BRPI0621828A2 - chapa de aço revestida - Google Patents

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BRPI0621828A2
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BRPI0621828-8A
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Motohiro Sasaki
Junpei Karoji
Atsushi Morishita
Akira Takahashi
Hiroshi Kanai
Masahiro Fuda
Koichi Saito
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Nippon Steel Corp
Nippon Paint Co Ltd
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Abstract

CHAPA DE AçO REVESTIDA. é um objetivo da presente invenção fornecer umChapa de aço revestida, cujas propriedades tais como resistência ao descascamento com fita, resistência ao solvente, resistência alcalina e resistência à abrasão sejam melhoradas. UmChapa de aço revestida com um revestimento composto, onde o mencionado revestimento composto compreende uma resina composta (A) na qual partículas de resina poliuretano (A-1) e partículas de resina de copolimerização etileno-ácido carboxílico não saturado (A-2), tendo respectivamente um diâmetro médio de partícula de 20 a 100 nm e um grupo silanol e/ou um grupo alcoxissilila, estão contidas em uma razão de massa de 20:80 a 90:10 e partículas de óxido de silício (A-3) tendo um diâmetro médio de partícula de 5 a 20 nm e um composto orgânico de titânio (A-4) são combinados, partículas de cera de poliolefina (B) tendo um diâmetro médio de partícula de 0,5 a 4 <109>m e um ponto de amolecimento de 100 a 140<198>C, e partículas de óxido de silício (C) tendo um diâmetro médio de partícula de 70 a 200 nm, e onde a quantidade de revestimento do mencionado revestimento composto é 0,5 a 3 g/cm^ 2^.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA DE AÇO REVESTIDA".
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção refere-se a uma chapa de aço revestida.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA
Até aqui, para chapas de aço revestidas de zinco, chapas de aço revestidas de alumínio e similares, um tratamento de prevenção contra a ferrugem por cromato, que usa cromato hexavalente, foi amplamente aplica- do e, conforme requerido, essas chapas de aço foram revestidas com uma resina orgânica ou, em adição a isso, foram revestidas no topo com várias composições de revestimentos para fornecer um maior grau de resistência à corrosão, uma propriedade contra impressões digitais uma propriedade con- tra arranhões e oleosidade.
Em anos recentes, há movimentos para regulamentar ou proibir tratamentos com cromato que até hoje foram aplicados a materiais de aço através de uma lei contra o fundamento de se aumentar os casos ambien- tais. Uma vez que uma camada tratada com cromato em si mesma tem um alto grau de resistência à corrosão e uma propriedade de adesão de tinta, se esse tratamento de cromato não puder ser executado espera-se que essas propriedades sejam significativamente deterioradas. Consequentemente, foi desejado formar uma camada de prevenção contra a ferrugem tendo boa resistência à corrosão e uma boa propriedade de adesão a uma tinta por um tratamento de uma única etapa com uma resina orgânica sem a execução da preparação da superfície por um tratamento com cromato.
Na publicação de patente japonesa 2001-164182, são descritos um agente de revestimento contra a ferrugem contendo uma composição de resina flutuante obtida pela reação de uma composição contendo uma resina poliuretano flutuante, uma resina poliolefina flutuante, sílica dispersível em água e um agente de ligação silano e/ou um condensado de seu hidrolisado, um composto contendo um grupo tiocarbonila e um íon de fosfato, um méto- do de prevenção de ferrugem de revestir com esse agente de revestimento de prevenção contra ferrugem, e um material metálico, ao qual a prevenção de ferrugem é aplicada, revestido com o agente de prevenção contra a fer- rugem. Entretanto, de acordo com o método acima, há problemas de que uma vez que a reação do agente de ligação silano com a respectiva resina é insuficiente, o grau de combinação entre os respectivos componentes em um revestimento a ser formado é baixo e portanto a resistência ao solvente e a resistência alcalina são baixas.
Na publicação de patente japonesa 2001-199003, é descrita uma chapa de aço revestida tendo um revestimento composto contendo du- as espécies de resina tendo diferentes parâmetros de solubilidade e compo- nentes inorgânicos. Entretanto, porque é formado um revestimento inade- quadamente com encadeamento cruzado, há um problema de sofrerem grandes danos em um teste de fricção de solvente.
Na publicação de patente japonesa 2001-214283, é descrita uma chapa de aço revestida à base de zinco com superfície tratada, que tem uma camada de revestimento formada pela aplicação de uma composição flutuante contendo um composto metálico, uma resina orgânica solúvel em água e um ácido na superfície de uma chapa de aço revestida à base de zinco. Entretanto, porque a quantidade de grupo carboxila na resina solúvel em água é relativamente grande, há o problema de que a resistência alcalina é pobre.
Na publicação de patente japonesa 2003-49281, é descrita uma chapa de aço tendo um revestimento orgânico formado de uma resina epóxi e uma resina glicolurila em pelo menos um lado de uma chapa metálica. En- tretanto, há o problema de que porque o revestimento orgânico formado não contém um agente preventivo de ferrugem, a resistência à corrosão é inade- quada.
Na publicação de patente japonesa 2003-105555, é descrita uma chapa de aço com superfície tratada, que tem um revestimento de tra- tamento de superfície formado a partir de uma composição de tratamento de superfície contendo (a) uma resina dispersível em água e/ou uma resina so- lúvel em água, (b) um agente de ligação silano, e (c) ácido fosfórico e/ou ácido hexafluorometálico na superfície de uma chapa de aço revestida à ba- se de zinco ou de uma chapa de aço revestida à base de alumínio. Entretan- to, há o problema de que a estabilidade de um agente de tratamento ou a resistência ao solvente obtidos sejam inadequados.
Na publicação de patente japonesa 2005-281863, é descrita uma chapa de aço revestida, que é fornecida com um revestimento contendo uma matriz de resina com encadeamento cruzado e um agente inorgânico de prevenção contra a ferrugem. Mas, Uma vez que nessa chapa de aço revestida todas as performances tais como resistência à corrosão de uma porção processada, resistência ao descascamento com fita, resistência ao solvente, resistência alcalina e resistência à abrasão não são necessaria- mente satisfatórias, é necessária uma chapa de aço revestida na qual essas performances são melhoradas.
Na publicação de patente japonesa 2001-288582, é descrita uma chapa com superfície metálica tratada com uma composição de reves- timento composto orgânico flutuante contendo uma resina flutuante, sílica coloidal e um lubrificante. Entretanto, uma vez que essa invenção é substan- cialmente baseada no uso de um tratamento cromato como preparação de superfície, se apenas um revestimento composto da composição de revesti- mento composto orgânico for empregado, apenas uma performance insufici- ente pode ser atingida, na resistência à corrosão ou adesão embora uma performance satisfatória possa ser atingida na resistência à abrasão. Con- sequentemente, uma chapa de aço revestida, cuja performance seja tam- bém melhorada, é necessária.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
Em vista do nível tecnológico mencionado acima, é um objetivo da presente invenção fornecer uma chapa de aço revestida, cujas proprie- dades tais como resistência à corrosão de uma porção processada, resis- tência ao descascamento com fita, resistência ao solvente, resistência alca- lina e resistência à abrasão sejam melhoradas. Aqui, a resistência ao des- cascamento com fita representa a resistência ao descascamento de um re- vestimento composto, que é revestido em uma chapa de aço revestida, a- presentada quando uma fita altamente pegajosa é colada em uma chapa de aço revestida e é retirada da chapa de aço revestida após ser deixada per- manecer por um período arbitrário de tempo, e a resistência à abrasão re- presenta a resistência à abrasão que pode ser produzida por fricção durante o transporte das bobinas ou bens processados de uma chapa de aço.
A presente invenção pertence a uma chapa de aço revestida com um revestimento composto,
onde o mencionado revestimento composto compreende uma resina composta (A) na qual partículas de uma resina de poliuretano (A-1) e resina de copolimerização de etileno-ácido carboxílico não saturado (A-2), tendo respectivamente um diâmetro médio de partícula de 20 a 100 nm e um grupo silanol e/ou um grupo alcoxissilila, estão contidas em uma razão de massa de 20:80 ou 90:10 e partículas de oxido de silício (A-3) tendo um di- âmetro médio de partícula de 5 a 20 nm e um composto orgânico de titânio (A-4) são combinados,
partículas de cera de poliolefina (B) tendo um diâmetro médio de partícula de 0,5 a 4 μm e um ponto de amolecimento de 100 a 140°C, e partículas de oxido de silício (c) tendo um diâmetro médio de partícula de 70 a 200 nm, e
onde a quantidade de revestimento do mencionado revestimento composto é de 0,5 a 3 g/cm2.
