ES2641844T3

ES2641844T3 - Composiciones de revestimiento que incluyen hidróxido de magnesio y sustratos revestidos relacionados

Info

Publication number: ES2641844T3
Application number: ES12742972.8T
Authority: ES
Inventors: Siamanto Abrami; Guangliang Tang; Polyamie TIPON
Original assignee: PRC Desoto International Inc
Current assignee: PRC Desoto International Inc
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2017-11-14
Anticipated expiration: 2032-06-06
Also published as: KR101595669B1; MX2013014447A; RU2585631C2; CA2837813A1; US20180105670A1; US20120315466A1; EP2718356A1; JP2016104884A; AU2012268098B2; AU2012268098A1; CN103703067B; CA2837813C; RU2013158241A; BR112013031668A2; JP5945322B2; CN103703067A; JP6078184B2; HK1194411A1; JP2014523457A; EP2718356B1

Abstract

Una composición de revestimiento que comprende nanopartículas de hidróxido de magnesio que tienen un tamaño medio de partícula principal menor de 200 nm, tal y como se determina por medio de microscopia electrónica de transmisión.

Description

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DESCRIPCION

Composiciones de revestimiento que incluyen hidroxido de magnesio y sustratos revestidos relacionados Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a composiciones de revestimiento que comprenden partlculas de hidroxido de magnesio que tienen un tamano de partlcula menor de 200 nanometros, a composiciones de revestimiento de multi- componente en las que se deposita al menos una capa de revestimiento a partir de dicha composicion de revestimiento, y a sustratos al menos parcialmente revestidos con al menos una capa depositada a partir de dicha composicion.

Antecedentes de la invencion

Los revestimientos se aplican a electrodomesticos, automoviles, aviones, y similares por un numero de motivos, normalmente para proteccion frente a la corrosion y rendimiento mejorado. Con el fin de mejorar la resistencia a la corrosion de un sustrato metalico, normalmente se usan inhibidores de corrosion en los revestimientos aplicados al sustrato. Un inhibidor de corrosion comun es cromato de estroncio, que proporciona excelente resistencia a la corrosion para los sustratos metalicos, especialmente para los sustratos de aluminio. No obstante, los inhibidores de corrosion tales como cromato de estroncio son altamente toxicos y cancerlgenos, y su uso tiene como resultado la produccion de corrientes de residuos que suponen un problema ambiental y conllevan problemas de eliminacion.

Como resultado, resulta deseable proporcionar un revestimiento resistente a la corrosion sin pigmentos de cromato al tiempo que exhiba propiedades de resistencia a la corrosion iguales o superiores que la composicion similar que no contiene cromo.

Sumario

Las realizaciones de la presente invencion van destinadas a composiciones de revestimiento que incluyen hidroxido de magnesio que tienen un tamano medio de partlcula principal menor de 200 nanometros (nm) solo o en combinacion con otros componentes, que tienen buena adhesion a metales, incluyendo aluminio y aleaciones de aluminio, acero galvanizado y desnudo, cinc, magnesio y aleaciones de magnesio y excelente resistencia a la corrosion tras 3.000 horas de exposicion a niebla salina. En algunas realizaciones, la invencion se refiere a composiciones de revestimiento que incluyen partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion que pueden proporcionar propiedades similares a las nano partlculas de oxido de magnesio, que presentan un inhibidor de corrosion alternativo que no es de cromato. La invencion ademas se refiere a procesos para preparar las composiciones de revestimiento que contienen nano partlculas de hidroxido de magnesio, solo o en combinacion con otros componentes.

En algunos aspectos, la presente invencion va destinada a metodos de uso de una composicion de revestimiento que comprenden proporcionar un sustrato objeto de revestimiento y revestir con una composicion de revestimiento que tiene una cantidad eficaz de inhibicion de la corrosion de partlculas de hidroxido de magnesio.

Los revestimientos descritos en la presente memoria tienen excelente rendimiento de resistencia a la corrosion y adhesion. Las composiciones de revestimiento son utiles en muchas industrias, incluyendo las industrias aeroespacial y aeronautica.

Descripcion detallada

Las realizaciones de la presente invencion van destinadas a composiciones de revestimiento que incluyen nano partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion que tienen un tamano medio de partlcula principal menor de 200 nm. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «nano partlculas» se refiere a partlculas que tienen al menos una dimension que es del orden de unos pocos nanometros. Tal como se usa en la presente memoria, La expresion «partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion» se refiere a partlculas que, cuando se incluyen en una composicion de revestimiento que se deposita sobre un sustrato, actuan para proporcionar un revestimiento que resiste o, en algunos casos, incluso evita, la alteracion o degradation del sustrato, tal como medio un proceso de oxidation qulmica o electroqulmica, incluyendo la corrosion en sustratos que contienen hierro y oxidos degradativos en sustratos de aluminio. Las composiciones de revestimiento de las realizaciones de la presente invencion estan libres de compuestos de cromato, de modo que se elimina la produccion de corrientes de residuos que representan un problema ambiental.

Las composiciones de revestimiento de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion incluyen partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion en al menos un componente de la composicion de revestimiento. Especlficamente, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion pueden estar presentes en cualquiera o en todos los componentes de la composicion de revestimiento. Ademas de las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion, las composiciones de revestimiento de acuerdo con las realizaciones de la

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presente invention tambien incluyen una resina formadora de pellcula y/o otros componentes.

