BRPI0806450B1

BRPI0806450B1 - sistema de revestimento em camadas, artigo revestido e método para controlar o aumento de temperatura de um substrato exposto à radiação infravermelha

Info

Publication number: BRPI0806450B1
Application number: BRPI0806450A
Authority: BR
Inventors: H Munro Calum; L Decker Eldon; R Vanier Noel; E Jennings Robert
Original assignee: Ppg Industries Inc
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2008-02-04
Publication date: 2019-01-15
Also published as: WO2008097895A2; KR20090105962A; TW200848169A; BRPI0806450B8; US8822025B2; EP2121201B1; JP2010517817A; CN101605614A; UA95511C2; JP2013177006A; AR065192A1; CA2677255C; BRPI0806450A2; RU2414307C1; AU2008213967A1; TWI340669B; WO2008097895A3; ES2885754T3; EP2121201A2; US20080187708A1

Abstract

sistema de revestimento em camadas, artigo revestido, método para controlar o aumento de temperatura de um substrato exposto à radiação infravermelha e sistema de revestimento de cor escura. composição de revestimento em camadas para uso na produção de uma composição de revestimento escuro frio. o sistema de revestimento inclui uma camada refletora de ir, tendo pigmentos refletores de ir num agiomerante resinoso. a camada absorvedora de radiação é revestida sobre a camada refletora de ir. a camada absorvedora de radiação inclui nanoparticulas de pigmentos dispersas num aglomerante resinoso.

Description

SISTEMA DE REVESTIMENTO EM CAMADAS, ARTIGO REVESTIDO E MÉTODO PARA CONTROLAR O AUMENTO DE TEMPERATURA DE UM SUBSTRATO EXPOSTO À RADIAÇÃO INFRAVERMELHA

Campo da invenção [001] A presente invenção refere-se a sistemas de revestimento que exibem uma cor escura e absorvem minimamente radiação nas proximidades do espectro infravermelho.

Histórico da invenção [002]

Para muitas aplicações de revestimentos tais como revestimentos automotivos, revestimentos aeroespaciais, revestimentos industriais e revestimentos arquitetônicos, cores escuras, tais como preto e azul-escuro são particularmente desejáveis para fins estéticos. Entretanto, veículos e edifícios de cores escuras (ou outros espaços anexos) são suscetíveis à absorção de radiação infravermelha (IV). Estas estruturas de cores escuras refletem quantidades insignificantes de radiação IV.

Como resultado, as estruturas exibem temperaturas elevadas tornam-se bastante quentes, particularmente em dias ensolarados, tornando-os desconfortáveis para seus ocupantes. Além disso, tais veículos ou edifícios são então muito caros para operar uma vez que níveis mais elevados de ar condicionado são requeridos para mantê-los com estruturas tendo confortavelmente, quando comparados cores mais claras com elevada refletividade, tais como veículos que são revestidos com composições de revestimento branco ou prata.

[003] Composições de revestimento de cores escuras têm usado convencionalmente negro de fumo como um pigmento. O negro de fumo absorve um amplo espectro de radiação visível e provê uma cor preto-escuro (preto retinto) desejável quando

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2/21 usado numa composição de revestimento. Entretanto, este amplo espectro inclui também radiação fora da faixa visível. Consequentemente, revestimentos pretos contendo negro de fumo têm uma tendência de aumento de temperatura quando a energia da radiação não-visível é absorvida juntamente com a radiação visível.

[004] Uma solução para evitar a carga térmica experimentada por revestimentos pretos contendo negro de fumo tem sido prover um sistema de duas camadas. Uma camada superior contém um pigmento preto orgânico ou uma mistura de pigmentos orgânicos, que absorve radiação visível para exibir uma cor escura, mas que é substancialmente transparente à radiação IV e, uma camada inferior inclui uma composição que reflete radiação IV. Enquanto a camada refletora de IV inferior reflete radiação IV e minimiza o aumento de temperatura do sistema de revestimento, a camada de pigmento orgânico sobreposta contém pigmentos que espalham substancialmente luz, comparados ao pigmento de negro de fumo bem disperso. Consequentemente, a camada de pigmento preto orgânico não atinge uma verdadeira cor preto e pode parecer cinza ou marrom.

[005] Noutra abordagem, composições refletoras de IV incluem um pigmento preto como um colorante e um pigmento refletor para refletir a radiação IV. Novamente, tais composições de revestimento não exibem, tipicamente, uma cor escura tal como o preto retinto.

