável para a proteção de tubulações, vergalhões e outros substratos metálicos, durante o transporte e uso em canteiros de obra até mesmo em condições ambientais extremas. Enquanto a Figura 1 é descrita em referência a uma tubulação como o substrato, o revestimento 10 pode ser aplicado em qualquer substrato metálico, em que se deseje ter como característica a resistência à corrosão, incluindo, mas não se limitando a: tubulações de aço, válvulas, bombas, braçadeiras, tubulações, suportes de cano, escadas, vergalhões, redes, cabos e fios, vigas em forma de i, bobinas de coluna, placas de ancoragem e cadeiras.

A composição do revestimento 10 inclui uma resina epóxi reticulável, um copolímero tribloco de poliestireno-polibutadieno-metacrilato de polimetila e um material de enchimento. O revestimento 10 formado da composição, tem alta resistência à abrasão e a impacto, bem como flexibilidade aumentada. Todas as concentrações da presente invenção são expressas em por cento em peso, salvo se determinado de outro modo. As concentrações de componentes adequadas na composição estão na faixa de cerca de 20% a cerca de 80% de resina epóxi reticulável, cerca de 1% a cerca de 20% de copolímero tribloco e cerca de 0,001% a cerca de 65% de enchimento, com base no peso composicional total da composição. Particularmente, concentrações de componentes adequadas na composição da presente invenção estão na faixa de cerca de 35% a cerca de 70% de resina epóxi reticulável, cerca de 5% a cerca de 15% de copolímero tribloco e cerca de 30% a cerca de 60% de enchimento, com base no peso composicional total da composição. Os versados na técnica apreciarão as faixas de concentrações de componentes adequadas, para se obter propriedades físicas comparáveis dos artigos fabricados.

Por exemplo, concentrações de componentes particularmente adequadas na composição para o substrato de tubulação, onde são requeridos mais resistência a danos e menos flexibilidade, estão na faixa de cerca de 30% a cerca de 70% de resina epóxi reticulável, cerca de 5% a cerca de 15% de copolímero tribloco e cerca de 30% a cerca de 60% de enchimento, com base no peso composicional total da composição. Além disso, cerca de 0,69% a cerca de 5% de um agente de cura pode ser utilizado Em outro exemplo, particularmente, concentrações de componentes adequadas na composição para o substrato de vergalhão, onde são requeridos mais flexibilidade e menos resistência a danos, estão na faixa de cerca de 50% a cerca de 80% de resina epóxi reticulável, cerca de 5% a cerca de 15% de copolímero tribloco e cerca de 3% a cerca de 30% de enchimento, com base no peso composicional total da composição. Além disso, pode ser utilizado cerca de 0,69% a cerca de 15% de um agente de cura.

Em uma modalidade preferencial, o copolímero tribloco tem uma razão de concentração de poliestireno-polibutadieno-metacrilato de polimetila de cerca de 1:1:1 a cerca de 1:1:1,5, com mais preferência cerca de 1:1:1.

Exemplos de resinas epóxi reticuláveis incluem, mas não se limitam a: -tipo 4, tipo 1, tipo 7 e tipo 9, resinas bis-A, resinas Novolak e resinas de alta temperatura. Um exemplo de uma resina epóxi reticulável, particularmente adequada, inclui, mas não se limita a: resinas fenol, 4,4'-(1- metil etilideno)polímero-bis com 2,2'-[(1-metil etilideno)bis(4,1-fenileno oximetileno)]bis[oxirano]. Exemplos de resinas de epóxi reticuláveis tipo 4 e Bis-A disponíveis no comércio incluem, mas não se limitam a: Epon 2004 e Epikote 3004, disponíveis junto à Hexion Specialty Chemicals, Incorporated, Houston, TX, EUA; DER 664 UE e DER 664 U, disponíveis junto à Dow Chemical Company, Midland, Ml, EUA; Epotec YD 903HE, disponível junto à Thai Epoxies, Bangkok, Thailand; NPES-904H, disponível junto à Kukdo Chemical Company, Limited, Seoul Korea; GT-6084, disponível junto à Huntsman Petrochemical Corporation, Port Neches, TX1 EUA.; 6004, disponível junto à Pacific Epoxy Polymers, Incorporated, Pittsfield, NH1 EUA; e XU DT 273, GT-9045 e GT-7074, disponíveis junto à Ciba Specialty Chemicals Corporation, Greensboro, NC, EUA. Exemplos disponíveis comercialmente de resinas de epóxi reticuláveis tipo 1 e Bis-A incluem, mas não se limitam a: Epon 1001F, disponível junto à Hexion Specialty Chemicals, Incorporated; DER 661, disponível junto à Dow Chemical Company; e GT-7071 e GT 9516, disponíveis junto à Ciba Specialty Chemicals Corporation.