No revestimento composto, é preferido que a quantidade de par- tículas de oxido de silício (A-3) seja de 5 a 100% em massa em relação à quantidade total de partículas de resina de poliuretano (A-1)e da resina de copolimerização de etileno-ácido carboxílico saturado (A-2) e o teor de áto- mos de titânio é de 0,05 a 3% em massa em relação à quantidade total do revestimento.
O revestimento composto é preferivelmente um revestimento formado pela posterior combinação de pelo menos um agente de prevenção contra ferrugem (D) selecionado do grupo consistindo em compostos de fos- fato, compostos de tiocarbonila, oxido de nióbio e compostos de guanidina em adição às substâncias (A), (B) e (C).
É preferido que a partícula de resina poliuretano (A-1) tenha um grupo policarbonato e a resina de copolimerização etileno-ácido carboxílico não saturado (A-2) seja um derivado de um produto neutralizado de uma resina de copolimerização etileno-ácido metacrílico com metal alcalino, a- mônia e/ou amina.
Doravante, a presente invenção será descrita em detalhes.
A chapa de aço revestida da presente invenção é superior em resistência à corrosão de uma porção processada, resistência ao descasca- mento com fita, resistência alcalina e resistência à abrasão e pode ser usada adequadamente para aplicações tais como eletrodomésticos, equipamento de escritório, materiais de construção e automóveis.
A chapa de aço revestida mencionada acima tem um revesti- mento na superfície da chapa de aço, que compreende a resina combinada (A) na qual as partículas da película de poliuretano (A-1) e as partículas de resina de copolimerização de etileno-ácido carboxílico não saturado (A-2), tendo respectivamente um diâmetro médio de partícula de 20 a 100 nm e um grupo silanol e/ou um grupo alcoxissilila, estão contidos em uma razão de massa de 20:80 a 90:10 e também as partículas de óxido de silício (A-3) tendo um diâmetro médio de partícula de 5 a 20 nm e o composto orgânico de titânio (A-4) são combinados. Isto é, a chapa de aço revestida da presen- te invenção é superior em resistência ao descascamento com fita, em resis- tência ao solvente, e em resistência alcalina uma vez que ele tem o revesti- mento compreendendo a resina combinada (A) formada pela combinação das substâncias acima (A-1) a (A-4).
Além disso, a propriedade de resistência à abrasão pode ser melhorada por conter as partículas de cera de poliolefina (B) tendo um diâ- metro médio de partícula de 0,5 a 4 μιτι e um ponto de amolecimento de 100 a 140°C, e as partículas de óxido de silício (C) tendo um diâmetro médio de partícula de 70 a 200 nm. Isto é, a chapa de aço revestida da presente in- venção é uma chapa de aço revestida na qual combinando-se as partículas de cera de poliolefina (B) que é macia e tem excelente oleosidade com as partículas de óxido de silício (C) tendo um diâmetro de partícula relativamen- te grande e alta dureza, o coeficiente de fricção cinética e o coeficiente de fricção estática da superfície da chapa de aço revestida são ajustados e a resistência à abrasão e o manuseio da chapa de aço revestida são trazidos ao equilíbrio.
A resina combinada (A) mencionada acima pode ser alcançada pela reação das acima mencionadas partículas de resina (A-1) e (A-2), partí- cula de oxido de silício (A-3), e composto orgânico (A-4). A reação acima mencionada pode ser iniciada pela conformação de um revestimento na su- perfície de uma chapa metálica, ou parte da reação pode ser executada an- tes da conformação do revestimento e a reação pode ser completada no momento em que o revestimento for formado. Além disso, a partícula de oxi- do de silício (C) acima mencionada pode também ser combinada como um componente da resina composta (A) pela reação com os componentes da resina composta (A) acima no momento em que o revestimento é formado.
As partículas de resina (A-1) mencionadas acima não são parti- cularmente limitadas desde que seja uma resina de poliuretano tendo um diâmetro médio de partícula de 20 a 100 nm e um grupo silanol e/ou um gru- po alcoxissilila, mas um poliuretano à base de policarbonato é preferido por ter excelentes resistência ao solvente e resistência alcalina. A partícula de resina poliuretano à base de policarbonato pode ser obtida produzindo-se um prepolímero poliuretano pela reação de um composto contendo um gru- po isocianato com policarbonato poliol, poliol com baixo peso molecular, e um composto tendo um grupo hidrogênio ativo e um grupo hidrófilo, e então neutralizando o grupo hidrófilo acima mencionado com um neutralizador, e dispersando esse prepolímero neutralizado em água incluindo alcoxissilanos contendo o grupo hidrogênio ativo, e poliamina para estender a cadeia do prepolímero.
Exemplos específicos do composto acima contendo grupo isoci- anato incluem diisocianatos alifáticos tais como hexametileno diisocianato e similares, diisocianatos alicíclicos tais como 1,3-ciclohexano-diisocianato, diisocianato de isoforona, 4,4'-metilenobis(isocianato ciclohexila), 1-2,4- ciclohexano diisocianato de metil, 1-2,6-ciclohexano diisocianato de metil, 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano e similares, diisocianatos aromáticos tais como m-fenileno diisocianato, p-fenileno diisocianato, 1,5-naftaleno diisocia- nato, 4,4'-difenilmetano diisocianato, 2,4- ou 2,6-tolileno diisocianato ou uma mistura deles, 4,4-toluidina diisocianato e similares.
Exemplos específicos do policarbonato poliol acima incluem, por exemplo, um composto obtido reagindo-se uma ou mais espécies de glicóis selecionados do grupo consistindo em etileno glicol, propileno glicol, 1,3- propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 3-metil-1,5- pentanodiol, neopentilglicol, dietilenoglicol, dipropileno glicol, 1,4- ciclohexanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanol, bisfenol A e bisfenol hidrogenado A com carbonato de dimetila, carbonato de difenil, etileno carbonato ou fos- gênio.
Exemplos específicos do poliol de baixo peso molecular acima incluem, por exemplo, glicóis tais como etileno glicol, propileno glicol, 1,3- propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, neopentil glicol, dietileno glicol, dipropileno glicol, 1,4-ciclohexanodiol e 1,4-ciclohexanodimetanol, e gliceri- na, trimetilolpropano, e pentaeritritol.
Exemplos específicos do composto acima tendo o grupo hidro- gênio ativo e o grupo hidrófilo incluem compostos contendo ácido sulfônico tais como ácido 2-hidroxietanossulfônico ou seus derivados, e compostos contendo grupo carboxílicos tais como ácido 2,2-dimetilolpropiônico e ácido 2,2-dimetilolbutírico ou seus derivados. Quando a partícula de resina poliure- tano acima mencionada é produzida, esses compostos são usados sozinhos ou em combinação de duas ou mais de suas espécies.
Os grupos hidrófilos tais como um grupo carboxila ou um grupo ácido sulfônico foram neutralizados previamente com um neutralizador para dispersar bem o prepolímero poliuretano em água.
Exemplos específicos do neutralizador acima mencionado inclu- em amônia ou trietilamina, aminas terciárias tais como dimetiletanolamina e similares, e hidróxidos de metal alcalino tais como hidróxido de sódio, hidró- xido de potássio e similares. Esses compostos podem ser usados sozinhos ou em combinações de duas ou mais de suas espécies.
Exemplos específicos dos alcoxissilanos acima contendo o gru- po hidrogênio ativo incluem silanos contendo grupo amino tais como γ-(2- aminoetil) aminopropiltrimetoxissilano, y-(2-aminoetil) aminopropiltrietoxissi- lano, y-(2-aminoetil) aminopropilmetildimetoxissilano, y-(2-aminoetil) amino- propil metildietoxissilano, γ-aminopropiltrimetoxissilano e γ-aminopropiltrieto- xissilano, e silanos contendo grupos mercapto tais como γ-mercaptopropil- trimetoxissilano, γ-mercaptopropilmetildimetoxissilano, γ-mercaptopropiltrieto- xissilano, e γ-mercaptopropilmetildietoxissilano.
Exemplos específicos da poliamina acima a serem usados para estender a cadeia incluem diaminas tais como etilenodiamina, 1,2- propanodiamina, 1,6-hexametilenodiamina, e piperazina, poliaminas tais co- mo dietilenotriamina, dipropilenotriamina e trietilenotetramina, e hidrazina. Esses compostos podem ser usados sozinhos ou em combinações de duas ou mais de suas espécies.
