BRPI0814095B1

BRPI0814095B1 - Formulação de revestimento com adesão a metal acentuada

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Publication date: 2018-10-02

Description

(54) Título: FORMULAÇÃO DE REVESTIMENTO COM ADESÃO A METAL ACENTUADA (51) lnt.CI.: C09D 4/06 (30) Prioridade Unionista: 20/07/2007 DE 10 2007 034 456.4 (73) Titular(es): EVONIK RÕHM GMBH (72) Inventor(es): GÜNTER SCHMITT; PETER NEUGEBAUER; SYBILLE SCHOLL; HEIKE HEEB; PETER REINHARD; GILBERT KÜHL (85) Data do Início da Fase Nacional: 15/01/2010

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para FORMULAÇÃO DE REVESTIMENTO COM ADESÃO A METAL ACENTUADA.

[001] A presente invenção se refere a uma formulação de revestimento com adesão a metal aperfeiçoada.

[002] Tintas arquitetônicas e vernizes impedem rápida dilapidação e mantêm o funcionamento de construções. Para todo material de construção, todo substrato e todo tipo de exposição subsequente, os fabricantes de tintas para construções oferecem materiais de revestimento otimizados e feitos sob medida, usualmente combinados para sistemas.

[003] Aço é um material para construção que é de alto valor e pode ser usado quase universalmente. Além disso, certas estruturas de construções seriam impossíveis sem o mesmo. Pontes com largos vãos, mastros e plantas químicas são erguidas a partir de aço sem liga ou com liga inferior. Aço dessa classe apresenta uma qualidade problemática: quando oxigênio atmosférico e umidade estão presentes simultaneamente, desgasta-se. Na corrosão, o ferro metálico de alta energia obtido pelo processo de fundição de minérios sofre conversão de volta em sua forma de óxido natural e de baixa energia, ferrugem. O componente aço gradualmente perde material. Isso compromete estabilidade ou capacidade portadora de carga.

[004] Sistemas de controle de corrosão são compostos de uma pluralidade de revestimentos de componentes que são feitos sob medida uns aos outros e que juntamente formam uma barreira contra oxigênio e umidade. O revestimento de base, cujos aglutinantes consistem principal mente em resinas alquídicas ou resinas epoxídicas, é seguido pelo revestimento intermediário, para aperfeiçoar a função de barreira. O revestimento de superfície assegura resistência à intempérie por um lado e qualidade óptica por outro lado, em outras palavras

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2/8 cor e brilho. Resinas alquídicas e aglutinantes de alto grau de poliuretano baseados em resinas acrílicas e agentes de cura poli-isocianato alifático são atualmente os aglutinantes mais importantes.

[005] Um problema associado a revestimentos de materiais para construção é a adesão dos sistemas de controle de corrosão aos diferentes materiais. Corrosão pode apenas ser inibida por um material de área total ligado entre material de construção e revestimento. Além disso, sistemas de controle tornam-se frágeis como um resultado de influências ambientais, e em seguida diminuem-se sob a tensão mecânica mínima. Consequentemente, há usualmente pequenos defeitos no revestimento, em que, muito rapidamente, a degradação corrosiva do material subjacente inicia-se. No caso de objetos cuja estabilidade e/ou força portadora de carga são criticamente importantes, portanto, é necessário estabelecer um processo de monitoração, o qual é intensivo em mão-de-obra e dispendioso. Construções de pontes, por exemplo, devem ser examinadas com visitas de controle regular para qualquer dano de corrosão que pode haver.

[006] Frequentemente, o revestimento é aplicado no local da utilização (on-site) durante a fase de construção. Preferidas, contudo, são aplicações na fábrica (in-shop), uma vez que essas podem ocorrer sob condições controladas. No caso de secagem lenta, contudo, o tempo de ciclo torna-se impraticável, porque os componentes não podem ser movidos até secagem ser completa.

[007] Um objetivo foi proporcionar uma formulação de revestimento aperfeiçoada que exibe boas propriedades de adesão, mais particularmente, a superfícies de metal.

[008] Um objetivo adicional foi proporcionar um processo para produzi-la.