Um exemplo de copolímero tribloco, particularmente adequado, inclui, mas não se limita a: poliestireno-polibutadieno-metacrilato de polimetila (SBM). Um exemplo de um copolímero tribloco SBM adequado, comercialmente disponível inclui, mas não se limita a, Nanostrength SBM E-20, disponível junto à Arkema1 Inc., Philadephia1 PA, EUA.

Exemplos de materiais de enchimento adequados incluem, mas não se limitam a: enchimentos inorgânicos, metassilicato de cálcio, sulfato de bário, silicato de alumínio, cálcio e sódio e carbonato de cálcio. Exemplos de materiais de enchimento adequados, comercialmente disponíveis incluem, mas não se limitam a: Vansil W 20 e W 50, disponíveis junto à Vanderbilt R.T. Company, Inc., Norwalk, CT, EUA; Minspar 3, 4, 7, e 10, disponíveis junto à Kentucky-Tennessee Clay Company, Mayfield, KY, EUA; Purtalc 6030, disponível junto à Charles B. Chrystal Co., Inc., New York, NY, EUA; Bariace B-30 e B-34 disponíveis junto à CIMBAR, Cartersville, GA, EUA; Feldspar G- 200, KT4, KT7 disponíveis junto à Feldspar Corporation, Atlanta, GA, EUA; e Busan 11-M1 disponível junto à Buckman Laboratories, Memphis, TN, EUA.

A composição do revestimento 10 pode também inclui materiais adicionais nas diversas concentrações, conforme o requerimento das necessidades individuais. Por exemplo, a composição pode incluir, também, curativos ou agentes de cura, pigmentos, catalisadores, agentes promotores de fluxo, cera, agentes fluidificantes e combinações destes.

Por exemplo, o revestimento pode incluir de cerca de 0,69% a cerca de 15% de um curativo ou agente de cura. Exemplos de curativos adequados incluem, mas não se limitam a: endurecedores fenólicos, diciandiamidas, imadazoles e dianidro de 3',4'-benzofenona tetracarboxílica. Exemplos de curativos adequados comercialmente disponíveis incluem, mas não se limitam a: Diciandiamido AB 04, disponível junto à Degussa Corporation, Parsippany, NJ, EUA; D.E.H. 85 e D.E.H. 87 Epoxy Curing Agent, disponível junto à Dow Chemical Corporation, Freeport, TX; e Amicure CG, Amicure CG-NA, Amicure CG-325, Amicure CG-1200, Amicure CG-1400, Dicyanex 200-X, Dicyanex 325, and Dicyanex 1200, disponível junto à Pacific Anchor Chemical Corporation, Los Angeles, CA, EUA. Exemplos de pigmentos adequados incluem pigmentos inorgânicos e orgânicos. Exemplos de pigmentos inorgânicos adequados incluem, mas não se limitam a: carbonatos, sulfuretos, silicatos, cromatos, molibdatos, metais, óxidos, sulfatos, ferrocianetos, carbono e sintéticos.

Exemplos de pigmentos orgânicos adequados incluem, mas não se limitam a: tipo azo, tipo vat e monoazo. Exemplos de pigmentos adequados, comercialmente disponíveis incluem, mas não se limitam a: Dióxido de titânio SMC 1108, disponível junto à Special Materials Company, Doylestown, PA, EUA e Ferroxide Brown 4171, disponível junto à Rockwood Pigments, Beltsville1 MS, EUA.

Exemplos de catalisadores adequados incluem, mas não se limitam a: imidazol, anidridos, poliamidas, aminas alifáticas e aminas terciárias. Exemplos de catalisadores, particularmente adequados incluem, mas não se limitam a: 2-metilimidazol e 2, 4, 6-tris dimetilaminaometil fenol. Um exemplo de um catalisador adequado, comercialmente disponível, inclui, mas não se limita a, Epi-Cure P103, disponível junto à Hexion Specialty Chemicals, Incorporated, Houston, TX, EUA.

Exemplos de agentes promotores de fluxo adequados incluem, mas não se limitam a: agentes de desgaseificação ou desespumantes, agentes de nivelamento e agentes umectantes. Exemplos de agentes promotores de fluxo adequados, comercialmente disponíveis incluem, mas não se limitam a: Resiflow PL 200, disponível junto à Estron Chemical, Incorporated, Calver City, KY, EUA.

Exemplos de ceras adequadas incluem, mas não se limitam a: cera de polietileno, cera sintética e politetraflouroetileno. Um exemplo de uma cera de polietileno comercialmente disponível inclui, mas não se limita a: MPP 620F, disponível junto à Micro Powders, Inc., Tarrytown, NY, EUA.

Exemplos de agentes fluidificantes adequados incluem sílicas pirolisadas como sílicas hidrofóbicas e hidrofílicas. Exemplos de sílicas pirolisadas hidrofóbicas comercialmente disponíveis incluem, mas não se limitam a: N20, T30, T40 disponíveis junto à Wacker Silicones, Adrian, Ml; e M5, HS5, E5H, e HP60 disponível junto à Cabot Corporation Tuscola, IL1 EUA.