Sumário da invenção [006] A presente invenção refere-se a um sistema de revestimento em camadas exibindo uma cor escura que inclui uma primeira camada refletora de IV compreendendo pigmentos

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3/21 refletores de IV num aglomerante resinoso e uma segunda camada absorvedora de radiação visível que exibe uma cor escura e é substancialmente transparente à radiação IV, a segunda camada compreendendo uma tinta num aglomerante resinoso, a tinta compreendendo nanopartículas de pigmentos tendo um tamanho médio de partícula principal de até 100 nm. A presente invenção inclui também um método para controlar o aumento de temperatura de um substrato exposto à radiação infravermelha compreendendo aplicar uma composição de revestimento refletora de IV como uma primeira camada sobre um substrato e aplicar uma composição de revestimento absorvedora de radiação visível que é substancialmente transparente à radiação IV sobre a primeira camada para formar uma segunda camada, sendo que a segunda camada compreende uma tinta num aglomerante resinoso tal que a segunda camada exibe uma cor escura, a tinta compreendendo nanopartículas de pigmentos tendo um tamanho médio de partícula principal de até 100 nm. A presente invenção abrange também um sistema de revestimento que inclui uma primeira camada refletora de IV compreendendo pigmentos refletores de IV num aglomerante resinoso e uma segunda camada absorvedora de radiação visível que exibe uma cor escura e é substancialmente transparente à radiação IV, a dita segunda camada compreendendo uma tinta num aglomerante resinoso, a tinta compreendendo nanopartículas de pigmentos, sendo que os pigmentos têm um tamanho de até 100 nm, a tinta exibe uma opacidade máxima de 1% e o sistema de revestimento tem um valor de grau de escuridão de pelo menos 240.

Breve descrição do desenho [007] A Figura 1 é uma representação sistemática de um

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4/21 sistema de revestimento em camadas da presente invenção.

Descrição detalhada da invenção [008] A presente invenção refere-se a um sistema de revestimento que exibe cores escuras (tal como preto retinto) e experimenta uma elevação de temperatura substancialmente reduzida, quando comparado com revestimentos contendo negro de fumo, quando exposto a um amplo espectro de radiação tal como luz solar. Uma composição de revestimento de cor escura, sistema de revestimento ou similares, significa que a composição ou sistema exibe uma cor escura tal como preto retinto ou substancialmente preto ou de cor suficientemente intensa para exibir um valor de grau de escuridão (jetness value) definido em seguida. Elevação de temperatura substancialmente comparado com revestimentos de negro de fumo, significa que um artigo possuindo o sistema de revestimento da presente invenção experimenta um aumento de temperatura devido à absorção de radiação que é rapidamente detectada (por exemplo, pelo toque) como sendo menor que o aumento de temperatura de revestimentos de negro de fumo. Tal como aqui descrito, radiação IV refere-se à radiação IV solar, que inclui radiação no espectro eletromagnético em comprimentos de onda de cerca de 700 nm a 2500 nm. Considerase aqui que a radiação visível inclui radiação no espectro eletromagnético em comprimentos de onda de cerca de 400 nm até 700 nm.

[009] A Figura 1 mostra o sistema de revestimento 2 da presente invenção quando aplicado num substrato 4 e incluindo uma camada refletora de IV 6 e uma camada absorvedora de radiação visível 8. O substrato 4 pode assumir numerosas formas e pode ser produzido por uma variedade de composições,

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5/21 incluindo componentes de um automóvel incluindo painéis metálicos, áreas de assento de couro ou pano, componentes plásticos tais como painéis de instrumentos ou volantes, e/ou outras superfícies internas de um veiculo; componentes aeroespaciais incluindo painéis externos de aeronaves (que podem ser metálicos ou produzidos com materiais compósitos ou similares) , áreas de assento de couro, plástico ou pano e painéis internos, incluindo painéis de controles e similares; componente de edifícios incluindo painéis externos e materiais de telhados; e componentes industriais. Estes exemplos não são limitativos. Qualquer artigo revestido, particularmente artigos que são revestidos com composições de revestimentos escuros, podem ser apropriados para uso com a presente invenção a fim de aplicar uma composição de revestimento escuro que experimenta aumento não substancial de temperatura quando exposto a um amplo espectro de radiação tal como luz solar, e em particular, reflete radiação infravermelha.

[010] O sistema de revestimento 2 da presente invenção inclui uma camada refletora de IV 6 que inclui pigmentos refletores num aglomerante resinoso. Os aglomerantes resinosos apropriados são aquosos ou base-solvente e incluem aqueles que composições industriais, se usam em de repintura revestimentos composições OEM automotiva, arquitetônicos, automotivas, revestimentos revestimentos elétricos, revestimentos em pó de bobinas e revestimentos aeroespaciais. Tais aglomerantes resinosos apropriados podem incluir uma composição de revestimento curável contendo componentes tais como copolímeros acrílicos contendo ácido carboxílico ou hidroxila e oligômeros e polímeros de

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6/21 poliéster contendo ácido carboxílico ou hidroxila e polímeros de poliuretano contendo hidroxila ou isocianato ou poliureias contendo amina ou isocianato que podem melhorar a taxa de cura, aparência e outras propriedades físicas do revestimento curado. Numa incorporação, a camada refletora de IV 6 inclui componentes para refletir radiação infravermelha tal como óxido de ferro em pó, óxido de titânio em pó, alumínio escamoso em pó, aço inoxidável em pó e mica em pó (que pode estar coberta com óxido de titânio) quando são convencionais. Como tal, a camada refletora de IV 6 pode ser uma camada de cor clara (por exemplo, pode ser branca) que reflete radiação