A reação pela qual o prepolímero poliuretano é obtido a partir do composto hidrogênio ativo acima tal como poliol e os compostos acima con- tendo isocianato é preferivelmente executada a uma temperatura de reação de 30 a 100°C na presença de ou na ausência de um solvente orgânico.
Quando é usado o solvente orgânico, um solvente orgânico ten- do solubilidade em água relativamente alta é preferido e exemplos específi- cos do solvente orgânico acima incluem acetona, metil etil cetona, acetonitri- la, N-metilpirrolidona e similares.
Um método de dispersão do prepolímero poliuretano acima em água inclui, por exemplo, um método de usar-se um homogeneizador, um misturador ou similar. A temperatura na dispersão do prepolímero poliureta- no acima é preferivelmente da temperatura ambiente até cerca de 70°C.
Quando a reação acima mencionada é executada em um sol- vente, o solvente pode ser removido destilando-se o solvente sob uma pres- são reduzida conforme necessário.
A partícula de resina acima (A-2) não é particularmente limitada uma vez que ele tem um diâmetro médio de partícula de 20 a 100 nm e é uma resina de copolimerização de etileno-ácido carboxílico não saturado tendo um grupo silanol e/ou um grupo alcoxissilila mas, entre outros, uma partícula de resina obtida reagindo-se a dispersão em água da resina, que é preparada neutralizando-se uma resina de copolimerização de etileno-ácido metacrílico com hidróxido de metal alcalino e/ou amônia ou amina e disper- sando-se o produto neutralizado resultante em água, com alcoxissilanos contendo um grupo epóxi é preferido pelo fato de que uma partícula mais fina pode ser formada e um revestimento de alta performance pode ser formado.
Exemplos específicos dos alcoxissilanos acima mencionados contendo um grupo epóxi incluem γ-glicidoxipropiltrietoxissilano, γ-glicidoxi- propilmetildimetoxissilano, γ-glicidoxipropiltrietoxissilano, γ-glicidoxipropilme- tildietoxissilano e 2-(3,4-epoxiciclohexil) etiltrimetoxissilano. Esses compos- tos podem ser usados sozinhos ou em combinações de duas ou mais de suas espécies.
Os alcoxissilanos acima contendo um grupo epóxi são preferi- velmente misturados em uma quantidade de 0,1 a 20% em massa em rela- ção à matéria sólida da resina de dispersão em água flutuante acima para reagir os alcoxissilanos com a resina de dispersão flutuante. Os alcoxissila- nos são mais preferivelmente misturados em uma quantidade de 1 a 10% em massa em relação à matéria sólida da resina de dispersão flutuante.
Quando essas quantidades dos alcoxissilanos a serem misturados for menor que 0,1% em massa, a resistência alcalina e a propriedade de adesão a uma resina curável tal como uma composição de revestimento, na qual um reves- timento formado na superfície de um material de aço tem, podem ser deteri- oradas, e quando essas quantidades são maiores que 20% em massa, a estabilidade do banho de um agente de revestimento flutuante pode ser de- teriorada.
A reação da dispersão de água da resina com os alcoxissilanos acima contendo um grupo epóxi pode ser executada em combinação com um composto epóxi polifuncional. O composto epóxi inclui poliglicidil éter sorbitol, poliglicidil éter pentaeritritol, poliglicidil éter glicerol, poliglicidil éter diglicerol, diglicidil éter propileno glicol, tris(2-hidroxietil)isocianurato de trigli- cidila, diglicidil éter bisfenol A e diglicidil éter bisfenol A hidrogenado. Esses compostos podem ser usados sozinhos ou em combinação de duas ou mais de suas espécies.
A reação dos alcoxissilanos acima contendo um grupo epóxi e compostos epóxi polifuncionais com uma dispersão em água do etileno- ácido carboxílico não saturado acima é preferivelmente executado a 50 a 100 °C por 0,5 a 12 horas.
A partícula de resina poliuretano acima (A-1) e a partícula de re- sina de copolimerização etileno-ácido carboxílico não saturado acima (A-2) são usadas em combinação nas proporções de 20:80 até 90:10 em massa. Quando a razão das partículas de resina (A-1) for menor que 20% em mas- sa, a capacidade hidrófoba do revestimento torna-se alta e portanto a resis- tência ao descascamento com fita pode ser deteriorada ou a resistência a um solvente altamente hidrófobo tal como gasolina branca podem ser bai- xas. Por outro lado, quando a razão das partículas de resina (A-1) é maior que 90% em massa, a capacidade hidrófila do revestimento torna-se alta e portanto a resistência alcalina e a resistência a um solvente altamente hidró- filo tal como etanol pode ser deteriorada ou o revestimento pode tornar-se frágil resultando na deterioração da resistência à corrosão de uma porção processada.
As partículas de resina (A-1) e (A-2) acima podem iniciar uma reação com a partícula de óxido de silício (A-3) e o composto orgânico de titânio (A-4) para formar um revestimento composto e pode melhorar a resis- tência ao solvente e a resistência alcalina por terem um grupo silanol e/ou um grupo alcoxissilila.
As partículas de resina (A-1) e (A-2) acima têm um diâmetro médio de partícula de 20 a 100 nm, respectivamente. Aqui, o diâmetro médio de partícula pode ser medido por um método dinâmico de difusão de luz. Quando o diâmetro médio de partícula é menor que 20 nm, surge o proble- ma de que a capacidade de trabalho do revestimento é deteriorada porque a viscosidade no revestimento é muito alta e a estabilidade do agente de tra- tamento é baixa. Quando o diâmetro médio de partícula é maior que 100 nm, surge o problema de deterioração da resistência ao descascamento com fita e resistência ao solvente na performance do revestimento.
O diâmetro médio da partícula de resina acima (A-1) pode ser mantida dentro da faixa acima pelo controle dos grupos hidrófilos funcionais para atingir a capacidade de dispersão em água, por exemplo, um grupo ácido carboxílico ou um grupo ácido sulfônico, a ser introduzido e espécies e quantidades de neutralizadores para neutralizar os grupos hidrófilos funcio- nais.
O diâmetro médio da partícula de resina acima (A-2) pode ser mantido dentro da faixa acima pelo controle das espécies de neutralizado- res, condições de dispersão em água, espécies e quantidades de compostos alcoxissilano, e espécies e quantidades de compostos epóxi polifuncionais.
Como partículas de oxido de silício (A-3) acima mencionadas, uma partícula tendo um diâmetro médio de partícula de cerca de 5 a 20 nm é adequada, e a partícula de oxido de silício (B) pode ser adequadamente se- lecionada entre sílica coloidal e sílica vaporizada para ser usada. Exemplos específicos incluem SNOWTEX-N, SNOWTEX-C (produzidos pela NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.), ADELITE AT-20N, ADELITE AT-20A (PRODUZIDO PELA Asahi Denka CO. LTD.), e CATALOID S-20L, CATA- LOID SA (produzido pela Catalysts & Chemicals Industries Co., Ltd.). Essas partículas de oxido de silício podem ser usadas sozinhas ou em combinação de duas ou mais de suas espécies.
Exemplos específicos de compostos a serem usados como composto orgânico de titânio acima mencionado (A-4) incluem dipropoxi- bis(trietanolaminato)titânio, dipropoxibis(dietanolaminato)titânio, dibutoxi- bis(trietanolaminato)titânio, dibutoxibis(dietanolaminato)titânio, dipropoxi- bis(acetilacetonato)titânio, dibutoxibis(acetilacetonato)titânio, dihidroxi- bis(amônio lactato)titânio, dihidroxibis(diamônio lactato)titânio, propanodioxi- titaniobis(etilacetoacetato) e oxotitaniobis(monoamônio oxalato). Esses com- postos podem ser usados sozinhos ou em combinação de duas de suas es- pécies.
O revestimento composto acima é um revestimento em um es- tado no qual as partículas de resina (A-1) e (A-2), as partículas de óxido de silício (A-3) e o composto orgânico de titânio (A-4) são combinados entre si. Isto é, este é um estado no qual um grupo funcional na superfície da partícu- la de oxido de silício e um grupo funcional no composto orgânico de titânio formam as combinações e são compostos.
A combinação acima mencionada é uma combinação formada por uma reação inicialmente de um grupo Si-OH e/ou um grupo Si-OR das partículas de resina (A-1) e (A-2), um grupo Si-OH na superfície da partícula de óxido de silício (A-3) e um grupo Ti-OH e/ou um grupo Ti-OR' do compos- to orgânico de titânio (A-4), e essas combinações são presumidas para se- rem uma ligação Si-O-Si1 uma ligação Si-O-Ti-O-Si e similar. Por esses liga- ções, é atingido o efeito vantajoso de que uma partícula de resina orgânica forma uma combinação quimicamente forte com uma partícula inorgânica.