Exemplos de sílicas pirolisadas hidrofílicas comercialmente disponíveis incluem, mas não se limitam a: H15 e H18 disponível junto à Wacker Silicones, Adrian, Ml, EUA; e CT1221 disponível junto à Cabot Corporation Tuscola, IL, EUA.

A composição do revestimento 10 tem sua flexibilidade e resistência à rachaduras aumentadas, quando flexionado. O copolímero tribloco permite que o revestimento 10 resista à rachaduras, quando flexionado a graus variáveis por diâmetro da tubulação (7PD), a temperaturas variáveis. As propriedades de flexibilidade das composições do revestimento 10 são medidas de acordo com um teste de flexão, fornecido abaixo na seção de exemplos do relatório descritivo. Tal como é mostrado abaixo, modalidades exemplificadoras do revestimento 10 estão de acordo com o Teste de Flexibilidade CSA Z245.20-02-12.11 a -30°C. Além disso, a observação de nenhuma rachadura após a flexão de uma amostra revestida com a composição do revestimento 10 por 47PD a -30°C, serve como exemplo de que a flexibilidade aumentou. - Devido à flexibilidade da composição do revestimento 10 ter sido aumentada, este será menos quebradiço e propenso a danos durante o transporte e o uso. O revestimento 10 é, dessa forma, mais durável e capaz de resistir a situações irregulares como flexão, até mesmo, em condições extremas como a uma temperatura de -30 graus Celsius (°C).

Por exemplo, a FIGURA 2 mostra uma imagem de um revestimento 24 (que tem a mesma composição conforme os exemplos comparativos C e D, abaixo) e uma imagem de um revestimento 20, que compreende um revestimento produzido de acordo com a descrição do revestimento 10 descrito acima. A FIGURA 2 mostra os revestimentos 24 e 20 após terem sido sujeitados a um teste de flexão de 4°/PD a -30°C. Como pode ser visto na FIGURA 2, o revestimento 24 tem numerosas rachaduras horizontais, que podem ser observadas pelo olho humano. Por outro lado, o revestimento 20 não tem rachaduras que possam ser observadas.

A composição do revestimento 10 tem, também, resistência à abrasão e impacto adequada. A resistência à abrasão e a impacto das composições exemplificadoras do revestimento 10 é medida de acordo com um teste de abrasão e um teste de resistência a impacto, fornecido abaixo na seção de exemplos do relatório descritivo. Observou-se que nem a resistência a impacto, nem a resistência à abrasão foi negativamente afetada com a adição do copolímero tribloco SBM. De acordo com uma modalidade exemplificadora, pode-se fornecer um revestimento FBE em que o usuário não tenha mais que achar um meio termo entre flexibilidade e robustez. A resistência aos danos mecânicos do revestimento 10 é tão efetiva quanto a resistência aos danos mecânicos dos revestimentos resistentes a danos convencionais. Além disso, o revestimento 10 teve sua flexibilidade aumentada quando comparado aos revestimentos resistentes a danos convencionais.

O revestimento 10 pode ser produzido usando um processo de mistura ou extrusão. Em uma modalidade exemplificadora, as resinas, enchimento e o copolímero tribloco (e, para este exemplo, curativos, catalisadores, pigmentos e agentes para controle de fluxo) são misturados a seco em um misturador de alto cisalhamento (Thermo Prism model #B21R 9054 STR/2041) a cerca de 4000 revoluções por minuto (rpm). Após uma pré- mistura, as amostras são misturadas em estado fundido usando uma extrusora de rosca dupla co-rotativa de vinte polegadas, modelo #MP-2019 15;1 com 17 a 90 blocos e 2 a 60 bloco, a uma velocidade na faixa de cerca de 50 a 60 gramas por minuto. O material extrudado é, então, triturado e, um agente fluidificante, no caso sílica pirolisada, é adicionado a porcentagem em peso, desejada. A formulação final é, então, misturada novamente usando um misturador de alto cisalhamento a 4000 rpms. Após a mistura, o material é passado através de uma tela usando uma peneira com uma tela de malha 60.

O epóxi em pó seco foi então usado como revestimento em superfícies de aço termo-laminado pré-aquecidas, (221°C (430°F)), jateadas com areia grossa, com acabamento de metal quase branco, usando um leito fluidizado. O acabamento de metal quase branco representa superfícies de metal que são jateadas para removerem uma proporção substancial de sujeira, carepas, produtos de corrosão por ferrugem, óxidos, tinta e outras matérias estranhas. O revestimento é, então, revestido a uma espessura de cerca de 0,5 mm (0,02 polegadas). As barras revestidas são, então, curadas posteriormente por dois minutos em um forno a 204°C (400°F) e, bruscamente arrefecidas com água por dois minutos.

Dessa forma, as modalidades exemplificadoras da presente invenção fornecem uma composição de revestimento que é mais flexível e resistente a danos, que fornece resistência à corrosão para tubulação (vergalhão e outros substratos).