IV. Alternatlvamente, a camada refletora de IV 6 pode incluir também pigmentos não absorvedores de IV. Os pigmentos não absorvedores de IV podem ser providos a fim de que a camada refletora de IV 6 tenha alguma cor e não seja essencialmente de cor clara. Exemplos não-limitativos de pigmentos não absorvedores de IV são: pigmento amarelo 138, pigmento amarelo 139, pigmento vermelho 179, pigmento vermelho 202, pigmento violeta 29, pigmento azul 15:3, pigmento verde 36, pigmentos pretos Paliogen® e Lumogen® de BASF. No caso da camada absorvedora de radiação visível 8 ser danificada e expor a camada refletora de IV 6 durante uso do sistema de revestimento 2, a camada refletora de IV 6 tendo alguma cor não exibirá uma cor clara que mostra o sistema de revestimento 2 danificado. Além disso, a camada refletora de IV 6 pode incluir também pigmentos pretos refletores de IV convencionais, tais como preto Ceramic Color AG235 e preto Ceramic Color AB820 (Kawamura Chemical), preto V-780 IV e preto V-799 IV e preto Eclipse 10201 e preto Eclipse 10202 e preto Eclipse 10203 (Ferro Pigments), preto 411A (Shepherd),

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7/21 e preto Sicopal K 0095 (BASF).

[011] Considera-se que a camada refletora de IV 6 é aplicada diretamente num substrato 4 de um artigo para a qual aumento de temperatura é uma consequência. Deve-se entender que o substrato 4 pode incluir também camadas de tratamento adicionais e que se considera ainda a primeira camada 6 como sendo aplicada sobre o substrato 4 quando camadas adicionais forem aplicadas sobre o substrato 4. Por exemplo, quando um substrato 4 for o painel de um veiculo (tal como um automóvel ou aeronave), o painel de veiculo poderá incluir também uma camada de tratamento eletrorrevestida ou uma camada de tratamento de fosfato sobre o mesmo. Neste caso, a primeira camada é realmente aplicada sobre a camada de eletrorrevestimento ou similares, entretanto, de acordo com a invenção, a primeira camada 6 ainda é considerada como sendo aplicada sobre o substrato 4.

[012] A segunda camada 8 para absorver radiação visível num comprimento de onda desejado para exibir uma cor desejada é aplicada sobre a camada refletora de IV 6 e inclui nanopartículas de pigmentos dispersas num aglomerante resinoso. O aglomerante resinoso pode ser igual ou diferente do aglomerante resinoso da camada refletora de IV 6 e pode incluir os componentes poliméricos descritos acima. Os pigmentos em nanopartículas na camada absorvedora de radiação visível 8 são substancialmente transparentes em comprimentos de onda de radiação IV, tal que a radiação IV externa ao substrato 4 é substancialmente transmitida através da segunda camada 8. Substancialmente transparente significa que as nanopartículas de pigmentos na camada absorvedora de radiação visível 8 transmitem a energia da radiação infravermelha sem

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8/21 espalhamento ou absorção da mesma. Consequentemente, a radiação IV é refletida pelo substrato 4 pelos pigmentos refletores de IV da camada refletora de IV 6. No momento da reflexão da radiação IV pela camada refletora de IV 6, o substrato 4 e quaisquer componentes subjacentes exibem elevação de temperatura substancialmente reduzida comparado aos revestimentos escuros convencionais (por exemplo, revestimentos de negro de fumo) devido à absorção reduzida de radiação IV.

[013] Os pigmentos em nanoparticulas contidos na camada absorvedora de radiação visível podem ser compostos de um único componente tal como pigmento preto Lumogen® obtenível de BASF (um pigmento preto baseado em perileno) ou uma pluralidade de pigmentos que são selecionados a fim de atingir a cor desejada. O termo nanopartícula significa que os pigmentos têm um tamanho de partícula médio principal de até cerca de 100 nm, ou de até cerca de 50 nm, por exemplo, de até cerca de 30 nm.

[014] Numa incorporação da invenção, para preparar a camada absorvedora de radiação 8 adicionam-se as nanoparticulas de pigmentos no aglomerante resinoso na forma de tintas. Tinta significa uma composição de pigmento num dispersante, que pode ser um material resinoso (polimérico) compatível com os aglomerantes resinosos baseados em solvente ou que pode ser compatível com sistemas aquosos de revestimento.

[015]

Numa incorporação, as tintas contendo as nanoparticulas de pigmentos são produzidas com pigmentos convencionais de cores variáveis, incluindo vermelho, verde, violeta, amarelo e azul. Exemplos não-limitativos de

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9/21 pigmentos apropriados incluem pigmento amarelo 138, pigmento amarelo 139, pigmento vermelho 179, pigmento vermelho 202, pigmento violeta 29, pigmento azul 15:3, e pigmento verde 36. As tintas contendo nanoparticulas de pigmentos podem ser preparadas moendo pigmentos orgânicos a granel com meios de moagem tendo um tamanho de partícula menor que cerca de 0,5 mm, preferivelmente menor que 0,3 mm e mais preferivelmente de cerca de 0,1 mm ou menor.