En determinadas realizaciones, las composiciones de revestimiento se formulan como una composition de un componente en la que el agente de curado (o activador) se mezcla con otros componentes de la composicion de revestimiento para formar una composicion estable frente al almacenamiento. En dicha realization, las nano partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion se incluyen en la composicion estable frente al almacenamiento. De manera alternativa, las composiciones de revestimiento de la presente invencion se pueden formular como composicion de revestimiento de dos componentes en la que se incluye un agente de curado (o activador) en un componente de activador que se anade a una mezcla pre-conformada de los otros componentes de la composicion justo antes de la aplicacion. Las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion pueden estar presentes en cualquiera o en ambos del componente activador o la mezcla pre-conformada de la composicion de dos componentes. En otras realizaciones de la presente invencion, las composiciones de revestimiento se pueden formular como composicion de revestimiento de tres componentes, por ejemplo, un componente de base, un componente de activador y un componente mas fino, en la que los tres componentes se mezclan antes de la aplicacion. Las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion estan presentes en al menos uno del componente de base, componente de activador o componente mas fino del sistema de tres componentes. Adicionalmente, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion pueden estar presentes en al menos dos del componente de base, componente de activador o componente mas fino del sistema de tres componentes. Ademas, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion pueden estar presentes en cada uno del componente de base, componente de activador y componente mas fino del sistema de tres componentes.

Las composiciones de revestimiento de la presente invencion pueden estar en forma de una composicion de revestimiento llquida, Tal como una composicion de revestimiento de base acuosa (WB), una composicion de revestimiento basada en disolvente (SB) o una composicion de revestimiento apta para electrodeposicion. Las composiciones de revestimiento tambien pueden ser utiles en forma de solido apto para co-reaction en forma de partlculas (es decir, una composicion de revestimiento en forma de polvo). Las composiciones de revestimiento de la presente invencion pueden prepararse segun cualquiera de diversos metodos conocidos. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, Se anaden las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion en cualquier momento durante la preparation de la composicion de revestimiento, siempre que formen una dispersion estable. En determinadas realizaciones de la presente invencion, se puede preparar la composicion de revestimiento en primer lugar mezclando una resina formadora de pellcula, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion y un diluyente, tal como un disolvente organico y/o agua. Cuando se usa agua como diluyente, la composicion de revestimiento puede ser de una composicion de revestimiento de base acuosa. En determinadas realizaciones, la composicion de revestimiento de base acuosa puede incluir una resina formadora de pellcula formada a partir de la reaction de una poliamina con un pollmero con funcionalidad de epoxi. De acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion pueden estar presentes en cualquiera o en todos los componentes de la composicion de revestimiento de base acuosa.

Cuando se usa un disolvente organico como diluyente, la composicion de revestimiento puede ser una composicion de revestimiento basada en disolvente. En determinadas realizaciones, la composicion de revestimiento basada en disolvente puede incluir una resina formadora de pellcula formada a partir de la reaccion de una poliamina con un pollmero con funcionalidad epoxi. Por ejemplo, la composicion de revestimiento basada en disolvente puede ser un sistema de tres componentes que incluye un componente de base, por ejemplo, el pollmero con funcionalidad epoxi, un componente de activador, por ejemplo, la poliamina, y opcionalmente un componente mas fino, por ejemplo, la mezcla de disolventes. Deberla entenderse, no obstante, que cualquier componente de base, componente de activador o componente mas fino puede incluir otros componentes, tales como pigmentos u otros aditivos. Durante el uso, cuando se aplica la composicion de revestimiento a un sustrato, el componente de base y el componente de activador, y si fuese necesario el componente mas fino, se mezclan juntos, se aplican al sustrato y se permite el curado. De acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion pueden estar presentes en cualquiera o en todos los componentes de la composicion de revestimiento basada en disolvente.

PARTICULAS DE HIDROXIDO DE MAGNESIO RESISTENTES A LA CORROSION

De acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, Las nano partlculas de hidroxido de magnesio estan presentes en al menos un componente de la composicion de revestimiento en una cantidad que varla de un 5 a un 60 por ciento en peso, por ejemplo de un 5 a un 40 por ciento, o de un 5 a un 20 por ciento en peso, basado en el peso total de la composicion de revestimiento curada. En determinadas realizaciones, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion pueden ser una partlcula compuesta y pueden incluir componentes diferentes de hidroxido de magnesio. Por ejemplo, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion pueden incluir de un 50 a un 100 por ciento en peso de hidroxido de magnesio, basado en el peso total de las partlculas. En determinadas realizaciones, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion pueden tambien incluir de 0 a un 50 por ciento en peso de un oxido inorganico apropiado, tal como los descritos en la patente de Estados Unidos N.° 7.745.010 y la solicitud de patente de Estados Unidos Nos. Ser. 11/956.542 y 11/213.136. Por ejemplo, las partlculas resistentes a la corrosion de las realizaciones de la presente invencion pueden incluir de 0 a