No revestimento composto acima, a quantidade de partículas de óxido de silício (A-3) acima é preferivelmente 5 a 100% em massa em rela- ção à quantidade total das partículas de resina (A-1) e (A-2) acima. Quando essa quantidade for menor que 5% em massa, a dureza e a resistência à corrosão de um revestimento formado na superfície de um material de aço podem ser deterioradas. Quando a quantidade for maior que 100% em mas- sa, a propriedade de formação de película e a resistência à água de um re- vestimento podem ser deterioradas. Essa quantidade é mais preferivelmente 10 a 50% em massa.
No revestimento composto acima, o teor de átomos de titânio é preferivelmente 0,05 a 3% em massa em relação a 100% em massa da quantidade total do revestimento. Quando o teor de átomos de titânio é me- nor que 0,05% em massa, a combinação dos respectivos componentes em um revestimento formado é insuficiente, e portanto a performance do reves- timento pode ser deteriorada. Quando esse teor é maior que 3% em massa, a afinidade com água do revestimento torna-se muito grande, e portanto a performance do revestimento pode ser deteriorada ou a estabilidade do ba- nho do agente de revestimento flutuante a ser usado pode ser deteriorada. O teor de átomos de titânio é mais preferivelmente 0,1 a 2% em massa.
O revestimento composto acima na chapa de aço revestida con- tém também a partícula de cera poliolefina (Β). A partícula de cera poliolefina (B) diminui o coeficiente de fricção cinética do revestimento composto acima e aumenta a oleosidade da superfície do revestimento composto, mas ela também provoca uma diminuição na dureza do revestimento e uma diminui- ção no coeficiente de fricção estática è portanto a partícula de cera poliolefi- na (B) sozinha não pode atingir uma performance satisfatória. Na presente invenção, a partícula de óxido de silício (C) tendo um diâmetro médio de par- tícula de 70 a 200 nm é também usado em combinação em adição à partícu- la de cera poliolefina (B). Isto é, o revestimento composto da presente inven- ção tem a partícula de óxido de silício (C) tendo um grande diâmetro de par- tícula em adição à partícula de óxido de silício (A-3) constituindo uma parte da resina composta (A) acima. A partícula de óxido de silício (C) acima tem o efeito de melhorar a resistência à abrasão para aumentar a dureza de um revestimento, que foi reduzida devido à partícula de cera poliolefina (B), e aumentar o coeficiente de fricção estática e simultaneamente melhorando o manuseio para que o esmagamento da bobina de chapa de aço revestida e o colapso da carga da chapa cortada não ocorram. Para satisfazer as várias performances acima, é preferido que o coeficiente de fricção cinética seja menor que 0,1 e o coeficiente de fricção estática seja maior que 0,1. Em adi- ção, é presumido que a partícula de óxido de silício (C) acima forma uma ligação Si-O-Si, uma ligação Si-O-Ti-O-Si e similares por uma reação de um grupo Si-OH na superfície da partícula com componentes constituindo a re- sina composta (A) acima e é combinado como com a partícula de óxido de silício (A-3).
As partículas de cera poliolefina (B) acima tendo um diâmetro médio de partícula de 0,5 a 4 μm e um ponto de amolecimento de 100 a 140°C não é particularmente limitado e inclui ceras de hidrocarbonetos tais como cera parafina, cera microcristalina e cera de polietileno e seus deriva- dos. O derivado acima mencionado não é particularmente limitado e inclui, por exemplo, poliolefina carboxilada, poliolefina clorada e similares.
As partículas de cera poliolefina acima mencionadas (B) têm um diâmetro de partícula de 0,5 8 4μm. Quando o diâmetro das partículas de cera poliolefina (B) é maior que 4 μιη, a distribuição de um lubrificante pode tornar-se irregular ou pode ocorrer a dispersão do revestimento. E, quando o diâmetro de partícula é menor que 0,5 μηι, a oleosidade pode ser insuficien- te. Incidentalmente, o diâmetro das partículas da cera poliolefina (B) é um valor medido por um método dinâmico de difusão da luz.
A partícula de cera poliolefina (B) acima tem um ponto de amo- lecimento de 100 a 140°C. Quando o ponto de amolecimento é menor que 100°C a cera é amolecida e fundida no processamento da cera e não pode ser manifestada a excelente propriedade como lubrificante. E quando o pon- to de amolecimento é maior que 140°C, uma vez que existirá uma partícula dura na superfície, a característica de lubrificação é deteriorada e uma oleo- sidade adequada não pode ser alcançada.
No revestimento da chapa de aço revestida acima, o teor de par- tículas de cera poliolefina (B) acima é preferivelmente 0,1% em massa (limite inferior) a 20% em massa (limite superior) em 100% em massa do revesti- mento. Quando o teor de partículas de cera poliolefina (B) for menor que 0,1% em massa, os efeitos de redução do coeficiente de fricção e de melho- ria da resistência à abrasão são pequenos, e quando o teor é de mais de 20% em massa, o coeficiente de fricção estática da chapa de aço revestida pode tornar-se muito baixo interferindo no manuseio. O limite inferior acima é mais preferivelmente 0,5% em massa e o limite superior acima é mais prefe- rivelmente 10% em massa.
As partículas de óxido de silício (C) mencionadas acima tendo um diâmetro médio de partícula de 70 a 200 nm não são particularmente limitadas e incluem partículas conhecidas publicamente que podem ser usa- das. Partículas disponibilizadas comercialmente incluem ST-ZL, MP-1040 (produzidas pela Nissan Chemical Industries Co., Ltd.), PL-7 (produzida pela Fuso Chemical Co., Ltd.) e SI-80P (produzida pela Catalyst and Chemicals Industries, Co., Ltd.). Essas partículas podem ser usadas sozinhas ou em combinações de duas ou mais de suas espécies.
As partículas de óxido de silício (C) acima mencionadas têm um diâmetro de partícula de 70 a 200 nm. A partícula tendo um diâmetro de mais de 200 nm está apta a precipitar em um agente de revestimento flutu- ante e difícil de manusear. E quando o diâmetro da partícula é menor que 70 nm, o efeito de melhoria do coeficiente de fricção estática ou a dureza da superfície podem ser insuficientes. Incidentalmente, o diâmetro das partícu- Ias de oxido de silício (C) é um valor medido por um método dinâmico de difusão de luz.
No revestimento da chapa de aço revestida acima, o teor de par- tículas de oxido de silício (C) acima é preferivelmente 0,1% em massa (limite inferior) a 30% em massa (limite superior) em 100% em massa do revesti- mento. Quando o teor de partículas de óxido de silício (C) é menor que 0,1% em massa, os efeitos de aumento do coeficiente de fricção estática e melho- ria da dureza da superfície são pequenos, e quando o teor é de mais de 30% em massa, a resistência à corrosão pode ser deteriorada. O limite inferior acima é mais preferivelmente 0,3% em massa e o limite superior acima é mais preferivelmente 15% em massa.
A chapa de aço revestida acima pode ser fornecida com um re- vestimento formado também pela combinação de um agente de prevenção contra a ferrugem (D) selecionado do grupo consistindo em compostos de fosfato, compostos de tiocarbonila, óxido de nióbio e compostos de guanidi- na. Assim, a chapa de aço revestida acima pode atingir a excelente resistên- cia à corrosão.
Os compostos de fosfato mencionados acima incluem ácidos fosfóricos tais como ácido ortofosfórico, ácido metafosfórico, ácido pirofosfó- rico, ácido trifosfórico e ácido tetrafosfórico, e fosfatos tais como fosfato de triamônio, fosfato de amônio dibásico, fosfato trissódio e hidrogenofosfato de dissódio. Esses compostos de fosfato podem ser usados sozinhos ou em combinação de duas ou mais de suas espécies. Quando o composto de fos- fato acima é usado, uma vez que o íon de fosfato forma uma camada de fos- fato na superfície de um metal base para passivar o metal, a propriedade de prevenção contra a ferrugem pode ser melhorada.
O composto de tricarbonila, o óxido de nióbio e o composto guanidina são particularmente eficazes para a prevenção de ferrugem bran- ca de uma chapa de aço galvanizada como com compostos de cromo que tenham sido previamente usados para fornecer a resistência à corrosão.