As tintas contendo partículas de pigmentos são moidas para reduzir o tamanho de partícula principal de pigmento para tamanhos nanoparticulados numa moagem de energia elevada num sistema de solvente orgânico, tal como acetato de butila usando um dispersante, com uma resina de moagem polimérica opcional.

[016]

Os dispersantes apropriados incluem copolimeros acrílicos produzidos por polimerização via radical de transferência de átomo tendo uma porção superior e uma porção de cauda em que a porção superior exibe afinidade por pigmentos (tais como grupos aromáticos), porção de cauda é compatível com aglomerantes resinosos de composições de revestimento (tais como grupos acrílicos), com o polímero tendo um peso molecular médio ponderai de 1.000 a 20.000. Por exemplo, o dispersante pode incluir um copolimero em bloco compreendendo um monômero de funcionalidade oxirano reagido com um ácido carboxílico aromático policíclico e um ou mais blocos adicionais compreendendo alquil ésteres de ácido (met)acrílico. Numa incorporação, o primeiro bloco um (met)acrilato de glicidila reagido com um ácido naftóico e segundo e terceiro blocos que são diferentes um do outro, cada um deles incluindo alquil ésteres de ácido (met)acrílico. Um exemplo de tal dispersante pode ser

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10/21 encontrado em SAC8R61, um revestimento, obtenível comercialmente de PPG Industries, Inc.

[017] Outros dispersantes apropriados incluem Solsperse® 32.500 obtenível de Lubrizol Corporation de Wickliffe, Ohio, Disperbyk® 2050 obtenível de Byk Additives & Instruments de Wesel, Alemanha, ou Solsperse® 27.000 (usado em sistemas aquosos, obtenível de Lubrizol Corporation).

[018] Numa incorporação, as tintas têm uma opacidade (haze) máxima de 10%, tal como uma opacidade máxima de 5% ou uma opacidade máxima de 1%, tal como descrito na patente U.S. n² 6.875.800, aqui incorporada por referência. Opacidade é uma medida da transparência de um material e está definida por ASTM D 1003. Os valores de opacidade aqui descritos são determinados usando um espectrofotômetro X-Rite 8400 em modo de transmitância com uma célula de comprimento de curso de 500 mícrons em pigmentos dispersos num solvente apropriado tal como acetato de n-butila. Como a porcentagem de opacidade de uma amostra liquida depende da concentração (e, portanto, da transmitância de luz através do líquido), a porcentagem de opacidade é aqui descrita numa transmitância de cerca de 15% a cerca de 20% (por exemplo, a 17,5%) no comprimento de onda de absorbância máxima.

[019] Outros métodos apropriados para produzir nanopartículas de pigmentos em tintas incluem cristalização, precipitação, condensação de fase gasosa, e atrito químico (isto é, dissolução parcial). As tintas contendo nanopartículas de pigmentos podem ser misturadas a fim de se obter a cor escura desejada.

[020] A fim de minimizar re-aglomeração de nanopartículas no revestimento, pode-se usar uma dispersão de nanopartículas

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11/21 revestidas com resina. Quando aqui usada, a expressão dispersão de nanopartículas revestidas com resina refere-se a uma fase contínua na qual se dispersam nanopartículas compósitas discretas que compreendem uma nanopartícula e um revestimento de resina sobre a nanopartícula. Exemplos de dispersões de nanopartículas revestidas com resina e método para prepará-las são identificados na publicação de pedido de patente U.S. 2005/0287348 Al, depositado em 24 de junho de 2004 e na publicação de pedido de patente U.S. 2006/0251896, depositado em 20 de janeiro de 2006, ambas aqui incorporadas por referência.

[021] Numa incorporação da invenção, o sistema de revestimento exibe cor preto retinto. O grau de escuridão de uma cor é uma medida da escuridão da cor. O grau de escuridão pode ser quantificado obtendo dados de cor de um espectrofotômetro e usando a fórmula discutida em K. LippokLohmer, Farbe+Lack, 92, página 1024 (1986):

Grau de escuridão= 100* (logio (Xn/X)-logio (Yn/Y)-logio (Zn/Z) ) [022] Consequentemente, um sistema de revestimento preto desejável tem um elevado valor de grau de escuridão. Numa incorporação da invenção, o valor de grau de escuridão é de pelo menos 240. Para atingir um elevado valor de grau de escuridão, as tintas podem ser usadas individualmente ou em combinação para produzir uma cor escura para o sistema de revestimento da presente invenção. Em particular, descobriuse que uma pluralidade de tintas (com nenhuma das tintas sendo um pigmento de negro de fumo) pode ser usada em combinação numa composição de revestimento para atingir cor preto retinto, tal como tendo um valor de grau de escuridão de pelo menos 240.