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50 por ciento en peso de oxido de magnesio, basado en el peso total de partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion. En otras realizaciones, las composiciones de revestimiento incluyen nano partlculas de hidroxido de magnesio que consisten esencialmente en hidroxido de magnesio. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «que consiste esencialmente en hidroxido de magnesio» significa que las partlculas resistentes a la corrosion contienen principalmente hidroxido de magnesio, pero pueden contener otras sustancias que no afectan a las propiedades de resistencia a la corrosion del hidroxido de magnesio, pero que no son en si mismas partlculas resistentes a la corrosion. Por ejemplo, puede suceder que las partlculas que consisten esencialmente en hidroxido de magnesio no contengan tampoco partlculas resistentes a la corrosion de otra sustancia. En algunas realizaciones, no obstante, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion que consisten esencialmente en hidroxido de magnesio incluyen hidroxido de magnesio por toda la partlcula. Por el contrario, de acuerdo con determinadas realizaciones, las partlculas que incluyen hidroxido de magnesio unicamente sobre la superficie de la partlcula y no en el nucleo de la partlcula no se considerarlan una partlcula de hidroxido de magnesio que consiste esencialmente en hidroxido de magnesio.

En determinadas realizaciones, Ademas de las nano partlculas de hidroxido de magnesio, la composicion de revestimiento puede ademas incluir otras partlculas resistentes a la corrosion. Por ejemplo, la composicion de revestimiento puede incluir una mezcla de nano partlculas de hidroxido de magnesio y otras partlculas resistentes a la corrosion, tales como partlculas resistentes a la corrosion que incluyen un oxido inorganico. La mezcla de partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion y partlculas de oxido inorganico resistentes a la corrosion puede incluir una relacion de mezcla de 90:10 a 10:90. Los ejemplos de partlculas apropiadas de oxido inorganico resistentes a la corrosion pueden incluir las descritas en la patente de Estados Unidos N.° 7.745.010 y las Solicitudes de patente de Estados Unidos Nos. Serie 11/956.542 y 11/213.136.

En determinadas realizaciones, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion pueden tener un area superficial especlfica B.E.T. de al menos 10 metros cuadrados por gramo, tal como de 30 a 500 metros cuadrados por gramo, o, en algunos casos, de 80 a 250 metros cuadrados por gramo. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «areas superficial especlfica B.E.T.» se refiere a un area superficial especlfica determinada por medio de adsorcion de nitrogeno de acuerdo con la norma ASTMD 3663-78 basada en el metodo de Brunauer-Emmett-Teller descrito en la publication «The Journal of the American Society», 60, 309 (1938).

En determinadas realizaciones, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion tienen un diametro esferico equivalente calculado (es decir, un tamano medio de partlcula principal) de no mas de 200 nm, tal como no mas de 150 nm, o en determinadas realizaciones, de 5 a 130 nm. En otras realizaciones, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion tienen un diametro esferico equivalente calculado de no mas de 100 nm, tal como no mas de 50 nm, o, en determinadas realizaciones, no mas de 20 nm. Como apreciaran los expertos en la tecnica, se puede determinar un diametro esferico equivalente calculado a partir del area superficial especlfica B.E.T. de acuerdo con la siguiente ecuacion:

Diametro (nanometros) = 6000/[B£7 (m2/g)*p (gramos/cm3)]

El tamano de partlcula principal de una partlcula se refiere a la esfera de diametro mas pequeno que encierra por completo a la partlcula. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «tamano de partlcula principal» se refiere al tamano de una partlcula individual (es decir, una partlcula principal) al contrario de una aglomeracion de dos o mas partlculas individuales. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «tamano de partlcula aglomerada» se refiere al tamano de una aglomeracion de dos o mas partlculas individuales.

En determinadas realizaciones, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion tienen un tamano medio de partlcula principal de no mas de 200 nm, tal como no mas de 150 nm, o, en determinadas realizaciones, de 5 a 130 nm, como se determina por medio de examen visual de una microfotografla de una imagen de microscopia electronica de transmision («TEM»), midiendo el diametro de las partlculas de la imagen, y calculando el tamano medio de partlcula principal de las partlculas medidas basandose en el aumento de la imagen TEM. En otras realizaciones, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion tienen un tamano medio de partlcula principal de no mas de 130 nm, tal como no mas de 50 nm, o, en determinadas realizaciones, no mas de 20 nm, como se determina por medio de examen visual de una microfotografla de una imagen de microscopia electronica de transmision («TEM»), midiendo el diametro de las partlculas de la imagen, y calculando el tamano medio de partlcula principal de las partlculas medidas basandose en el aumento de la imagen TEM. Un experto en la materia comprendera el modo de preparar dicha imagen de TEM y determinar el tamano medio de partlcula principal basandose en el aumento.

Un experto en la materia tambien comprendera el modo de determinar el tamano medio de partlcula principal basado en electroforesis.

La forma (o morfologla) de las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion puede variar. Por ejemplo, las partlculas principales puede tener morfologlas generalmente esfericas, o pueden tener morfologlas que sean cubicas, laminadas o aciculares (alargadas o fibrosas). Adicionalmente, las partlculas aglomeradas son aglomeraciones de partlculas primarias, y por tanto, pueden tener cualquier morfologla que sea el resultado de la

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aglomeracion de las partlcuias principales anteriormente descritas. RESINA DE FORMACION DE PELICULA

En determinadas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invention incluyen una resina de formation de pellcula ademas de las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «resina de formacion de pellcula» se refiere a resinas que pueden formar una pellcula continua auto-portante sobre al menos una superficie horizontal de un sustrato tras retirada de cualesquiera diluyentes o vehlculos presentes en la composition o tras el curado a temperatura ambiente o temperatura elevada.