[009] O objetivo foi obtido por meio de formulações de revestimento para metais, compreendendo um sistema de resina com pelo

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3/8 menos um componente de monômero etilenicamente insaturado, caracterizado pelo fato de que há pelo menos um componente polimérico com um (met)acrilato ácido ou ácidos carboxílicos copolimerizáveis, multiplicamente funcionalizados selecionados do grupo dos ácidos dicarboxílicos.

[0010] Surpreendentemente, verificou-se que a nova formulação de revestimento apresenta excelentes propriedades de adesão a superfícies metálicas, mais particularmente, a aço.

[0011] Os revestimentos da invenção podem ser usados tanto no local da utilização (on-site) quanto na fábrica (in-shop).

[0012] Verificou-se que as formulações de revestimento secam muito rapidamente. Tempos de secagem de aproximadamente 1 hora são obtidos. Por meio da adição de agentes de cura é possível reduzir o tempo de secagem/cura adicional. Consequentemente, a aplicação preferida na fábrica in-shop pode ocorrer dentro de tempos de ciclo aceitáveis.

[0013] Verificou-se, além disso, que as formulações de revestimento de secagem/cura rápida e bem aderentes são também excepcionalmente adequadas para películas de revestimento espesso, por exemplo, 1-5 mm.

[0014] Reticuladores usados são, mais particularmente, metacrilatos polifuncionais tais como metacrilato de alila, dimetacrilato de etileno glicol, dimetacrilato de dietileno glicol, dimetacrilato de trietileno glicol, dimetacrilato de tetraetileno glicol, dimetacrilato de polietileno glicol, dimetacrilato de 1,3-butanodiol, dimetacrilato de 1,4-butanodiol, dimetacrilato de 1,6-hexanodiol, dimetacrilato de 1,12-dodecanodiol, dimetacrilato de glicerol e trimetacrilato de trimetilalpropano.

[0015] Sistemas de resinas para o revestimento de superfícies metálicas são conhecidos.

[0016] A resina de revestimento preferencialmente compreende

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4/8 pelo menos uma resina polimérica termoplástica em combinação com monômeros ou oligômeros de baixa massa molecular que apresentam ligações duplas etilenicamente insaturadas, na forma, por exemplo, de grupos alfa-beta carboxilato de éster etilenicamente insaturados, tais como grupo metacrilato ou acrilato, por exemplo.

[0017] A notação (met)acrilato aqui, denota não apenas metacrilato, tais como metacrilato de metila, metacrilato de etila, etc., por exemplo, mas também acrilato, tais como acrilato de metila, acrilato de etila, etc., por exemplo, e também misturas de ambos.

[0018] Um polímero termoplástico é preferencialmente uma resina de (met)acrilato, na forma de homopolímero, copolímero e/ou terpolímero. Com preferência particular, um componente de polímero pode ser um polímero de (met)acrilato. Esse polímero pode ser preparado via a polimerização de um ou mais monômeros de metacrilato ou acrilato, preferencialmente, do grupo (met)acrilatos de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de n-butila, (met)acrilato de isobutila, (met)acrilato de terc-butila, (met)acrilato de 2-hidroxietila, (met)acrilato de 2-hidroxipropila e/ou (met)acrilato de 2-etil-hexila. Correagentes poderão ser estireno ou viniltoluenos. Um polímero termoplástico particularmente preferido é um copolímero de metacrilato de butila e metacrilato de metila.

[0019] Um componente de monômero etilenicamente insaturado compreende pelo menos uma funcionalidade metacrilato ou acrilato. [0020] Um componente de monômero etilenicamente insaturado pode preferencialmente ser selecionado do grupo (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)-acrilato de n-butila, (met)acrilato de isobutila, (met)-acrilato de terc-butila, (met)acrilato de 2-hidroxietila, (met)acrilato de 2-hidroxipropila e/ou (met)acrilato de 2-etil-hexila. [0021] Uma outra classe de resinas poliméricas termoplásticas compreende homopolímeros, copolímeros ou terpolímeros de monôPetição 870180043136, de 23/05/2018, pág. 8/19

5/8 meros de vinila tais como estireno, viniltolueno, cloreto de vinila, acetato de vinila, cloreto de vinilideno e/ou éster vinílico, por exemplo. Correagentes poderão ser dienos, tal como butadieno, por exemplo.