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12/21 [023] Descobriu-se que o sistema de revestimento em camadas da presente invenção é particularmente apropriado para produzir cores escuras frias numa composição de revestimento para aplicação numa variedade de substratos. A camada absorvedora de radiação visivel absorve um amplo espectro de radiação visível para atingir uma cor escura, mas é transparente à radiação IV. As nanoparticulas de pigmento evitam espalhamento de luz incidente a fim de que se perceba uma cor escura perfeita. A radiação IV passando através da camada absorvedora de radiação visivel é refletida pela camada refletora de IV subjacente. Desta maneira, o sistema de revestimento não absorve radiação IV de modo que um artigo revestido com o mesmo experimenta aumento de temperatura reduzido comparado a revestimentos convencionais de negro de fumo expelindo a radiação IV. O sistema de revestimento da presente invenção é particularmente útil em revestimentos automotivos, revestimentos arquitetônicos, revestimentos industriais, revestimentos aeroespaciais (tal como em aeronaves) e revestimentos flexíveis (tal como em calçados).

[024] Descrever-se-á ainda a invenção por referência aos seguintes exemplos.

Exemplos

Exemplos 1-7; Dispersões de pigmentos

Exemplo 1 [025] O pigmento amarelo 138 (PY 138) foi moldo e disperso na fórmula-base de moinho mostrada na Tabela 1 num Super moinho QM-1 QMAX (Premier Mill, equipamento de processo SPX) usando meios de moagem YTZ de 0,3 mm para o valor final de porcentagem de opacidade mostrado na Tabela 2.

Exemplo 2

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13/21 [026] O pigmento amarelo 139 (PY 139) foi moido e disperso na fórmula-base de moinho mostrada na Tabela 1 num

Super moinho QM-1 QMAX (Premier Mill, equipamento de processo

SPX) usando meios de moagem YTZ de 0,3 mm para o valor final de porcentagem de opacidade mostrado na Tabela 2.

Exemplo 3 [027] O pigmento vermelho 179 (PR 179) foi moido e disperso na fórmula-base de moinho mostrada na Tabela 1 num Super moinho QM-1 QMAX (Premier Mill, equipamento de processo SPX) usando meios de moagem YTZ de 0,3 mm para o valor final de porcentagem de opacidade mostrado na Tabela 2.

Exemplo 4 [028] O pigmento violeta 29 (PV 29) foi moido e disperso na fórmula-base de moinho mostrada na Tabela 1 num Super moinho QM-1 QMAX (Premier Mill, equipamento de processo SPX) usando meios de moagem YTZ de 0,3 mm para o valor final de porcentagem de opacidade mostrado na Tabela 2.

Exemplo 5 [029] O pigmento azul 15:3 (PB 15:3) foi moido e disperso na fórmula-base de moinho mostrada na Tabela 1 num Super moinho QM-1 QMAX (Premier Mill, equipamento de processo SPX) usando meios de moagem YTZ de 0,3 mm para o valor final de porcentagem de opacidade mostrado na Tabela 2.

Exemplo 6 [030] Preto Lumogen® FK 4280 foi moido e disperso na fórmula-base de moinho mostrada na Tabela 1 num Super moinho QM-1 QMAX (Premier Mill, equipamento de processo SPX) usando meios de moagem YTZ de 0,3 mm para o valor final de porcentagem de opacidade mostrado na Tabela 2.

Exemplo Comparativo 7

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14/21 [031] Uma dispersão de pigmento de preto Lumogen® FK 4280 foi molda e dispersa na fórmula-base de moinho mostrada na Tabela 1 usando um dispersador Dispermat modelo CN F2 com o Dispermat + acessório TML 1 (cesto de moagem) , usando meios de moagem Zirconox de 1,2-1,7 mm, para um Hegman de 6. O valor final de porcentagem de opacidade mostrado na Tabela 2.

Tabela 1

Ingredientesbase de moinho	Ex. 1	Ex. 2	Ex. 3	Ex. 4	Ex. 5	Ex. 6	Ex. Comp. 7
Resina dispersante*	29, 07	28, 92	25,46	29, 98	29, 68	20,07	20, 95
Acetato de nbutila	60, 78	60, 97	64,35	59, 52	58, 89	0	0
Xileno	0	0	0	0	0	69, 92	0
Acetato DOWANOL PM	0	0	0	0	0	0	68,58
Sinergista Solsperse 5000 (Lubrizol)	0	0	0	0	1, 05	0	0
Amarelo Palioto L 0962 HD (BASF Pigments)	10, 15	0	0	0	0	0	0
Amarelo Palioto L 2140 HD (BASF Pigments)	0	10, 11	0	0	0	0	0
Vermelho Irgazin 379 (Ciba Pigments)	0	0	10, 19	0	0	0	0
Violeta Perrindo 29 V4050 (Sun Chemical)	0	0	0	10,50	0	0	0
Azul Heliogen L7081D (BASF Pigments)	0	0	0	0	10, 38	0	0
Preto Lumogen FK 4280 (BASF Pigments)	0	0	0	0	0	10,01	10,47

[032] Preparou-se um polímero acrílico tal como descrito de modo geral na patente U.S. 6.365.666 por técnicas de polimerização via radical de transferência de átomo a partir

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15/21 dos seguintes monômeros numa base ponderai: 19,9% de acrilato de butila, 21,5% de metacrilato de butila, 20,5% de metacrilato de glicidila, e 38,1% de metacrilato de hidroxil propila. As unidades de metacrilato de glicidila foram funcionalizadas com ácido 3-hidroxi-2-naftóico. O polímero teve um peso molecular médio ponderai de cerca de 9300.