Las resinas de formacion de pellcula que se pueden usar en las composiciones de revestimiento de la presente invencion incluyen, sin limitation, las usadas en las composiciones de revestimiento aeroespaciales, composiciones de revestimiento de OEM para automocion, composiciones de revestimiento para re-terminacion en automocion, composiciones de revestimiento industriales, composiciones de revestimiento arquitectonicas y composiciones de revestimiento para bobinas, entre otras.

En determinadas realizaciones, la resina de formacion de pellcula incluida en las composiciones de revestimiento de la presente invencion comprende una resina termoestable de formacion de pellcula. Tal como se usa en la presente memoria, el termino «termoestable» se refiere a resinas que «sedimentan» de forma irreversible tras el curado o la reticulation, en las que las cadenas polimericas de las componentes polimericos se unen por medio de enlaces covalentes. Esta propiedad normalmente se asocia a una reaction de reticulacion de los constituyentes de la composicion con frecuencia inducida, por ejemplo, por el calor o la radiation. Vease Hawley, Gessner G., The Condensed Chemical Dictionary, Novena Edition, pagina 856; Surface Coatings, vol. 2, Oil and Colour Chemists' Association, Australia, TAFE Educational Books (1974). Las reacciones de curado o reticulacion tambien se pueden llevar a cabo en condiciones ambientales. Una vez curada o reticulada, la resina termoestable no se funde tras aplicacion de calor y es insoluble en disolventes. En otras realizaciones, la resina de formacion de pellcula incluida en las composiciones de revestimiento de la presente invencion comprende una resina termoplastica. Tal como se usa en la presente memoria, el termino «termoplastico» se refiere a resinas que comprenden componentes polimericos que no se unen por medio de enlaces covalentes y, de este modo, pueden experimentar un flujo de llquido tras calentamiento y son solubles en disolventes. Vease Saunders, K. J., Organic Polymer Chemistry, pags. 41-42, Chapman and Hall, Londres (1973).

En determinadas realizaciones de la presente invencion, la resina de formacion de pellcula esta presente en las composiciones de revestimiento de la presente invencion en una cantidad mayor de 10 por ciento en peso, tal como de 20 a 90 por ciento en peso, o, en algunos casos, de 40 a 70 por ciento en peso, estando basado el porcentaje en peso en el peso total de la composicion de revestimiento. Cuando se usa el agente de curado, puede, en determinadas realizaciones, estar presente en una cantidad de hasta 70 por ciento en peso, tal como de 10 a 70 por ciento en peso; este porcentaje en peso tambien se basa en el peso total de la composicion de revestimiento.

De acuerdo con determinadas realizaciones de la presente invencion, la resina de formacion de pellcula termoestable y no curada incluye partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion que tienen un tamano medio de partlcula principal menor de 200 nm. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «no curada» se refiere a resinas que aun no se han curado o reticulado. Por consiguiente, la resina de formacion de pellcula termoestable y no curada puede incluir componentes por separado, tales como un componente de base (por ejemplo, un componente polimerico con funcionalidad epoxi) y un componente de activador (por ejemplo, un componente de poliamina), cada uno de los cuales, o ambos, pueden incluir partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion que tienen un tamano medio de partlcula principal menor de 200 nm.

Las resinas de formacion de pellcula apropiadas para su uso en las composiciones de revestimiento de la presente invencion incluyen, por ejemplo, las formadas a partir de la reaccion de un pollmero que tiene al menos un tipo de grupo reactivo y un agente de curado que tiene grupos reactivos con el(los) grupo(s) reactivo(s) del pollmero. Tal como se usa en la presente memoria, el termino «pollmero» significa que engloba oligomeros, e incluye, sin limitacion, tanto homopollmeros como copollmeros. Los pollmeros pueden ser, por ejemplo, acrllicos, poliester saturado o insaturado, poliuretano o polieter, polivinilo, materiales celulosicos, acrilato, pollmeros basados en silicio, sus co-pollmeros, y sus mezclas, y pueden contener grupos reactivos tales como epoxi, acido carboxllico, hidroxilo, isocianato, amida, grupos carbamato y carboxilato, entre otros, incluyendo mezclas de los mismos.

De acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, las composiciones de revestimiento estan en forma de composiciones de revestimiento llquidas, cuyos ejemplos incluyen composiciones de revestimiento basadas en agua (WB) y basadas en disolvente (SB) y composiciones de revestimiento aptas para electro-deposicion. Las composiciones de revestimiento de la presente invencion tambien pueden estar en forma de un solido apto para co- reaccion en forma de partlculas (es decir, una composicion de revestimiento en forma de polvo).