Procedimentos de Análise ε Caracterização de Propriedade Várias técnicas analíticas estão disponíveis para a caracterização do revestimento da presente invenção. Várias destas técnicas são empregadas na presente invenção. A seguir, uma explicação sobre tais técnicas.

Exemplos

A presente invenção é, mais particularmente, descrita nos exemplos a seguir, os quais têm o propósito apenas ilustrativo, uma vez que inúmeras modificações e variações dentro do escopo da presente invenção estarão evidentes aos versados na técnica. Exceto onde especificado em contrário, todas as partes, porcentagens e razões relatadas nos exemplos a seguir estão sobre uma base de peso, e todos os reagentes usados nos exemplos foram obtidos, ou estão disponíveis, junto a fornecedores de produtos químicos gerais descritos acima ou podem ser sintetizados por técnicas convencionais.

MATERIAIS USADOS

EPON 2004 e EPON 1001F: resinas epóxi, disponíveis junto à Hexion Specialty Company, Houston, TX, EUA.

Diciandiamida AB 04: um curativo diciandiamida, disponível junto à Degussa Corporation, Parsippany, NJ, EUA.

D.E.H. 85: um endurecedor fenólico, disponível junto à Dow Chemical Co., Freeport, TX, EUA.

Feldspato G-200: um material de enchimento inorgânico, disponível junto à Kentucky-Tennessee Clay Company, Mayfield, KY, EUA.

Vansil W20: um material de enchimento inorgânico, disponível junto à R.T. Vanderbilt Chemicals, Norwalk CT, EUA.

Wollastokup 10012: um material de enchimento inorgânico, disponível junto à NYCO Minerais Inc., Wilsboro, NY, EUA

Huberbrite 10: um material de enchimento inorgânico, disponível junto à J.M. Huber Corporation, Macon, GA, EUA.

Zeeospheres G-800, Zeeospheres G-600: um material de enchimento disponível junto à Zeelon Industries, St Paul, MN, EUA.

Nanostrength SBM E-20: um 1,3-butadieno, estireno, polímero de metacrilato de metila que têm uma razão entre cerca de 1:1:1 a cerca de 1:1:1,5 de estireno:butadieno:metacrilato de metila, disponível junto à Arkema, Incorporated, Philadelphia, PA, EUA.

Nanostrength SBM E-40: um 1,3-butadieno, estireno, polímero de metacrilato de metila que têm entre uma razão de cerca de 3:1:2 de estireno:butadieno:metacrilato de metila, disponível junto à Arkema, lncorporated, Philadelphia1 PA, EUA.

Nanostrength ΒΑ/ΜΜΑ Μ-22: um copolímero tribloco MAM que tem uma razão de cerca de 3:2 de acrilato de butila:metacrilato de metila, disponível junto à Arkema, lncorporated Philadelphia, PA, EUA.

Epi-Cure P103: um catalisador, disponível junto à Hexion

Specialty Chemicals, Houston, TX, EUA.

SMC 1108: um pigmento, disponível junto à Special Materials Company, Doylestown, PA, EUA.

Ferroxide Brown 4171: um pigmento, disponível junto à Rockwood Pigments, Beltsville, MD, EUA.

Resiflow PL 200, PF 67, Resiflow PH -240, Resiflow PH-241, Resiflow P-65F, Resiflow LFMBE-6, Octoflow St-70: agentes para controle de fluxo, disponível junto à Estron Chemical, lncorporated, Calvert City, KY, EUA.

Modaflow III: um agente para controle de fluxo disponível junto à Synthron Inc., St. Louis, MO, EUA).

MPP 620F: uma cera de polietileno, disponível junto à Micro Powders, lncorporated, Tarrytown, NY1 EUA.

M5, MS-5, CT-1111G, CT-1110F, CT-1221, EH-5, TS-720: sílicas pirolisadas, disponível junto à Cabot Corp., Tuscola, IL, EUA. 20 Aluminiumoxid C: alumina pirolisada disponível junto à Degussa Corp., Parsippany, NJ1 EUA.

HDK H-18, HDK T-30: sílicas pirolisadas disponíveis junto à Wacker Silicones Corporation, Adrian Ml, EUA.

Os seguintes métodos de teste foram usados para caracterizar os filmes produzidos nos exemplos:

Teste de Flexibilidade da Canadian Standards Association (CSA) Z245.20- 02-12.11

Esse teste é uma medição da habilidade para resistir à deformação, durante uma alteração de dimensão do substrato, ao ser submetido a uma flexão de até 3 graus por diâmetro da tubulação (3°/PD). As amostras de barra de aço quente cilíndricas de 9,7 mm (3/8") por 25,4 mm (1") por 203,2 mm (8") foram primeiramente aquecidas em um forno a 221 °C, por entre trinta minutos e duas horas. As amostras foram, então, removidas e revestidas com entre cerca de 0,46 mm (0,018 polegadas) e cerca de 0,58 mm (0,023 polegadas) da composição. As barras foram, então, pós curadas em um forno por cerca de dois minutos a 204°C. Após serem removidas do forno, as barras foram curadas ao ar por cerca de um minuto e, então, bruscamente arrefecidas com água por cerca de dois minutos para atingir a temperatura ambiente. No momento em que as barras atingiram a temperatura ambiente, elas foram colocadas em um congelador a -30°C durante duas horas. As barras foram, então, flexionadas, usando um flexionador de barra automatizado, em vários graus por diâmetro da tubulação e observadas com respeito ao craqueamento. A barra foi flexionada de modo que a operação continuou por não mais que dez segundos e se completou dentro de trinta segundos, a partir do momento em que a barra foi removida do congelador. Quaisquer rachaduras observadas na metade da polegada do topo do revestimento não foram consideradas.

Teste de Goiva

Esse teste é uma medição de quão profundo o revestimento é penetrado, aplicando-se uma carga específica ao longo de uma distância específica. As amostras foram testadas em três temperaturas: -30°C, 23°C e 60°C. Permitiu-se que a talhadeira de corte duplo 3M permanecesse na temperatura desejada por, ao menos, 30 minutos antes do teste. As amostras foram fixadas, primeiro, entre as garras inferiores de uma Instron 5500R modelo 1122, e, então, presas com o torque desejado no dispositivo que contém uma broca cônica de duplo corte. A velocidade de tração foi ajustada a 25 cm (IOpoIegadas) por minuto e cada goiva era 2,5 cm (1 pol.) em comprimento. A profundidade de penetração foi medida em mils (milésimos de polegada).

Teste de Impacto ASTM G14-88

Esse teste é uma medição de resistência a impacto exibido por uma amostra revestida com a composição. Um peso fixo é verticalmente preso e solto de alturas variáveis acima da amostra, para produzir energias de impacto ao longo de uma faixa especificada. AS alturas de teste adjacentes ficaram em incrementos fixos. Quaisquer rachaduras no revestimento foram detectadas por uma inspeção elétrica. Se a película de revestimento foi penetrada na queda inicial, o próximo teste foi executado em uma altura mais baixa. Se a película de revestimento não foi penetrada na queda inicial, o segundo teste foi executado em uma altura mais alta. Este procedimento foi repetido 20 vezes. A resistência a impacto foi determinada conforme a quantidade de energia requerida para penetrar a película de revestimento.

Exemplo 1 E Exemplos Comparativos A, B ε C

O exemplo 1 é uma composição preparada de acordo com uma modalidade exemplificadora da presente invenção, com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, EPON 1001F, Diciandiamida AB 04, Feldspato G-200, Nanostrength E-20, Epi-cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F e Wacker HDK T30, conforme fornecidos na Tabela 1. Os exemplos comparativos AeB são composições comparativas com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, EPON 1001F, Diciandiamida AB 04, Feldspato G- 200, Nanostrength E-40 e M22, respectivamente, Epi-Cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F e Wacker HDK T30, conforme fornecido na Tabela 1. O exemplo comparativo C é uma composição comparativa com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, EPON 1001F, Dicy1 Feldspato G-200, Epi-Cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F e Wacker HDK T30, que são fornecidas, também, na Tabela 1.

O exemplo 1 e os exemplos comparativos AaC foram produzidos usando um processo de mistura e extrusão. Uma amostra de revestimento foi preparada pela misturação a seco de resinas, curativo, enchimento, copolímero tribloco, catalisadores, pigmentos e agentes para controle de fluxo, para a porcentagem em peso correta, em relação à Tabela 1, em um misturador de alto cisalhamento (Thermo Prism modelo #B21R 9054 STR/2041) a cerca de 4000 revoluções por minuto (rpm). No exemplo 1 e nos exemplos comparativos A e Β, o copolímero tribloco foi adicionado no lugar do enchimento para manter a composição total em 100%. Após a pré-mistura, as amostras foram misturadas em estado fundido, usando uma extrusora de rosca dupla co- rotativa de vinte polegadas modelo #MP-2019 15;1 com 17 a 90 blocos e 2 a 60 blocos a uma velocidade na faixa de cerca de 50 a 60 gramas por minuto. O material extrudado foi, então, triturado e adicionou-se sílica pirolisada ao percentual em peso desejado. A formulação final foi, então, misturada novamente usando um misturador de alto cisalhamento a 4000 rpm. Após a mistura, o material foi passado através de uma tela usando uma peneira com uma tela de malha 60. O epóxi em pó seco foi então usado como revestimento em superfícies de aço termo-laminado pré-aquecidas(221°C (430°F)), jateadas por areia grossa, com acabamento de metal quase branco, usando um leito fluidizado. O revestimento foi, então, aplicado com uma espessura de cerca de 0,51 mm (0,02"). As barras revestidas foram, então, curadas posteriormente por dois minutos em um forno a 204°C (400°F) e bruscamente arrefecidas com água por dois minutos.