O composto de tiocarbonila mencionado acima é expresso pela fórmula geral (1) a seguir:
<formula>formula see original document page 17</formula>
onde XeY são os mesmos ou são diferentes um do outro, e re- presentam H1 OH1 SH, ou NH2, ou um grupo hidrocarboneto tendo 1 a 15 átomos de carbono, opcionalmente tendo OH1 SH ou NH2 como substituto e contendo -O-, -NH-, -S-, -CO- ou -CS-, e X e Y são opcionalmente combi- nados entre si para formar um anel.
O composto de tiocarbonila expresso pela fórmula geral (1) aci- ma refere-se a um composto tendo um grupo tiocarbonila expresso pela fór- mula (I) a seguir:
<formula>formula see original document page 17</formula>
entre grupos de tiocarbonila um preferido é o grupo tiocarbonila tendo um átomo de nitrogênio e um átomo de oxigênio, expresso pela fórmu- la (II) a seguir:
<formula>formula see original document page 17</formula>
Além disso, pode ser usado um composto, que pode formar um composto contendo um grupo tiocarbonila em uma solução aquosa, ou na presença de ácido ou de base alcalina. Exemplos do composto tiocarbonila mencionado acima incluem tiouréia e seus derivados expressos pela fórmula (III) a seguir: <formula>formula see original document page 18</formula>
por exemplo, metiltiouréia, dimetiltiouréia, trimetiltiouréia, etiltiou- réia, dietiltiouréia, 1,3-dibutiltiouréia, feniltiouréia, difeniltiouréia, 1,3- bis(dimetilaminopropil)-2-tiouréia, etilenotiouréia, e propilenotiouréia.
Além disso, o composto tiocarbonila acima mencionado inclui á- cidos carbotióicos e seus sais expressos pela fórmula (IV) a seguir:
<formula>formula see original document page 18</formula>
por exemplo, ácido tioacético, ácido tiobenzóico, ácido ditioacé- tico, metilditiocarbamato de sódio, dimetilditiocarbamato de sódio, dimetilditi- ocarbamato de trietilamina, dietilditiocarbamato de sódio, pentametilenoditio- carbamato de piperidina, pipecolilditiocarbamato de pipecolina, e o- etilxantogenato de potássio.
Esses compostos tiocarbonila pode ser usados sozinhos ou em combinação de duas ou mais de suas espécies. Além disso, entre esses compostos tiocarbonila, um composto tiocarbonila não sendo dissolvido em água pode ser misturado em um agente de revestimento a ser usado após dissolve-lo uma vez em uma solução alcalina.
O óxido de nióbio acima mencionado é preferivelmente uma par- tícula de óxido coloidal. Portanto, um revestimento formado pela combinação de partículas de óxido de nióbio coloidal pode ser formada e a resistência à corrosão pode ser melhorada ainda mais. É mais preferido quando o diâme- tro médio de partícula do óxido de nióbio coloidal acima é menor, porque um revestimento mais estável e compacto contendo óxido de nióbio é formado e assim é possível fornecer estavelmente uma propriedade de prevenção con- tra a ferrugem para um substrato a ser tratado.
As partículas de óxido de nióbio coloidal acima mencionadas re- ferem-se a partículas nas quais o óxido de nióbio é disperso em um estado de partícula fina em água, e essas partículas coloidais podem ser, por e- xemplo, partículas tais que, estritamente falando, o óxido de nióbio não é formado e partículas se tornam um estado amorfo em um estado intermediá- rio entre hidróxido de nióbio e óxido de nióbio.
Como partícula de óxido de nióbio adicionada ao agente de re- vestimento a ser usado para formar o revestimento composto, óxido de nió- bio sol produzido por um método conhecido publicamente pode ser usado. O óxido de nióbio acima mencionado não é particularmente limitado e inclui, por exemplo, óxido sol de nióbio produzido por métodos publicamente co- nhecidos descritos na patente Japonesa Kokai Publication Hei6-321543, Ja- panese Kokai Publication Hei8-143314, e Japanese Kokai Publication Hei8- 325018. E óxido sol de nióbio que é disponibilizado comercialmente pela Taki Chemical Co., Ltd., também pode ser empregado.
As partículas de óxido de nióbio coloidal acima mencionadas têm um diâmetro médio de partícula de 100 nm ou menos. O diâmetro médio de partícula acima é mais preferivelmente 2 a 50 nm, e além disso preferi- velmente 2 a 20 nm. É mais preferido quando o diâmetro médio de partícula acima é menor, porque um revestimento mais estável e compacto contendo óxido de nióbio é formado e assim é possível fornecer estavelmente uma propriedade de prevenção contra a ferrugem para um substrato a ser trata- do. O diâmetro médio das partículas de óxido de nióbio coloidal acima men- cionado pode ser medido por um método dinâmico de difusão da luz.
O composto guanidina acima mencionado é expresso pela fór- mula (2) a seguir:
<formula>formula see original document page 19</formula>
onde X' e Y' são o mesmo ou são diferentes entre si, e repre- sentam H, NH2, um grupo fenila ou um grupo metilfenila (um grupo tolila), ou opcionalmente tem H, NH2, um grupo fenila ou um grupo metilfenila (um gru- po tolila) como substituto e contém -C(=NH)-, -CO- ou -CS-. Exemplos do composto guanidina acima incluem guanidina, a- minoguanidina, guaniltiouréia, 1,3-di-o-tolilguanidina, 1-o-tolilbiguanida, e 1,3-difenilguanidina. Os compostos de guanidina acima mencionados podem ser usados sozinhos ou em combinação de duas ou mais de suas espécies.
Quando o revestimento composto acima contém um composto fosfato, o teor do radical fosfato derivado do composto fosfato acima é prefe- rivelmente de 0,01 a 5% em massa em 100% em massa do revestimento.
Quando o teor do radical fosfato é menor que 0,01% em massa, a resistên- cia à corrosão torna-se insuficiente, e quando o teor é maior que 5% em massa, em algumas resinas de dispersão flutuantes a serem usadas, a dis- persão em água pode congelar e pode tornar-se impossível aplicar a disper- são em água. O teor do radical fosfato é mais preferivelmente 0,05 a 3% em massa.
Quando o revestimento composto acima contem um composto tiocarbonila, o teor do composto tiocarbonila acima é preferivelmente 0,1 a 10% em massa em 100% em massa do revestimento. Quando o teor do re- vestimento tiocarbonila é menor que 0,1% em massa, a resistência à corro- são se torna insuficiente, e quando o teor é maior que 10% em massa, não apenas ele é economicamente desvantajoso uma vez que o grau de resis- tência à corrosão é saturado, mas também em algumas resinas de dispersão flutuantes a serem usadas, a dispersão em água pode congelar e pode tor- nar-se impossível aplicar a dispersão em água. O teor do composto tiocar- bonila é mais preferivelmente 0,2 a 5% em massa.
Quando o revestimento composto acima contém oxido de nióbio, o teor do óxido de nióbio acima é preferivelmente 0,1 a 5% em massa na base de Nb2Os equivalente em 100% em massa do revestimento. Quando o teor de óxido de nióbio é menor que 0,1% em massa, indesejavelmente uma propriedade de prevenção contra a ferrugem adequada não pode ser alcan- çada, e quando o teor é maior que 5% em massa, pode ser economicamente desvantajoso uma vez que não há aumento no efeito de prevenção contra a ferrugem. O teor de óxido de nióbio é preferivelmente 0,2 a 3% em massa.
Quando o revestimento composto acima contém um composto guanidina, o teor do composto guanidina acima é preferivelmente 0,1 a 5% em massa em 100% em massa do revestimento. Quando o teor de compos- to guanidina é menor que 0,1% em massa, a resistência à corrosão se torna insuficiente, e quando o teor é maior que 5% em massa, não apenas ele é economicamente desvantajoso uma vez que o grau de resistência à corro- são é saturado, mas também em algumas resinas de dispersão flutuantes a serem usadas a dispersão em água pode congelar e torna-se impossível aplicar-se a dispersão em água. O teor de compostos de guanidina é mais preferivelmente 0,2 a 3% em massa.
Um outro componente diferente das substâncias (A) a (D) acima pode estar contido no revestimento formado na superfície da chapa metálica revestida. Por exemplo, um pigmento pode ser misturado como outro com- ponente. Como pigmento mencionado acima, podem ser usados vários pig- mentos de coloração como pigmentos inorgânicos tais como oxido de titânio (TiO2), oxido de zinco (ZnO), carbonato de cálcio (CaCO3), sulfato de bário (BaSO4), alumina (AI2O3), argila caulinítica, negro-de-fumo, óxidos de ferro (Fe2O3, Fe3O4) e pigmentos orgânicos similares.