Las composiciones de revestimiento de la presente invencion pueden prepararse por medio de diversos metodos. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion se anaden en cualquier momento durante la formulation de una composicion de revestimiento que comprende la resina

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de formacion de pellcula, con tal de que formen una dispersion estable en una resina de formacion de pellcula. Las composiciones de revestimiento de la presente invencion se pueden preparar en primer lugar mezclando una resina de formacion de pellcula, las partlculas resistentes a la corrosion previamente descritas, pigmentos, cargas y diluyentes, tales como un disolvente(s) organico(s) y/o agua, dispersando la mezcla con un dispersador de alta velocidad a un valor de 1000 a 2000 rpm durante 10 a 30 minutos. La dispersion se puede hacer pasar posteriormente a traves de una molino de pintura para lograr una finura de molienda de 5 plus, tal y como se comprueba con medidor de molienda.

COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO DE BASE ACUOSA

Cuando se usa agua como diluyente, la composicion de revestimiento puede ser de una composicion de revestimiento de base acuosa. En determinadas realizaciones, la composicion de revestimiento de base acuosa puede incluir una resina de formacion de pellcula formada a partir de la reaccion de un componente de base de pollmero con funcionalidad epoxi con un componente de activador de poliamina. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, la presente invencion puede comprender resinas epoxi tales como eteres diglicidllicos de bisfenol A, bisfenol F, glicerol, novolacas y similares. Los poliepoxidos apropiados a modo de ejemplo se describen en la patente de Estados Unidos N.° 4.681.811 en la col. 5, renglones 33 a 58, cuyo contenido Integra se incorpora por referencia en la presente memoria. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, la presente invencion puede comprender agentes de curado de poliamina tales como amina alifatica y aductos, aminas cicloalifaticas, amidoaminas y poliamidas. Las poliaminas apropiadas a modo de ejemplo se describen en la patente de Estados Unidos N°. 4.046.729 en la columna 6, renglon 61 a columna 7, renglon 26, y en la patente de Estados Unidos N.° 3.799.854 en la columna 3, renglones 13 a 50. Ademas, la reaccion de curado anterior puede asistirse con una catalizador de amina terciaria, tal como tris-(dimetilaminometil)-fenol.

En determinadas realizaciones, la composicion de revestimiento de base acuosa es un sistema de tres componentes que incluye un componente de base, por ejemplo, el pollmero con funcionalidad epoxi, un componente de activador, por ejemplo, la poliamina y un componente mas fino, por ejemplo, agua o una solucion acuosa. La expresion «sistema de tres componentes» se conoce en la tecnica y hace referencia al almacenamiento por separado del componente de base y activador antes de la aplicacion. Los tres componentes de la mezcla se pueden combinar poco antes de la aplicacion al sustrato. Por ejemplo, el componente de base de pollmero con funcionalidad epoxi y el componente de activador de poliamina pueden almacenarse por separado y mezclarse justo antes de la aplicacion.

COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO BASADAS EN DISOLVENTE

Cuando se usa un disolvente organico como diluyente, la composicion de revestimiento puede ser una composicion de revestimiento basada en disolvente. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, la presente invencion puede comprender disolventes, tales como cetona, acetato, glicol, alcoholes y disolventes aromaticos. Los disolventes apropiados a modo de ejemplo se describen en la patente de Estados Unidos N.° 6.774.168 en la columna 3, renglones 28 a 41.

En determinadas realizaciones, la composicion de revestimiento basada en disolvente puede incluir una resina de formacion de pellcula formada a partir de la reaccion de un componente de base (por ejemplo, un pollmero con funcionalidad de epoxi) con un componente de activador (por ejemplo, una poliamina). Por ejemplo, en determinadas realizaciones, la presente invencion puede comprender resinas epoxi tales como eteres diglicidllicos de bisfenol A, bisfenol F, glicerol, novolacas y similares. Los poliepoxidos apropiados a modo de ejemplo se describen en la patente de Estados Unidos N.° 4.681.811 en la col. 5, renglones 33 a 58. Adicionalmente, en determinadas realizaciones, la presente invencion puede comprender agentes de curado de poliamina tales como amina alifatica y aductos, aminas cicloalifaticas, amidoaminas y poliamidas. Las poliaminas apropiadas a modo de ejemplo se describen en la patente de Estados Unidos N°. 4.046.729 en la columna 6, renglon 61 a columna 7, renglon 26, y en la patente de Estados Unidos N.° 3.799.854 en la columna 3, renglones 13 a 50. Ademas, la reaccion de curado anterior puede asistirse con una catalizador de amina terciaria, tal como tris-(dimetilaminometil)-fenol.

Por ejemplo, la composicion de revestimiento basada en disolvente puede ser un sistema de tres componentes que incluye un componente de base, por ejemplo, el pollmero con funcionalidad epoxi, un componente de activador, por ejemplo, la poliamina, y opcionalmente un componente mas fino, por ejemplo, un disolvente o mezcla de disolventes. No obstante, se comprende que cualesquiera base o componentes de activador pueden incluir otros componentes, tales como pigmentos u otros aditivos. Durante el uso, cuando se aplica la composicion de revestimiento a un sustrato, el componente de base, el componente de activador y el componente mas fino se mezclan juntos, se aplican al sustrato y se permite el curado. Como se ha mencionado anteriormente, la composicion de revestimiento puede ademas incluir cualquier numero de aditivos apropiados en cualquier componente de base o componente de activador.