As amostras revestidas com as composições do exemplo 1 e dos exemplos comparativos A, B e C foram testadas para flexibilidade a -30°C. A tabela 1 fornece as concentrações da composição e o número de rachaduras observadas nos revestimentos, após serem submetidos a um teste de flexão de 4 graus por diâmetro da tubulação (7PD - "pipe diameter") (mesmo mais do que 3°/extremidade superior do PD quanto a Teste de Flexibilidade CSA Z245.20-02-12.11) conforme analisada de acordo com o método discutido acima, do exemplo 1 e os exemplos comparativos A, B e C.

Tabela 1

<table>table see original document page 18</column></row><table> Os dados fornecidos na Tabela 1 ilustram a flexibilidade aprimorada do exemplo 1, provavelmente devido à adição de um copolímero tribloco que tem uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila. Enquanto não se observou rachaduras no revestimento do exemplo 1, foram observada várias delas nos revestimentos dos exemplos comparativos de A a C. Em particular, o revestimento do exemplo comparativo A exibiu 14,7 rachaduras. O revestimento do exemplo comparativo B exibiu 23,7 rachaduras e o revestimento do comparativo C exibiu 27,4 rachaduras. A razão pela qual o revestimento do exemplo 1 não exibiu quaisquer rachaduras após ser flexionado a cerca de 4°/PD, pode ser, em parte, devido à presença de Nanostrength SBM E-20 na composição e, em particular, devido à presença e a quantidade de butadieno no Nanostrength SBM E-20.

Uma diferença nas composições do exemplo 1 e dos exemplos comparativos AeB, foi a quantidade de copolímero tribloco, que tem uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila. O Nanostrength SBM E-40 do exemplo comparativo A não forneceu flexibilidade aumentada provavelmente devido à razão mais baixa de polibutadieno e a razão mais alta de poliestireno na composição, que pode ser vista na Tabela 1. O Nanostrength BA/MMA M-22 presente no exemplo comparativo B não forneceu, também, flexibilidade aumentada, provavelmente, porque este contém somente metacrilato de metila e não contém butadieno. O exemplo comparativo C não contém qualquer copolímero tribloco e exibiu o maior número de rachaduras.

Exemplos 2 ε 3 ε Exemplo Comparativo D

Os exemplos 2 e 3 são composições da presente invenção com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, EPON 1001F, Diciandiamida AB 04, Feldspato G-200, Nanostrength E-20, Epi-Cure Ρ103, SMC1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F e Wacker HDK T30, conforme fornecido na Tabela 2. O exemplo comparativo D é uma composição comparativa com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, EPON 1001F, Diciandiamida AB 04, Feldspato G-200, Nanostrength SBM E-20, Epi-Cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F e Wacker HDK T30, conforme fornecido na tabela 2.

Os exemplos 2 e 3 e o exemplo comparativo D foram produzidos usando o mesmo método do exemplo 1, exceto pela adição de copolímero de tribloco com uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila, no lugar de material de enchimento, o copolímero tribloco foi adicionado no Iugarda resina epóxi.

As amostras revestidas com as composições dos exemplos 2 e 3 e do exemplo comparativo D foram testadas para resistência à goiva, flexibilidade e análise térmica (usando um teste de calorimetria de varredura diferencial). A Tabela 2 fornece as concentrações da composição e os resultados dos testes de calorimetria de varredura diferencial, goiva e flexibilidade para os exemplos 2 e 3 e exemplos comparativos D.

TABELA 2

<table>table see original document page 20</column></row><table> <table>table see original document page 21</column></row><table>

A temperatura de transição vítrea (Tg1) do pó e a temperatura de

transição vítrea Tg2 do revestimento não foram afetadas pela adição de copolímero tribloco com uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila, o que pode ser visto nos dados da Tabela 2, quando se compara os exemplos 2 e 3 e o exemplo comparativo D. A profundidade da goiva não foi, também, afetada pela adição de copolímero tribloco com uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila. As diferenças nas profundidades da goiva foram relativamente desprezíveis quando testadas à temperatura ambiente. As características de flexibilidade dos revestimentos foram afetadas pela adição de copolímero de bloco com uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila. Observou-se um aumento na flexibilidade de 20 a 0 rachaduras nos exemplos 2 e 3, com a adição de 5% de copolímero tribloco. Dessa forma, a adição de um copolímero tribloco que tem uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno.polibutadieno.metacrilato de polimetila, pode aumentar a flexibilidade dos revestimentos sem afetar negativamente outras propriedades, como a temperatura de transição vítrea e a profundidade da goiva.

Exemplo 4 ε Exemplo Comparativo E

O exemplo 4 é uma composição comparativa da presente invenção com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, EPON 1001F, D.E.H. 85, Feldspato G-200, Nanostrength E-20, Epi-Cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F e Wacker HDK T30, conforme fornecido na Tabela 3. O exemplo comparativo E é uma composição comparativa com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, EPON 1001F, D.E.H. 85, Feldspato G-200, Epi-Cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F e Wacker HDK T30, conforme fornecido também na Tabela 3. O exemplo 4 e o exemplo comparativo E foram preparados usando o mesmo método, conforme discutido acima no exemplo 1.