Como material de aço da presente invenção, podem ser men- cionados, por exemplo, chapas de aço revestidas à base de zinco, tais como chapas de aço galvanizadas, chapas de aço revestidas de zinco-níquel, chapas de aço revestidas de ferro-zinco, chapas de aço revestidas de zinco- cromo, chapas de aço revestidas de zinco-alumínio, chapas de aço revesti- das de zinco -titânio, chapas de aço revestidas de zinco-magnésio, chapas de aço revestidas de zinco-manganês, chapas de aço revestidas de zinco- alumínio-magnésio, e chapas de aço revestidas de zinco-alumínio- magnésio-silício, e também chapas de aço revestidas formadas incluindo-se uma pequena quantidade de cobalto, molibdênio, tungstênio, níquel, titânio, cromo, alumínio, manganês, ferro, magnésio, chumbo, bismuto, antimônio, estanho, cobre, cádmio e arsênico como elemento metálico heterogêneo ou uma impureza em uma camada de revestimento de cada uma dessas cha- pas de aço revestidas e pela dispersão de substâncias inorgânicas tais como sílica, alumina, titânia e similares, similarmente em uma camada de revesti- mento de cada uma dessas chapas de aço revestidas à base de zinco. Além disso, o revestimento composto da presente invenção pode também ser a- plicado ao revestimento de uma camada múltipla formada combinando-se o revestimento descrito acima com outros tipos de revestimento tais como re- vestimento de ferro, revestimento de ferro-fósforo, revestimento de níquel e revestimento de cobalto. Além disso, ele pode também ser aplicado a reves- timento de alumínio ou de liga de alumínio. O método de revestimento não é particularmente limitado e qualquer método publicamente conhecido de ele- trogalvanização, imersão a quente, revestimento por evaporação, revesti- mento por dispersão e método de deposição a vácuo pode ser empregado.
Como material de aço da presente invenção podem ser mencio- nados, por exemplo, chapas de aço revestidas à base de zinco tais como chapas de aço galvanizadas, chapas de aço revestidas de zinco-níquel, chapas de aço revestidas de zinco-ferro, chapas de aço revestidas de zinco- cromo, chapas de aço revestidas de zinco-alumínio, chapas de aço revesti- das de zinco-titânio, chapas de aço revestidas de zinco-magnésio, chapas de aço revestidas de zinco-alumínio-magnésio e chapas de aço revestidas de zinco-alumínio-magnésio-silício, e também chapas de aço revestidas for- madas incluindo-se uma pequena quantidade de cobalto, molibdênio, tungs- tênio, níquel, titânio, cromo, alumínio, manganês, ferro, magnésio, chumbo, bismuto, antimônio, estanho, cobre, cádmio e arsênico como elemento metá- lico heterogêneo ou uma impureza em uma camada de revestimento de ca- da uma dessas chapas de aço revestidas à base de zinco e pelas substân- cias orgânicas dispersas tais como sílica, alumina, titânia e similares, simi- larmente em uma camada de cada uma dessas chapas de aço revestidas à base de zinco. Além disso, o revestimento composto da presente invenção pode também ser aplicado ao revestimento de uma camada múltipla forma- da pela combinação do revestimento descrito acima com outros tipos de re- vestimento tais como revestimento de ferro, revestimento de ferro-fósforo, revestimento de níquel e revestimento de cobalto. O método de revestimento não é particularmente limitado e qualquer método publicamente conhecido de eletrogalvanização, imersão a quente, revestimento por evaporação, mé- todo de revestimento composto e método de deposição a vácuo pode ser empregado.
Um elemento antiespumante um solvente orgânico ou um agen- te de nivelamento pode ser usado em um agente de revestimento flutuante a ser usado para formar o composto acima para formar um revestimento mais uniforme e liso. O solvente orgânico para isso não é particularmente limitado desde que seja um solvente orgânico geralmente usado em composições de revestimento e inclua, por exemplo, solventes hidrófilos tais como um sol- vente álcool, solvente cetona, um solvente éster, um solvente éter e simila- res, e agentes de nivelamento tais como agente de nivelamento silicone, agente de nivelamento flúor e similares.
O método de revestimento de um agente de revestimento flutu- ante a ser usado para formar o revestimento composto acima é um método de formação de um revestimento pela aplicação do agente de revestimento flutuante acima na superfície metálica. O método de aplicação do agente de revestimento flutuante para materiais de aço não é particularmente limitado e um método de revestimento com rolo, um método de pulverização com ar, um método de pulverização sem ar, ou um método de imersão, que é o ge- ralmente usado, podem ser adotados adequadamente. É preferido aquecer a substância a ser revestida previamente ou secar a substância a ser revestida por aquecimento após a aplicação para aumentar a capacidade de cura do revestimento. A temperatura de aquecimento da substância a ser revestida é de 50 a 250°C, preferivelmente 70 a 220°C. Quando a temperatura de aque- cimento é menor que 50°C, a taxa de evaporação de água é baixa e uma propriedade adequada de formação de película não pode ser alcançada, e portanto a resistência ao solvente e a resistência alcalina do composto são deterioradas. Por outro lado, quando a temperatura de aquecimento é maior que 250°C, ocorre a decomposição térmica da resina e assim as proprieda- des do revestimento são deterioradas resultando na redução em várias per- formances e a aparência do revestimento é degradada devido ao amarela- mento. Quando o agente de revestimento flutuante para materiais de aço é secado por aquecimento após sua aplicação, o tempo de secagem é preferi- velmente de 1 segundo a 5 minutos.
A quantidade de revestimento do revestimento composto acima é de 0,5 a 3 g/cm2. Quando a quantidade do revestimento acima for menor que 0,5 g/cm2, a resistência à corrosão ou a resistência alcalina podem ser deterioradas. Por outro lado, quando a quantidade do revestimento acima for muito grande, não apenas a propriedade de adesão a um substrato é deteri- orada, mas também ela é anti-econômica. A quantidade de revestimento é mais preferivelmente de 0,5 a 2 g/cm2.
E a chapa de aço revestida da presente invenção pode também ser usada em um estado no qual uma película de revestimento é formada pela aplicação de uma tinta de acabamento no revestimento composto aci- ma. A tinta de acabamento inclui, por exemplo, composições de revestimen- to consistindo de uma resina acrílica, uma resina alcido modificada com acrí- lico, uma resina epóxi, uma resina uretano, uma resina melamina, uma resi- na ftálica, uma resina amino, uma resina poliéster ou uma resina vinil cloreto.
A espessura da película de revestimento da tinta de acabamento é determinada adequadamente de acordo com os usos de produtos metáli- cos anticorrosivos ou com as espécies de tinta de acabamento a serem usa- das e não é particularmente limitada. Essa espessura de película é geral- mente cerca de 5 a 300 μητι, mais preferivelmente cerca de 10 a 200 μιτι. A película de revestimento da tinta de acabamento pode ser formada aplican- do-se o agente de revestimento flutuante acima e secando-se e curando-se a tinta de acabamento aplicada por aquecimento. A temperatura de secagem e o tempo de secagem são ajustados adequadamente de acordo com as espécies de tinta de acabamento a serem aplicadas ou com a espessura da película de revestimento, e geralmente a temperatura de secagem é preferi- velmente 50 a 250°C e o tempo de secagem é preferivelmente 5 minutos a 1 hora. A aplicação da tinta de acabamento pode ser executada por métodos publicamente conhecidos de acordo com a forma da tinta de acabamento.
Na chapa de aço revestida mencionada acima na qual uma pelí- cula de revestimento é formada pela aplicação posterior de uma tinta de a- cabamento, o revestimento formado na chapa de aço tem uma excelente adesão à película de revestimento de uma tinta de acabamento.
A chapa de aço revestida da presente invenção é fornecida com um revestimento composto na superfície da chapa de aço, que compreende uma resina composta (A), formada pela combinação de partículas de poliure- tano (A-1), e partículas de copolimerização etileno-ácido carboxílico não sa- turado (A-2), tendo respectivamente um diâmetro médio de partícula de 20 a 100 nm e um grupo silanol e/ou um grupo alcoxisislila, partículas de oxido de silício (A-3) tendo um diâmetro médio de partícula de 5 a 20 nm e um com- posto orgânico de titânio (A-4), partículas de cera poliolefina (B) tendo um diâmetro médio de partícula de 0,5 a 4 μm e um ponto de amolecimento de 100 a 140°C, e partículas de óxido de silício (C) tendo um diâmetro médio de partícula de 70 a 200 nm, e tem uma quantidade de revestimento de 0,5 a 3 g/cm2. Portanto, a chapa de aço revestida da presente invenção tem exce- lente performance em resistência à corrosão de uma porção processada, resistência ao descascamento com fita, resistência ao solvente, resistência alcalina e resistência à abrasão.