SUSTRATOS

La presente invencion tambien va destinada a sustratos, tales como sustratos metalicos, al menos parcialmente revestidos con una composicion de revestimiento de la presente invencion as! como tambien sustratos, tales como

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sustratos metalicos, al menos parcialmente revestidos con un revestimiento de material compuesto de multi- componente de la presente invencion.

En muchos casos, las composiciones de revestimiento de la presente invencion, cuando se depositan sobre al menos una parte de un sustrato metalico escogidos entre acero laminado en frlo, aluminio y acero electro- galvanizado y se curan, producen un sustrato que exhibe propiedades de resistencia a la corrosion mayores que las propiedades de resistencia a la corrosion del mismo sustrato cuando esta al menos parcialmente revestido en las mismas condiciones con una composicion de revestimiento similar que no incluye las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion previamente descritas. En algunos casos, las composiciones de revestimiento de la presente invencion, cuando se depositan sobre al menos una parte de dos sustratos metalicos escogidos entre acero laminado en frlo, aluminio y acero electro-galvanizado y se curan, producen un sustrato que exhibe propiedades de resistencia a la corrosion mayores que las propiedades de resistencia a la corrosion que los mismos dos sustratos exhiben cuando estan al menos parcialmente revestidos en las mismas condiciones con una composicion de revestimiento similar que no incluye las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion previamente descritas. En algunos casos, las composiciones de revestimiento de la presente invencion, cuando se depositan sobre al menos una parte de un acero laminado en frlo, sustrato de aluminio y acero electro- galvanizado y se curan, producen un sustrato que exhibe propiedades de resistencia a la corrosion mayores que las propiedades de resistencia a la corrosion de los mismos tres sustratos cuando estan al menos parcialmente revestidos en las mismas condiciones con una composicion de revestimiento similar que no incluye las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion previamente descritas.

En determinadas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invencion estan en forma de composiciones de revestimiento llquidas, cuyos ejemplos incluyen composiciones de revestimiento de base acuosa y basadas en disolvente, composiciones de revestimiento de base acuosa y composiciones de revestimiento aptas para electrodeposicion. Las composiciones de revestimiento de la presente invencion tambien pueden estar en forma de un solido apto para co-reaccion en forma de partlculas, es decir, una composicion de revestimiento en forma de polvo. Independientemente de la forma, las composiciones de revestimiento de la presente invencion se pueden usar solas o en combinacion como imprimaciones, revestimientos de base o revestimientos protectores. Determinadas realizaciones de la presente invencion, como se comenta a continuacion con mas detalle, van destinadas a composiciones de revestimiento de imprimacion resistentes a la corrosion. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «composicion de revestimiento de imprimacion» se refiere a composiciones de revestimiento a partir de las cuales se puede depositar un revestimiento subyacente sobre un sustrato con el fin de preparar la superficie para aplicacion de un sistema de revestimiento decorativo o protector. Los sustratos metalicos que se pueden revestir con dichas composiciones incluyen, por ejemplo, sustratos que comprenden acero (incluyendo acero electro-galvanizado, acero laminado en frlo, acero galvanizado por inmersion en caliente, entre otros), aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones de cinc-aluminio, y acero metalizado con aluminio. Los sustratos que se pueden revestir con dichas composiciones tambien pueden comprender mas de un metal o aleacion metalica, ya que el sustrato puede ser una combinacion de dos o mas sustratos metalicos conectados juntos, tales como acero galvanizado por inmersion en caliente conectado con sustratos de aluminio.

Las composiciones de revestimiento de imprimacion de sustrato metalico de la presente invencion se pueden aplicar a un metal desnudo. Por «desnudo» se entiende un material virgen que no se ha tratado con ninguna composicion de pre-tratamiento, tal como, por ejemplo, banos de fosfatado convencionales, lavados para metales pesados, revestimiento de conversion qulmica, anodizado de cromato, etc. El metal desnudo se puede someter a granallado con arena o abrasion por medio de fuerza mecanica para mejorar la adhesion al revestimiento de imprimacion. Adicionalmente, los sustratos metalicos desnudos que se revisten con las composiciones de revestimiento de imprimacion de la presente invencion pueden ser un canto liso de un sustrato que, por el contrario, se trata y/o reviste sobre el resto de su superficie.

Las composiciones de revestimiento de imprimacion de sustrato metalico de la presente invencion se pueden aplicar al metal tratado. Por «tratado» se entiende un material virgen que se ha tratado con composiciones de pretratamiento, tal como, por ejemplo, banos de fosfatado convencionales, lavados para metales pesados, revestimiento de conversion qulmica, anodizado de cromato, tratamiento superficial sin cromato tal como Boegel y PreKote, etc. Adicionalmente, los sustratos tratados que se revisten con las composiciones de revestimiento de imprimacion de la presente invencion pueden ser un canto liso de un sustrato que, de lo contrario, se trata y/o reviste sobre el resto de su superficie.

Antes de aplicar la composicion de revestimiento de imprimacion de la presente invencion, en primer lugar se limpia el sustrato metalico a revestir para retirar la grasa, suciedad u otra materia extrana. Se pueden emplear materiales y procedimientos convencionales de limpieza. Estos materiales podrlan incluir, por ejemplo, limpiadores alcalinos suaves o fuertes, tales como los que se encuentran comercialmente disponibles. Los ejemplos incluyen ALK-660, ED-500, ambos disponibles en PPG Industries, Aerospace Coatings Products. La aplicacion de dichos limpiadores puede venir seguida y/o precedida de un aclarado con agua.