As amostras revestidas com as composições do exemplo 4 e do exemplo comparativo E foram testadas por impacto e flexibilidade. A Tabela 3 fornece as concentrações dos materiais nas composições em porcentagem em peso e, a resistência a impacto dos revestimentos usando o teste de resistência a impacto ASTM G14-88, conforme analisado de acordo com o método discutido acima, para amostras revestidas com as composições do exemplo 4 e do exemplo comparativo E.

Tabela 3

<table>table see original document page 23</column></row><table> Após ser constatado que o copolímero tribloco com uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila exibiu aumento na flexibilidade, sem afetar negativamente a resistência à abrasão através dos teste de goiva e a temperatura de transição vítrea, a energia de impacto da composição foi determinada a medida que se comparou um revestimento similar na composição a um revestimento resistente a danos atual. Como pode ser visto nos resultados da energia de impacto mostrados na Tabela 3, o exemplo 4 tem, ao menos, uma energia de impacto tão boa quanto, ou até mesmo melhor, que a composição do exemplo comparativo Ε. A energia de impacto da composição do revestimento do exemplo 4 não foi afetada (ou foi um pouco melhor), provavelmente, devido à adição do copolímero tribloco.

Nota-se, também, que os exemplos de 1 a 4 estão todos em conformidade com o Teste de Flexibilidade CSA Z245.20-02-12.11 (37PD a - 30°C), enquanto algumas rachaduras menores foram observadas a 4°/PD a -30°C para alguns exemplos.

Exemplos 5 a14 ε Exemplo Comparativo F Os exemplos 5 a 14 são composições da presente invenção com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, Diciandiamida AB 04, Feldspato G-200, Nanostrength E-20, Epi-Cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F, Cabot M5, Cabot MS-5, Cabot CT-1111G, Cabot CT-1110F, Cabot CT-1221, Aluminiumoxid C, EH-5,TS-720, HDK H-18 e Wacker HDK T30, conforme fornecido na Tabela 4, com cada exemplo possuindo um tipo de agente fluidificante diferente, conforme mostrado na Tabela 5. O exemplo comparativo Fé uma composição comparativa com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, Diciandiamida AB 04, Feldspato G-200, Nanostrength SBM E-20, Epi-Cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F e Cabot HDK T30, conforme fornecido na Tabela 4.

Os exemplos de 5 a14 e o exemplo comparativo F foi produzido usando o mesmo método, conforme o exemplo 2, exceto pela temperatura de pré-aquecimento das barras que foi de 238°C (460°F) e a amostra experimental foi revestida conforme uma camada de revestimento dupla ao longo do Scotchkote 6233, revestida a uma espessura de1,52 mm (006 polegadas).

As amostras revestidas com as composições dos exemplos de 5 a 14 e do exemplo comparativo F foram testadas por impacto e flexibilidade. A Tabela 4 fornece as concentrações da composição e a Tabela 5 fornece os resultados dos testes de flexibilidade para os exemplos de 5 a 14 e o exemplo comparativo F.

Tabela 4

<table>table see original document page 25</column></row><table>

Tabela 5

<table>table see original document page 25</column></row><table> <table>table see original document page 26</column></row><table>

As características de flexibilidade dos revestimentos foram afetadas pela adição de copolímero tribloco com uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila. Observou-se um aumento na flexibilidade de 20 a 0 a 3 rachaduras nos exemplos de 5 a 14, com a adição de 5% de copolímero tribloco. Dessa forma, a adição de um copolímero tribloco, que tem cerca de 1:1:1 de razão de concentração de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila pode aumentar a flexibilidade dos revestimentos. Além disso, a flexibilidade é relativamente independente ao tipo de agente fluidificante usado.

Exemplos de 15 a 20 ε Exemplo Comparativo G Os exemplos de 15 a 20 são composições da presente invenção com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, Diciandiamida AB 04, Feldspato G-200, Vansil W 20, Wollastokup, Huberbrite 10, Zeeospheres G-800, Zeeospheres G-600 Nanostrength E-20, Epi-Cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F e Aluminiumoxid C, conforme fornecido na Tabela 6, com cada exemplo possuindo um tipo diferente de enchimento, conforme mostrado na Tabela 7. O exemplo comparativo G é uma composição comparativa com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, Diciandiamida AB 04, Feldspato G-200, Nanostrength SBM E-20, Epi-Cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F e Aluminumoxid C, conforme fornecido na Tabela 6.

Os exemplos de 15 a 20 e o exemplo comparativo G foram produzidos usando o mesmo método conforme os exemplos de 5 a 14. As amostras revestidas com as composições dos exemplos de 15 a 20 e do exemplo comparativo G foram testadas por flexibilidade. A Tabela 6 fornece as concentrações da composição e a Tabela 7 fornece os resultados dos testes de flexibilidade para os exemplos de 15 a 20 e exemplo comparativo G.