[0022] As resinas termoplásticas formam 10% - 60% em peso do componente de resina da mistura de revestimento.

[0023] O componente polimérico pode compreender (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de n-butila, (met)acrilato de isobutila, (met)acrilato de terc-butila, (met)acrilato de 2-hidroxietila, (met)acrilato de 2-hidroxipropila e/ou (met)acrilato de 2-etil-hexila. [0024] Um componente polimérico pode também ser um produto de reação de um ou mais dienos com pelo menos um estireno, viniltolueno, cloreto de vinila, acetato de vinila, cloreto de vinilideno e/ou éster vinílico.

[0025] Pelo menos um dos componentes de monômero líquido compreende funcionalidades metacrilato, com preferência particular, ésteres metacrílicos. Se desejado, é também possível de uma funcionalidade acrilato estar presente, preferencialmente, ésteres acrílicos. [0026] Além disso, um componente de monômero é monofuncional, de tal modo que o produto de reação com um peróxido orgânico seja termoplástico e funde e flui até a temperatura de reação dos aditivos.

[0027] À guisa de exemplo, um componente de monômero etilenicamente insaturado é selecionado do grupo (met)-acrilatos de metila, (met)acrilatos de etila, (met)-acrilatos de n-butila, (met)acrilatos de isobutila, (met)acrilatos de terc-butila, (met)acrilato de 2-hidroxietila, (met)acrilato de 2-hidroxipropila e/ou (met)acrilatos de 2-etil-hexila e misturas destes. Metacrilato de metila e acrilato de 2-etil-hexila são particularmente preferidos.

[0028] O componente de monômero líquido forma 30% - 60% em peso do componente de resina da mistura de revestimento.

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6/8 [0029] O componente de resina forma 10% - 60% em peso, com preferência particular 25% - 50% em peso, da mistura de revestimento. [0030] Iniciadores são usados para curar a formulação líquida de revestimento. Faz-se uso de iniciadores AZO ou peróxidos orgânicos. Iniciadores preferidos usados são peróxidos de dialquila, cetoperóxidos, ésteres de peróxi, peróxidos de diacila, hidroperóxidos e/ou cetais de peróxi. O iniciador é usado em quantidades de 0,5% a 5%, com preferência particular, de 1 % - 4% com relação à composição de resina total.

[0031] Quando se utiliza peróxido de dibenzoíla como iniciador, pse refere adicionar uma amina terciária a fim de acelerar cura. Aminas terciárias preferidas são Ν,Ν-dimetilanilinas e N,N-dialquil-ptoluidinas.

[0032] A fração das aminas terciárias como uma proporção da mistura de resina total é de 0,1% - 4%, preferencialmente, de 0,25% 3%.

[0033] Iniciadores azo preferidos são diidrocloridreto de 2,2azobis(amidinopropano), 2,2-azobis(2-metilbutironitrila), 2,2-azobis(2metilpropanonitrila), 2,2-azobis(2,4-dimetilpentanonitrila), e misturas dos mesmos.

[0034] Um aperfeiçoamento substancial nas propriedades de adesão do revestimento sobre superfícies metálicas é obtido por meio da adição de (met)acrilatos ácidos ou ácidos carboxílicos polimerizáveis multiplicamente funcionalizados. Os (met)acrilatos ácidos são preferencialmente selecionados do grupo dos ácidos dicarboxílicos, preferência particular sendo dada a β-CEA. Os ácidos carboxílicos copolimerizáveis, multiplicamente funcionalizados são selecionados com preferência particular do grupo dos ácidos itacônicos, ácidos fumáricos e ácidos maleicos. Beta-CEA é o produto de adição de Michael de ácido acrílico e é sempre uma mistura de:

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em que n = 1-20 [0035] Os (met)acrilatos ácidos e, respectivamente, ácidos carboxílicos copolimerizáveis, multiplicamente funcionalizados são, preferencialmente, parte do componente polimérico da resina.

[0036] Esses (met)acrilatos ácidos adicionalmente apresentam um bom efeito de dispersão sobre os constituintes de cor usados.