Tabela 2

Características de tinta	Ex. 1	Ex. 2	Ex. 3	Ex. 4	Ex. 5	Ex. 6	Ex. Comp. 7
% em peso de nãovoláteis	39, 22	39, 03	35, 65	40, 48	41, 11	30, 08	15, 00
% em peso de pigmento	1, 15	10,11	10,19	10, 5	10, 38	10, 01	10, 00
% de opacidade*	0,4	0,4	0,1	0,1	0, 2	0, 3	34, 9

*Para análise, as tintas finais foram diluídas com solvente. A porcentagem de opacidade foi medida com um espectrofotômetro X-Rite 8400 em modo de transmitância com uma célula de comprimento de trajetória de 500 mícrons. A porcentagem de opacidade aqui informada está numa transmitância de cerca de 17,5% no comprimento de onda de absorbância máxima.

Exemplos 8-12: Composições de revestimento

Exemplo 8 [033] Formulou-se uma tinta usando 7,15 g de revestimento transparente automotivo de PPG Industries, Inc. (revestimento DIAMOND, DCT5002HC/DCT5001B) e 2,96 g de uma mistura de tintas consistindo de: 10,14% em peso de tinta do Exemplo 1, 6,17% em peso de tinta do Exemplo 2, 12,21% em peso de tinta do Exemplo 3, 33,40% em peso de tinta do Exemplo 4, e 38,08% em peso de tinta do Exemplo 5. A quantidade de pigmento na tinta foi de 6% em peso dos não-voláteis totais na tinta, e a porcentagem em peso de cada pigmento individual no conteúdo

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16/21 total de pigmentos foi 10% de pigmento amarelo 138, 6% de pigmento amarelo 139, 12% de pigmento vermelho 179, 34% de pigmento violeta 29, e 38% de pigmento azul 15:3. Esta tinta foi estirada usando uma barra de estirar de enrolamento de fio # 14 (PA-4140, Byk-Gardner) sobre um alumínio TRU 04x12x037, painel branco revestido de bobina não-polida tratada (Painéis de teste ACT, APR33700). O valor de grau de escuridão da película de tinta curada, a porcentagem de refletância solar total, e o incremento de calor do painel foram medidos e relatados na Tabela 3.

Exemplo Comparativo 9 [034] Repetiu-se o Exemplo 8 para produzir um painel pintado, exceto que a mistura de tinta foi produzida a partir de uma mistura de tintas convencionais, onde as porcentagens em peso dos pigmentos na tinta final foram as mesmas do Exemplo 8, isto é, 6% em peso dos não-voláteis totais, dos quais são 10% de pigmento amarelo 138, 6% de pigmento amarelo 139, 12% de pigmento vermelho 179, 34% de pigmento violeta 29, e 38% de pigmento azul 15:3. O painel foi testado para grau de escuridão, % de TSR e incremento de calor relatados na Tabela 3. O Exemplo 8 exibiu grau de escuridão significativamente melhorado comparado ao Exemplo Comparativo 9.

Exemplo 10 [035] Formulou-se uma tinta usando 7,15 g de revestimento transparente automotivo de PPG Industries, Inc. (revestimento DIAMOND, DCT5002HC/DCT5001B) e 2,89 g da tinta do Exemplo 6. A quantidade de pigmento na tinta foi de 6% em peso dos nãovoláteis totais na tinta. Esta tinta foi estirada sobre um painel tal como no Exemplo 8 e testada para grau de

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17/21 escuridão, % de TSR e incremento de calor relatados na Tabela 3.

Exemplo Comparativo 11 [036] Repetiu-se o Exemplo 10 exceto que se usou 2,78 g da tinta do Exemplo Comparativo 7 em vez da tinta do Exemplo 6. A quantidade de pigmento na tinta foi de 6% em peso dos não-voláteis totais na tinta. Esta tinta foi estirada sobre um painel tal como no Exemplo 10 e testada para grau de escuridão, % de TSR e incremento de calor relatados na Tabela 3. 0 Exemplo 10 exibiu grau de escuridão significativamente melhorado comparado ao Exemplo 11.

Exemplo Comparativo 12 [037] Como um exemplo comparativo para os Exemplos 8-11, formulou-se uma tinta contendo negro de fumo usando revestimento transparente automotivo de PPG Industries, Inc. (revestimento DIAMOND, DCT5002HC/DCT5001B) e uma tinta preta convencional. A quantidade de pigmento de negro de fumo na tinta foi de 6% em peso dos não-voláteis totais na tinta. Esta tinta foi estirada sobre um painel tal como nos Exemplos 8-11 e testada para grau de escuridão, % de TSR e incremento de calor relatados na Tabela 3. Os Exemplos 8, 9, 10, e 11 mostraram todos % de TSR significativamente melhorada e elevação de temperatura acima de temperatura ambiente significativamente menor que no Exemplo 12.