La superficie metalica se puede posteriormente aclarar con una solucion acida acuosa tras la limpieza con el limpiador alcalino y antes del contacto con la composicion de revestimiento de imprimacion de sustrato metalico de

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la presente invencion. Los ejemplos de disoluciones de aclarado apropiadas incluyen limpiadores acidos de suaves o fuertes, tales como disoluciones de acido fosforico diluido comercialmente disponibles. Los ejemplos incluyen AC-5, AC-12, ambos disponibles en PPG Industries, Aerospace Coatings Products.

ADITIVOS ADICIONALES

En determinadas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invencion tambien pueden contener ingredientes opcionales adicionales, tales como los ingredientes bien conocidos en la tecnica de formulacion de revestimientos superficiales. Dichos ingredientes opcionales pueden comprender, por ejemplo, pigmentos, colorantes, agentes tensioactivos, agentes de control de flujo, agentes tixotropicos, cargas, agentes anti- formacion de gases, co-disolventes organicos, catalizadores, antioxidantes, estabilizadores de luz, absorbedores UV y otras sustancias auxiliares habituales. Se pueden usar cualesquiera aditivos conocidos en la tecnica, no existiendo problemas de compatibilidad. Los ejemplos no limitantes de estos materiales y las cantidades apropiadas incluyen los descritos en las patentes de Estados Unidos Nos. 4.220.679; 4.403.003; 4.147.769 y 5.071.904. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invencion pueden comprender pigmentos y cargas tales como dioxido de titanio, negro de carbono, talco, sulfato de bario y sllice. Los pigmentos y cargas apropiados a modo de ejemplo se describen en la patente de Estados Unidos N.° 4.220.679 en la columna 11, renglones 5 a 16.

En determinadas realizaciones, la presente invencion tambien puede comprender agentes que favorecen la adhesion de alcoxisilano, por ejemplo, acriloxialcoxisilanos, tales como Y-acriloxipropiltrimetoxisilano y metacrilatoalcoxisilano, tales como Y-metacriloxipropiltrimetoxisilano, as! como tambien silanos con funcionalidad de epoxi, tales como Y-glicidoxipropiltrimetoxisilano. Los alcoxisilanos apropiados a modo de ejemplo se describen en la patente de Estados Unidos N.° 6.774.168 en la columna 2, renglones 23 a 65.

En determinadas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invencion tambien comprenden, ademas de las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion previamente descritas, partlculas convencionales resistentes a la corrosion que no contienen cromo. Las partlculas convencionales resistentes a la corrosion que no contienen cromo incluyen, pero no se limitan a, fosfato de hierro, fosfato de cinc, sllice sometida a intercambio ionico con calcio, sllice coloidal, sllice amorfa sintetica y molibdatos, tales como molibdato de calcio, molibdato de cinc, molibdato de bario, molibdato de estroncio y mezclas de los mismos. La sllice apropiada sometida a intercambio ionico con calcio se encuentra comercialmente disponible en W. R. Grace & Co. como SHIELDEX® AC3 y/o SHIELDEX® C303. La sllice amorfa apropiada se encuentra disponible en W. R. Grace & Co con el nombre comercial de SYLOID®. El hidroxil fosfato de cinc se encuentra comercialmente disponible en Elementis Specialties, Inc. con el nombre comercial de NALZIN® 2.

En determinadas realizaciones, estas partlculas estan presentes en las composiciones de revestimiento de la presente invencion en una cantidad que varla de 5 a 40 por ciento en peso, tal como de 10 a 25 por ciento, estando basados los porcentajes en peso en el peso total de solidos de la composicion.

REVESTIMIENTOS DE MULTI-CAPA

Como se ha indicado, determinadas realizaciones de las composiciones de revestimiento de la presente invencion van destinadas a composiciones de imprimacion. En algunos casos, dichas composiciones con frecuencia presentan un revestimiento protector y un sistema de revestimiento decorativo, tal como un revestimiento protector de mono- revestimiento o una combinacion de composicion de revestimiento de base pigmentado y una composition de revestimiento transparente, es decir, un sistema color-mas-transparencia. Como resultado, la presente invencion tambien va destinada a revestimientos de material compuesto de multi-componente que comprenden al menos una capa de revestimiento depositada a partir una composicion de revestimiento de la presente invencion. En determinadas realizaciones, las composiciones de revestimiento de material compuesto de multi-componente de la presente invencion comprenden una composicion de formation de pellcula de revestimiento-base en forma de revestimiento de base (con frecuencia revestimiento con color pigmentado) y una composicion de formacion de pellcula aplicada sobre el revestimiento de base que sirve como revestimiento protector (con frecuencia un revestimiento transparente).