MELHOR FORMA DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO
A seguir, a presente invenção será descrita mais especificamen- te por meio de Exemplos de Produção de uma resina de dispersão flutuante, Exemplos e Exemplos Comparativos.
Produção de dispersão aquosa de partículas de resina poliure- tano (A-1).
Exemplo de Produção 1
Em um recipiente de reação, foram carregados 4,4- metilenobis(isocianato de ciclohexila), policarbonato diol tendo um peso mo- lecular de 2000, neopentil glicol, ácido dimetilolpropiônico, e N-metil pirrolidi- na como solvente, e a mistura resultante foi agitada a 80°C por 6 horas e então neutralizada com dimetiletanolamina para se obter uma solução de prepolímero poliuretano. A seguir, uma dispersão aquosa de partícula de resina poliuretano à base de policarbonato contendo um grupo silanol e/ou um grupo etoxisislila foi preparado dispersando-se a solução de prepolímero poliuretano obtida pela reação acima em água contendo hidrazina e γ-(2- aminoetil)aminopropil trietoxissilano com um agitador homodisper. Essa dispersão aquosa teve um teor de sólidos de 40% em massa e o diâmetro médio das partículas de resina medido por um método dinâmico de disper- são da luz foi de 39 nm.
Exemplo de produção 2
Uma dispersão aquosa de uma partícula de resina poliuretano à base de policarbonato na contendo um grupo silanol nem um grupo alcoxi- sislila foi preparada dispersando-se um prepolímero poliuretano obtido da mesma maneira como no Exemplo de Produção 1 em uma soluça aquosa de hidrazina com um agitador homodisper. Essa dispersão aquosa teve um teor de sólidos de 30% em massa e um diâmetro médio das partículas de resina foi de 36 nm
Exemplo de Produção 3
Em um recipiente de reação foram colocados 4,4- metilenobis(isocianato de ciclohexil), ácido dimetilolpropiônico, e acetona, e a mistura foi aquecida até 50°C, enquanto era agitada e reagida, e então foram adicionados a isso um poliéster poliol tendo um peso molecular de 2000, que tinha sido obtido reagindo-se ácido adípico, neopentilglicol e etile- noglicol, e a mistura resultante foi reagida para obter uma solução de prepo- límero poliuretano. A seguir a dispersão aquosa de uma partícula de resina poliuretano à base de poliéster contendo um grupo silanol e/ou um grupo etoxisislila foi preparado dispersando-se a solução de prepolímero poliureta- no obtida pela reação acima em água contendo dimetiletanolamina, γ-(2- aminoetil)aminopropiltrietixissilano e 2-(2-aminoetilamino)etanol com um agi- tador homodisper e destilando a acetona enquanto se aquece. Essa disper- são aquosa teve um teor de sólidos de 0% em massa e o diâmetro médio das partículas de resina foi de 32 nm.
Produção de dispersão aquosa de partícula de resina de copo- limerização etileno-ácido carboxílico não saturado (A-2)
Exemplo de Produção 4
Em um recipiente de reação foi colocada uma resina de copoli- merização etileno-ácido metacrílico (o teor de ácido metacrílico foi de 20% em massa) e a isso foram adicionados hidróxido de sódio em uma quantida- de de 5,6% em massa em relação à quantidade de resina de copolimeriza- ção e água desionizada, e a mistura resultante foi agitada a 95°C por 6 ho- ras para se obter uma dispersão aquosa de resina tendo um teor de sólidos de 20% em massa. A essa dispersão aquosa de resina foram também adi- cionados γ-glicidoxipropiltrimetoxissilano em uma quantidade de 0,8% em massa e poliglicidil éter glicerol em uma quantidade de 0,8% em massa, e a mistura resultante foi reagida a 85°C por 2 horas para se obter uma disper- são aquosa de uma partícula de resina de copolimerização etileno-ácido me- tacrílico tendo um grupo silanol e/ou um grupo metoxisislila. Essa dispersão aquosa teve um teor de sólidos de 21% em massa e o diâmetro médio das partículas de resina foi 76 nm.
Exemplo de Produção 5
Em um recipiente de reação, foi colocada uma resina de copoli- merização etileno-ácido metacrílico (o teor de ácido metacrílico foi de 20% em massa). E a isso foram adicionados hidróxido de sódio em uma quanti- dade de 3,7% em massa em relação à quantidade da resina de copolimeri- zação acima, uma água de amônia (concentração de 25% em massa) em uma quantidade de 6,3% em massa, e água desionizada, e a mistura resul- tante foi agitada a 95°C por 6 horas para se obter uma dispersão aquosa de resina tendo um teor de sólidos de 20% em massa. A essa dispersão aquo- sa de resina, foram também adicionados γ-glicidoxipropiltrietoxissilano em uma quantidade de 1,2% em massa e poliglicidil éter pentaeritritol em uma quantidade de 0,6% em massa, e a mistura resultante foi reagida a 85°C por 2 horas para se obter uma dispersão aquosa de uma partícula de resina de copolimerização etileno-ácido metacrílico tendo um grupo silanol e um grupo metoxisislila. Essa dispersão aquosa teve um teor de sólidos de 21% em massa e o diâmetro médio das partículas de resina foi de 84 nm.
Exemplo de Produção 6
Em um recipiente de reação, foi colocada uma resina de copoli- merização etileno-ácido metacrílico (o teor de ácido metacrílico foi de 20% em massa), e a isso foram adicionados hidróxido de sódio em uma quanti- dade de 4,7% em massa em relação à quantidade da resina de copolimeri- zação acima e água desionizada, e a mistura resultante foi agitada a 95°C por 2 horas para se obter uma dispersão aquosa de resina tendo um teor de sólidos de 20% em massa. A essa dispersão aquosa de resina, foram tam- bém adicionados γ-glicidoxipropiltrimetoxissilano em uma quantidade de 1,2% em massa e diglicidil éter bisfenol hidrogenado A em uma quantidade de 1,2% em massa foram também adicionados, e a mistura resultante foi reagida a 85°C por 2 horas para se obter uma dispersão aquosa de uma par- tícula de resina de copolimerização etileno-ácido metacrílico tendo um grupo silanol e/ou um grupo metoxisislila. Essa dispersão aquosa teve um teor de sólidos de 21% em massa e o diâmetro médio das partículas de resina foi de 145 nm.
Exemplos 1 a 12, Exemplos Comparativos 1 a 18, Preparação de chapa de aço revestida
Preparação da chapa de teste
Uma chapa de aço eletrogalvanizada (quantidade de zinco de- positada: 20 g/m2) e uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente (quantidade de zinco depositada: 60 g/m2) com 0,8 mm de espessura, res- pectivamente, foram desengraxados a 60°C por 30 segundos pela pulveriza- ção de uma solução aquosa a 2% em massa de um agente desengraxánte alcalino (SURF CLEANER 155 produzido pela Nippon Paint Co., Ltd.). A se- guir, agentes de revestimento flutuantes foram preparados combinando-se as partículas de resina obtidas nos Exemplos de Produção mencionados acima com substâncias mostradas nas Tabelas 1 a 5 conforme as fórmulas mostradas nas Tabelas 6 e 7, e esses agentes de revestimento flutuantes foram aplicados às chapas de aço desengraxadas com um revestidor em barra de tal maneira que a quantidade de revestimento seco foi de 1 g/m2 e as chapas de aço foram cozidas em um forno de ar quente tendo uma tem- peratura ambiente de 500°C até a temperatura da chapa de aço alcançou 150°C e as chapas de teste foram preparadas.
Método de Avaliação
A propriedade de adesão a um substrato, a resistência ao des- cascamento com fita, a propriedade de adesão a tinta, a resistência à corro- são da porção processada, a resistência ao solvente (três espécies de eta- nol, metil etil cetona, e gasolina branca), resistência alcalina, o coeficiente de fricção cinética, o coeficiente de fricção estática, e a resistência à abrasão foram avaliadas. As avaliações foram executadas conforme o critério a se- guir.
Propriedade de adesão ao substrato
Após cada chapa de teste preparada ter sido extrudada em 8 mm por um testador Erichsen, cellotape (produzida pela NICHIBAN CO., LTD.) foi aderida a uma porção extrudada e então forçosamente descasca- da. A chapa de teste foi imersa em um banho corante de metil violeta e o estado do revestimento após o descascamento com cellotape foi classificado conforme o critério a seguir.