Tabela 6

<table>table see original document page 27</column></row><table> Tabela 7

<table>table see original document page 28</column></row><table>

As características de flexibilidade dos revestimentos foram afetadas pela adição de copolímero tribloco com uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila. Observou-se um aumento na flexibilidade de 27 a 2 a 20 rachaduras nos exemplos de 15 a 20, com a adição de 5% de copolímero tribloco. Dessa forma, a adição de um copolímero tribloco com uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila, pode aumentar a flexibilidade dos revestimentos, com habilidade para usar várias cargas.

EXEMPLOS DE 21 A 28 E EXEMPLO COMPARATIVO H

Os exemplos de 21 a 28 são composições da presente invenção com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, Diciandiamida AB 04, Feldspato G-200, Nanostrength E-20, Epi-Cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, Modaflow III, BYK 360P, Resiflow PH240, Resiflow PH241, Resiflow P-65F, Octoflow St-70, Resiflow LFMBE-6, PF 67, MPP 620F-e Aluminiumoxid C, conforme fornecido na Tabela 8, com cada exemplo que tem um tipo de agente de controle de fluxo, conforme mostrado na Tabela 9. O exemplo comparativo H é uma composição comparativa com concentrações de componente (em por cento em peso) de EPON 2004, Diciandiamida AB 04, Feldspato G-200, Nanostrength SBM E-20, Epi-Cure P103, SMC 1108, Ferroxide Brown 4171, Resiflow PL-200, MPP 620F e Wacker HDK t-30, conforme fornecido na Tabela 8.

Os exemplos de 21 a 28 e o exemplo comparativo H foram produzidos usando o mesmo método conforme os exemplos de 5 a 14. As amostras revestidas com as composições dos exemplos de 21 a 28 e do exemplo comparativo H foram testadas por flexibilidade. A Tabela 8 fornece as concentrações da composição e a Tabela 9 fornece os resultados dos testes de flexibilidade para os exemplos de 21 a 28 e exemplo comparativo H.

Tabela 8

<table>table see original document page 29</column></row><table> Tabela 9

<table>table see original document page 30</column></row><table>

As características de flexibilidade dos revestimentos foram afetadas pela adição de copolímero tribloco com uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila.

Observou-se um aumento na flexibilidade de 10 a 1 a 4 rachaduras nos exemplos de 21 a 28, com a adição de 5% de copolímero tribloco. Dessa forma, a adição de um copolímero tribloco, que tem uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 de poliestireno:polibutadieno:metacrilato de polimetila, pode aumentar a flexibilidade dos revestimentos, com habilidade para usar vários agentes para controle de fluxo.

Muito embora a presente invenção tenha sido descrita com referência às modalidades preferidas, os versados na técnica reconhecerão que as alterações podem ser feitas na forma e detalhes sem que se desvie do escopo da invenção.

Claims

1. MÉTODO PARA PROTEGER UM ARTIGO, caracterizado pelo fato de compreender: - revestimento do artigo com uma composição que compreende: uma resina epóxi reticulável; um copolímero tribloco de poliestireno- polibutadieno-metacrilato de polimetila que tem uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 a cerca de 1:1:1,5; um material de carga e - cura da composição enquanto disposta sobre o artigo.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a resina epóxi reticulável constitui cerca de 20% a cerca de 80% em peso da composição.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a resina epóxi reticulável constitui cerca de 35% a cerca de -50% em peso da composição.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o copolímero tribloco constitui cerca de 1% a cerca de 20% em peso da composição.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material de carga constitui cerca de 0,001% a 65% em peso da composição!

6. ARTIGO, caracterizado pelo fato de compreender: - um substrato que tem uma superfície externa, e - um revestimento disposto sobre pelo menos uma porção da superfície externa, sendo que o revestimento compreende: uma resina epóxi reticulável, e um copolímero tribloco de poliestireno- polibutadieno-metacrilato de polimetila que tem uma razão de concentração de cerca de 1:1:1 a cerca de 1:1:1,5; sendo que o revestimento está em conformidade com o teste de flexibilidade CSA Z245.20-02-12.11 a -30°C.

7. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a resina epóxi reticulável constitui cerca de 20% a cerca de -70% em peso do revestimento.

8. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a resina epóxi reticulável constitui cerca de 30% a cerca de -50% em peso do revestimento.

9. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o copolímero tribloco constitui cerca de 1% a cerca de 20% em peso do revestimento.

10. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender, ainda, um material de carga.

11. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o material de carga constitui cerca de 0,001% a 65% em peso do revestimento.

12. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o substrato compreende aço.

13. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o substrato compreende um dentre tubos, tubulações de aço, válvulas, bombas, braçadeiras, tubos de distribuição, suportes de tubulações, escadas, vergalhões, redes, cabos e fios, vigas em forma de i, bobinas de coluna, placas de ancoragem e cadeiras.