Tabela 3

Exemplo	Grau de escuridão*	%de TSR**	ATlu C² (°F)
8	299	32,7	44,44 (112)
9 (comparativo)	222	34,7	44,44 (112)
10	343	32,8	46,11 (115)
11 (comparativo)	234	34,4	41,11 (106)
12 (comparativo)	327	4,3	65, 00 (149)

*Mediu-se o grau de escuridão obtendo os dados de cor de um

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18/21 espectrofotômetro (X-Rite MA68, usando dados de cor de 75°) e usando a seguinte fórmula: Grau de escuridão= 100*(logi₀(Xn/X)logio (Yn/Y)-logio (Zn/Z) ) discutida em K. Lippok-Lohmer, Farbe+Lack, 92, página 1024 (1986).

**A porcentagem de refletância solar total (% de TSR) foi calculada usando os métodos de ASTM E 903 e ASTM E 8 91 a partir de dados medidos com um espectrofotômetro Cary 500 (Varian) numa faixa de comprimentos de onda de 300-2500 nm.

*** O incremento de calor foi quantificado pela elevação de temperatura acima da temperatura ambiente no laboratório sob uma lâmpada de aquecimento descrita em ASTM D 4803-97. Exemplos 13-14: Dispersões de pigmentos

Exemplo 13 [038] Preto Lumogen® FK 4280 foi moido e disperso na fórmula-base de moinho mostrada na Tabela 4 com esferas de vidro de silicato de boro (Duraspheres) de 40-80 mícrons (GL0179, de MoSci Corporation) num frasco de aço inoxidável refrigerado a água de 1,18 L (1,25 quarto) usando um dispersador de laboratório (Premier Mill, modelo 2000) para nanopartículas com % de valor de opacidade final mostrado na Tabela 5.

Exemplo Comparativo 14 [039] Preto Lumogen® FK 4280 foi moido e disperso na fórmula-base de moinho mostrada na Tabela 4, num recipiente de 0,24 L (8 onças), usando meios de moagem Zirconox de 0,7-

1,2 mm, num misturador Red Devil por 30 minutos, para um Hegman de 8, e atingindo % de valor de opacidade final mostrado na Tabela 5.

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Tabela 4

	% em peso de fórmula de tinta
Ingredientes-base de moinho	Exemplo 13	Ex. Comp. 14
Disperbyk 2050 (Byk Additives & Instruments)	28,58	35,49
Xileno	74,07	55, 41
Preto Lumogen FK 4280 (BASF Pigments)	5, 35	9, 10

Tabela 5

Características de tinta	Exemplo 13	Ex. Comp. 14
% em peso de não-voláteis	16, 05	27,55
% em peso de pigmento	5, 35	9, 10
% de opacidade*	3,4	14,5

Exemplos 15-16: Composições de revestimento

Exemplo 15 [040] Formulou-se uma tinta usando 5,72 g de revestimento transparente automotivo de PPG Industries, Inc. (revestimento DIAMOND, DCT5002HC/DCT5001B) e 4,32 g da tinta do Exemplo 13. A quantidade de pigmento na tinta foi de 6% em peso dos nãovoláteis totais na tinta. Esta tinta foi estirada usando uma barra de estirar de enrolamento de fio # 60 (PA-4140, BykGardner) sobre um alumínio TRU 04x12x037, painel branco revestido de bobina não-polida tratada (Painéis de teste ACT, APR33700). O valor de grau de escuridão da película de tinta curada, a porcentagem de TSR, e o incremento de calor do painel foram medidos e relatados na Tabela 6.

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Exemplo Comparativo 16 [041] Como um exemplo comparativo para o Exemplo 15, formulou-se uma tinta usando 5,72 g de revestimento transparente automotivo de PPG Industries, Inc. (revestimento DIAMOND, DCT5002HC/DCT5001B) e 2,55 g da tinta do Exemplo

Comparativo 14. A quantidade de pigmento na tinta foi de 6% em peso dos não-voláteis totais na tinta. Esta tinta foi estirada usando uma barra de estirar de enrolamento de fio # 60 (PA-4140, Byk-Gardner) sobre um aluminio TRU 04x12x037, painel branco revestido de bobina não-polida tratada (Painéis de teste ACT, APR33700) . O valor de grau de escuridão da película de tinta curada, a porcentagem de TSR, e o incremento de calor do painel foram medidos e relatados na Tabela 6. O Exemplo 15 exibiu grau de escuridão significativamente melhorado comparado ao Exemplo Comparativo

16.

Tabela 6

Exemplo	Grau de escuridão*	% de TSR**	ATlu ^eC (°F)
15	265	34,4	47,77 (118)
16 (comparativo)	212	33, 4	45,00 (113)

*Mediu-se o grau de escuridão obtendo os dados de cor de um espectrofotômetro (X-Rite MA68, usando dados de cor de 75°) e usando a seguinte fórmula:

Grau de escuridão= 100* (logi₀ (Xn/X) -logi₀ (Yn/Y) -logio (Zn/Z) )

discutida	em K.	Lippok-Lohmer,	Farbe+Lack,	92, página	1024
(1986).
**A porcentagem	de refletância	solar total	(% de	TSR)	foi
calculada	usando	os métodos de	ASTM E 903	e ASTM	E 891 a
partir de	dados	medidos com um	espectrofotômetro	Cary	500

(Varian) numa faixa de comprimentos de onda de 300-2500 nm.