O: Não há descascamento
Δ: A área descascada é menor que 10%
x: A área descascada é de 10% ou maior
Resistência ao descascamento com fita
Uma fita de filamento (produzido pela Sliontec Corporation) foi aderido à chapa de teste e a chapa de teste foi deixada aguardando sob condições de 40°C e 80% em relação Pa umidade por uma semana e a fita de filamento foi descascada forçosamente. O estado do revestimento após o descascamento com a fita de filamento foi observado e classificado confor- me o seguinte critério:
O: Há pouco descascamento
Δ: A área descascada é menor que 50%
x: A área descascada é de 50% ou maior
Propriedade de adesão do revestimento
Uma composição de revestimento melamina alcido (Superlac 100 produzido pela Nippon Paint C o., Ltd.) foi aplicada na superfície da cha- pa de teste com um revestidor em barra de tal forma que a espessura da película seca foi de 20 μηι e a chapa de aço foi cozida a 120°C por 25 minu- tos para preparar a chapa revestida. Após a chapa revestida ser deixada aguardando por um dia, ela foi imersa em água fervida por 30 minutos e a- pós ela ser retirada, ela foi deixada aguardando por um dia. Então, o corte de 100 padrões em forma de tabuleiro de damas foi executado a um espa- çamento de 1 mm na chapa de teste revestida e uma cellotape (produzida pela NICHIBAN CO., LTD.) foi aderida às seções de grelha e forçosamente descascada. P estado do revestimento após o descascamento com a fita cellotape foi observada e classificada conforme o critério a seguir:
O: Número de grelhas descascadas é 0
Δ: Número de grelhas descascadas é 49 ou menos
x: Número de grelhas descascadas é 50 ou mais
Resistência à corrosão da porção processada A chapa de teste foi extrudada em 7 mm por um testador Erich- sen e bordas e a parte traseira da chapa de teste foram seladas com fitas e um teste de pulverização de sal SST (JIS Z 2371) foi executado. O estado no qual a ferrugem branca foi produzida após um lapso de 120 horas foi ob- servado e classificado conforme o seguinte critério:
O: Há pouca ferrugem branca
Δ: A Área onde a ferrugem branca foi produzida é menor que 30%
x: A área onde a ferrugem branca foi produzida é 30% ou mais
Resistência ao solvente
A chapa de teste foi ajustada em um testador de fricção e inves- tigados indo e vindo por 5 vezes com uma carga de 0,5 kgf/cm2 sendo apli- cada com algodão absorvente impregnado com etanol, metil etil cetona (MEK) ou gasolina branca e então as bordas e o lado traseiro da chapa de teste foram selados com fitas e um teste de pulverização de sal (JIS Z 2371) foi executado. O estado no qual a ferrugem branca foi produzido após um lapso de 72 horas foi observado e classificado conforme o critério a seguir.
O: Há pouca ferrugem branca
Δ: A Área onde a ferrugem branca foi produzida é menor que 30%
x: A área onde a ferrugem branca foi produzida é 30% ou mais Resistência alcalina
A chapa de teste foi imersa em uma solução aquosa a 2% (pH 12,5) de um agente desengraxante alcalino (SURF CLEANER 53 produzido pela Nippon Paint Co., Ltd.) de 55°C por 2 minutos enquanto agitava-se a solução aquosa e então as bordas e o lado traseiro da chapa de teste foram selados com fitas e um teste de pulverização de sal (JIS Z 2371) foi execu- tado. O estado no qual a ferrugem branca foi produzida após um lapso de 72 horas foi observado e classificado conforme o critério a seguir.
O: Há pouca ferrugem branca
Δ: A Área onde a ferrugem branca foi produzida é menor que 30%
x: A área onde a ferrugem branca foi produzida é 30% ou mais
Coeficiente de fricção cinética
A chapa de teste foi ajustada em um testador de coeficiente de fricção cinética do tipo HEIDON e o coeficiente de fricção cinética foi medido sob as condições de fricção por uma bola de aço inoxidável de 10 mm de diâmetro, uma carga de 100 g e uma velocidade de fricção de 150 mm/min. Um coeficiente preferido de fricção cinética como um critério é de menos de 0,10.
Coeficiente de fricção estática
Usando-se um testador de coeficiente de fricção estática do tipo HEIDON, uma chapa de teste tendo uma área de 25 cm2 da qual as rebar- bas foram removidas foi aderida a um mordedor plano e o coeficiente de fricção estática entre as chapas de teste foi medido a uma velocidade de teste de 0,5°C/s a uma carga de 200 g. O coeficiente de fricção estática co- mo um critério é maior que 0,10.
Resistência à abrasão
Uma carga de 10 g/cm2 foi aplicada à chapa de teste através de um papel corrugado e um movimento elíptico de 360 voltas/minuto foi adi- cionado a essa carga para provocar abrasões em uma área de fricção. Após conduzir esse teste por dez minutos, o estado da superfície da chapa de tes- te foi observado e classificado de acordo com o critério a seguir: O Houve pouco enegrecimento
Δ Uma área de menos de 50% da área de fricção é enegrecida
x 50% ou mais da área de fricção é enegrecida. Os resultados das avaliações e medições dos testes acima mencionados estão mostrados nas Tabelas 6 e 7
Tabela 1
<table>table see original document page 32</column></row><table>Tabela 2
<table>table see original document page 32</column></row><table>
Tabela 3
Partícula de cera poliolefina (B)
<table>table see original document page 32</column></row><table> Tabela 4
Partícula de óxido de silício (C)
<table>table see original document page 32</column></row><table> Tabela 5
Agente de prevenção contra a ferrugem
<table>table see original document page 33</column></row><table> <table>table see original document page 34</column></row><table> <table>table see original document page 35</column></row><table> <table>table see original document page 36</column></row><table> Tabela 7
<table>table see original document page 37</column></row><table> <table>table see original document page 38</column></row><table> <table>table see original document page 39</column></row><table> Dos resultados das Tabelas 6 e 7 acima é evidente que a chapa de aço revestida da presente invenção tem excelentes propriedades de re- sistência à abrasão em adição a uma propriedade de adesão a um substra- to, resistência ao descascamento, uma propriedade de adesão a uma tinta, resistência à corrosão de uma porção processada, resistência ao solvente e resistência alcalina.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL
A chapa de aço revestida da presente invenção pode ser usada adequadamente para automóveis, eletrodomésticos e materiais de constru- ção.

Claims (4)

1. Chapa de aço revestida com um revestimento composto, on- de o mencionado revestimento composto compreende uma resina composto (A) na qual partículas de resina poliuretano (A-1) e partículas de resina de copolimerização de etileno-ácido carboxílico não saturado (A-2), tendo res- pectivamente um diâmetro médio de partícula de 20 a 100 nm e um grupo silanol e/ou um grupo alcoxissilila, estão contidos em uma razão de massa de 20:80 a 90:10 e partículas de óxido de silício (A-3) tendo um diâmetro médio de partícula de 5 a 20 nm e um composto orgânico de titânio (A-4) são combinadas partículas de cera poliolefina (B) tendo um diâmetro médio de partícula de 0,5 a 4 μηη e um ponto de amolecimento de 100 a 140°C, e partículas de óxido de silício (C) tendo um diâmetro médio de partícula de 70 a 200 nm, e onde a quantidade de revestimento do mencionado revestimento composto é 0,5 a 3 g/cm2.
2. Chapa de aço revestida de acordo com a reivindicação 1, onde, no revestimento composto, a quantidade de partículas de óxido de. silício (A-3) é de 5 a 100% em massa em relação à quantidade total de partí- culas de resina de poliuretano (A-1) e da resina de copolimerização etileno- ácido carboxílico não saturado (A-2) e o teor de átomos de titânio é de 0,05 a 3% em massa em relação à quantidade total do revestimento.
3. Chapa de aço revestida de acordo com a reivindicação 1 ou -2, onde o revestimento composto é um revestimento formado também pela combinação de pelo menos um agente de prevenção contra a ferrugem (D) selecionado do grupo consistindo de compostos de fosfato, compostos tio- carbonila, óxido de nióbio e compostos de guanidina em adição às substân- clas (A), (B) e (C).
4. Chapa de aço revestida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, onde a partícula de resina poliuretano (A-1) tem um grupo policarbonato a resina de polimerização etileno-ácido carboxílico não saturado (A-2) é um derivado de um produto neutralizado de uma resina de copolimerização de etileno-ácido metacrílico com metal alcalino, amônia e ou amina.
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