[0037] O objetivo foi também obtido por um processo para produção de formulações de revestimento. O processo da invenção é caracterizado pelo fato de que pelo menos um componente de monômero etilenicamente insaturado e pelo menos um componente polimérico com um (met)acrilato ácido do grupo dos ácidos dicarboxílicos ou ácidos carboxílicos copolimerizáveis, multiplicamente funcionalizados e os auxiliares e aditivos usuais são polimerizados por meio de polimerização via radicais livres.

[0038] Adjuvantes tixotrópicos podem ser usados a fim de aperfeiçoar a reologia, para tornar revestimentos espessos, possíveis em uma etapa de aplicação. Eles são adicionados em quantidades de 0% - 2%, preferencialmente, de 0,05% -1%, com base na quantidade total do revestimento.

[0039] É também possível de adjuvantes de umectação ou adjuvantes de dispersão serem adicionados.

[0040] Antes da aplicação do revestimento à superfície metálica, o peróxido orgânico é adicionado. Este inicia [0041] a reação de radicais livres no curso da qual o revestimento líquido cura-se. Tipicamente, o tempo de cura é de 30 minutos. Pode ser variado por meio da quantidade de iniciador e acelerador.

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8/8 [0042] A formulação de revestimento pode ser aplicada por meio de tecnologia de processo de pulverização, escovação, rolo, espátula ou imersão. Como uma alternativa é também possível usar um sistema de pulverização de multicomponente.

[0043] A superfície metálica é tipicamente limpa antes do revestimento ser aplicado, a fim de remover resíduos de processamento e similares. Em alguns casos, primers são aplicados também.

[0044] É também possível aplicar um revestimento de superfície, a superfícies metálicas expostas, por exemplo.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Formulação de revestimento para metais, compreendendo um sistema de resina com pelo menos um componente de monômero etilenicamente insaturado, caracterizada pelo fato de que há pelo menos um componente polimérico com um (met)acrilato ácido ou ácidos carboxílicos polimerizáveis, multiplicamente funcionalizados selecionados do grupo dos ácidos dicarboxílicos e iniciadores AZO ou peróxidos orgânicos, sendo que o componente de monômero é selecionado do grupo dos (met)acrilatos de metila, (met)acrilatos de etila, (met)acrilatos de n-butila, (met)acrilatos de iso-butila, (met)acrilatos de terc-butila, (met)acrilatos de 2-hidroxietila, (met)acrilatos de 2hidroxipropila e/ou (met)acrilatos de 2-etilhexila e sendo que o componente polimérico é composto por um (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de n-butila, (met)acrilato de isobutila, (met)acrilato de terc-butila, 2-hidroxietil (met) acrilato, (met)acrilato de 2-hidroxipropila e/ou (met) acrilato de 2- etil-hexila.
2. Formulação de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o (met)acrilato ácido é selecionado do grupo de beta-CEA.
3. Formulação de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os ácidos carboxílicos copolimerizáveis, multiplicamente funcionalizados são selecionados do grupo dos ácidos itacônicos, ácidos fumáricos e ácidos maléicos.
4. Formulação de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o componente polimérico é selecionado do grupo de resinas termoplásticas.
5. Formulação de revestimento, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o componente polimérico é selecionado do grupo de homopolímeros, copolímeros e/ou terpolímeros de uma resina (met)acrílica.

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6. Formulação de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o componente polimérico compreende um copolímero (met)acrilato.
7. Formulação de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o componente polimérico pode ser um produto de reação de um ou mais dienos com estireno, viniltolueno, cloreto de vinila, acetato de vinila, cloreto de vinilideno e/ou éster vinílico.
8. Processo para produção de uma formulação de revestimento, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos um componente de monômero etilenicamente insaturado e pelo menos um componente polimérico com um (met)acrilato ácido ou ácidos carboxílicos copolimerizáveis, multiplicamente funcionalizados do grupo dos ácidos dicarboxílicos e os auxiliares e aditivos típicos são polimerizados por meio de polimerização via radicais livres.
9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que auxiliares e aditivos usados são iniciadores, preferencialmente, peróxidos orgânicos.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que iniciadores usados são peróxidos de dialquila, cetoperóxidos, ésteres de peróxi, peróxidos de diacila, hidroperóxidos e/ou cetais de peróxi.
11. Uso da formulação de revestimento, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que é para revestimento de superfícies metálicas.

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