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21/21 ***0 incremento de calor (ATlu) foi quantificado pela elevação de temperatura acima da temperatura ambiente no laboratório sob uma lâmpada de aquecimento descrita em ASTM D 4803-97.

Exemplo Comparativo 17: Painel branco [042] Como um exemplo comparativo para os painéis revestidos dos Exemplos 8-12, mediu-se grau de escuridão, % de refletância solar total (% de TSR), e incremento de calor (ATlu) num painel branco usado naqueles exemplos, isto é, um alumínio TRU 04x12x037, painel branco revestido de bobina não-polida tratada (Painéis de teste ACT, APR33700). O valor de grau de escuridão foi 11, a % de TSR foi de 73,3 e ATlu foi de 352C (95°F).

[043] Aqueles habilitados na técnica compreenderão rapidamente que podem ser feitas modificações na invenção sem se afastar dos conceitos divulgados na descrição anterior. Tais modificações são consideradas como estando incluídas nas reivindicações seguintes salvo se as reivindicações, por sua linguagem, afirmarem expressamente o contrário. Consequentemente, as incorporações particulares descritas aqui detalhadamente são apenas ilustrativas e não limitativas da abrangência da invenção que é para ser dada a extensão completa das reivindicações anexas.

Claims

1. Sistema de revestimento em camadas, exibindo uma cor escura, caracterizado pelo fato de compreender: (a) uma primeira camada refletora de IV compreendendo pigmentos refletores de IV num aglomerante resinoso; e (b) uma segunda camada absorvedora de radiação visível que exibe uma cor escura e é substancialmente transparente à radiação IV, a dita segunda camada compreendendo uma tinta num aglomerante resinoso, a dita tinta compreendendo nanopartículas de pigmentos convencionais tendo um tamanho médio de partícula principal de até 100 nm, sendo que os pigmentos são pigmentos pretos orgânicos ou combinações de pigmentos vermelho, verde, violeta, amarelo e azul, e um dispersante polimérico definido por um copolimero acrílico obtido por polímerização via radical de transferência de átomo tal que sua porção de cauda é compatível com aglomerantes resinosos de composições de revestimento de grupos acrílicos, sendo que o polímero tem um peso molecular médio ponderai de 1.000 a 20.000, sendo que dito revestimento multicamada exibe um valor de grau de escuridão de pelo menos 240.

2. Sistema de revestimento em camadas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as ditas nanopartículas de pigmentos terem um tamanho médio de partícula principal de até 50 nm.

3. Sistema de revestimento em camadas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as ditas nanopartículas de pigmentos terem um tamanho médio de partícula principal de até 30 nm.

4. Sistema de revestimento em camadas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada uma das

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2/3 ditas tintas ter uma opacidade máxima de 10%.

5. Sistema de revestimento em camadas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada uma das ditas tintas ter uma opacidade máxima de 1%.

6. Sistema de revestimento, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender uma pluralidade das ditas tintas.

7. Artigo revestido, caracterizado pelo fato de compreender o sistema de revestimento em camadas, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, posicionado sobre uma superfície do artigo.

8. Artigo revestido, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a dita superfície ser metal, um material compósito, pano, couro ou plástico.

9. Artigo revestido, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de ser um componente de aeronave.

10. Método para controlar o aumento de temperatura de um substrato exposto à radiação infravermelha, caracterizado pelo fato de compreender: (a) aplicar uma composição de revestimento refletora de IV como uma primeira camada sobre o substrato; e (b) aplicar uma composição de revestimento absorvedora de radiação visível que é substancialmente transparente à radiação IV sobre a primeira camada para formar uma segunda camada, sendo que a segunda camada compreende uma tinta num aglomerante resinoso tal que a segunda camada exibe uma cor escura, a tinta compreendendo nanopartículas de pigmentos convencionais tendo um tamanho médio de partícula principal de até 100 nm, sendo que os pigmentos são pigmentos pretos orgânicos ou combinações de pigmentos vermelho, verde, violeta, amarelo e azul, e um

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3/3 dispersante polimérico definido por um copolímero acrílico obtido por polimerização via radical de transferência de átomo tal que sua porção de cauda é compatível com aglomerantes resinosos de composições de revestimento de grupos acrílicos, sendo que o polímero tem um peso molecular médio ponderai de 1.000 a 20.000, e sendo que o sistema de revestimento em camadas exibe um valor de grau de pelo menos 240.

11. Método, de acordo com a reivindicação

10, caracterizado pelo fato de as nanoparticulas de pigmentos terem um tamanho médio de partícula principal de até 50 nm.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de as nanoparticulas de pigmentos terem um tamanho médio de partícula principal de até 30 nm.

13. Método, de acordo com a reivindicação

10, caracterizado pelo fato de cada uma das ditas tintas ter uma opacidade máxima de 10%.

14. Método, de acordo com a reivindicação

10, caracterizado pelo fato de cada uma das ditas tintas ter uma opacidade máxima de 1%.