En estas realizaciones de la presente invencion, la composicion de revestimiento a partir de la cual se deposita el revestimiento de base /o el revestimiento protector puede comprender, por ejemplo, cualesquiera composiciones convencionales de revestimiento superior o revestimiento de base conocidas por los expertos en la tecnica de, por ejemplo, formular composiciones de revestimiento de OEM para automocion, composiciones de revestimiento para re-terminacion en automocion, composiciones de revestimiento industriales, composiciones de revestimiento arquitectonicas, composiciones de revestimiento para bobinas y composiciones de revestimiento aeroespaciales, entre otras. Dichas composiciones normalmente incluyen una resina de formacion de pellcula que puede incluir, por ejemplo, un pollmero acrllico, un poliester y/o un poliuretano. Las resinas de formacion de pellcula a modo de ejemplo se divulgan en la patente de Estados Unidos N.° 4.220.679, en la columna 2, renglon 24 a columna 4, renglon 40; as! como tambien en la patente de Estados Unidos N.° 4.403.003, patente de Estados Unidos N.° 4.147.679 y la patente de Estados Unidos N.° 5.071.904.

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METODOS DE REVESTIMIENTO

Las composiciones de revestimiento de la presente invencion pueden prepararse por medio de diversos metodos. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion anteriormente descritas se anaden en cualquier momento durante la formulacion de la composicion de revestimiento que comprende la resina de formacion de pellcula, con tal de que formen una dispersion estable en una resina de formacion de pellcula. Las composiciones de revestimiento de la presente invencion se pueden preparar en primer lugar mezclando una resina de formacion de pellcula, las partlculas resistentes a la corrosion previamente descritas, pigmentos, cargas y diluyentes, tales como disolventes organicos y/o agua, dispersando la mezcla con un dispersador de alta velocidad a un valor de 1000 a 2000 rpm durante 10 a 30 minutos, y haciendo pasar despues la dispersion a traves de un molino de pintura para lograr una finura de molienda de 5 plus, tal y como se comprueba con un medidor de molienda.

Las composiciones de revestimiento de la presente invencion se pueden aplicar a un sustrato por medio de tecnicas de aplicacion conocidas, tales como inmersion, pulverizacion, pulverizacion intermitente, inmersion seguido de pulverizacion, pulverizacion seguido de inmersion, cepillado o revestimiento por rodillos. Se pueden usar tecnicas de pulverizacion normales y equipamiento para la pulverizacion al aire y la pulverizacion electrostatica, ya sean metodos manuales, o automaticos. Al tiempo que las composiciones de revestimiento de la presente invencion se pueden aplicar a diversos sustratos, tales como madera, vidrio, prendas de ropa, plastico, espuma, incluyendo sustratos elastomericos y similares, en muchos casos, el sustrato comprende un metal.

En determinadas realizaciones de las composiciones de revestimiento de la presente invencion, tras la aplicacion de la composicion al sustrato, se forma una pellcula sobre la superficie del sustrato por sacando el disolvente, es decir, disolvente organico y/o agua, fuera de la pellcula mediante calentamiento o mediante un perlodo de secado al aire. Las condiciones de secado apropiadas dependen de la composicion y/o aplicacion particular, pero en algunos casos un tiempo de secado de aproximadamente 1 a 5 minutos a una temperatura de aproximadamente 80 a 250 “F (de 27 a 121 °3) resulta suficiente. Se puede aplicar mas d e una capa de revestimiento si se desea. Normalmente entre los revestimientos, se somete el revestimiento previamente aplicado a vaporizacion instantanea, es decir, se expone a condiciones ambientales durante 5 a 30 minutos. En determinadas realizaciones, el espesor del revestimiento es de 0,1 a 3 milesimas de pulgada ( de 2,5 a 75 micras), tal como de 0,2 a 2,0 milesimas de pulgada (de 5,0 a 50 micras). Posteriormente, se puede calentar la composicion de revestimiento. En la operacion de curado, se retiran los disolventes y los componentes aptos para reticulacion de la composicion, en caso de haberlos, se someten a reticulacion. En ocasiones, el calentamiento y la operacion de curado se llevan a cabo a una temperatura dentro del intervalo de 80 a 250 °F (de 27 a 121 °3) pero, si fuese necesario, se pueden usar temperaturas mas bajas o mas altas.

En determinadas realizaciones de las composiciones de revestimiento de la presente invencion, tras la aplicacion de la composicion al sustrato, se aplica un revestimiento de protection sobre la parte superior de las composiciones de revestimiento de imprimacion en caso de ser un sistema de revestimiento de multicapa, si se desea. Normalmente entre los revestimientos, se somete el revestimiento previamente aplicado a vaporizacion instantanea, es decir, se expone a condiciones ambientales durante 1 a 72 horas, tal como de 2 a 24 horas. En determinadas realizaciones, el espesor del revestimiento de proteccion es de 0,5 a 4 milesimas de pulgada (de 12,5 a 100 micras), tal como de 1,0 a 3,0 milesimas de pulgada (de 25 a 75 micras). Posteriormente, se puede calentar la composicion de revestimiento. En la operacion de curado, se retiran los disolventes y los componentes aptos para reticulacion de la composicion, en caso de haberlos, se someten a reticulacion. En ocasiones, el calentamiento y la operacion de curado se llevan a cabo a una temperatura dentro del intervalo de 80 a 250 F (de 27 a 121 13) pero, si fuese necesario, se pueden usar temperaturas mas bajas o mas altas.

RESISTENCIA A LA CORROSION

Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «propiedades de resistencia a la corrosion» se refiere a la medicion de prevention de la corrosion sobre un sustrato metalico que utiliza el ensayo descrito en ASTM B-117 (Ensayo de Pulverizacion de Sal). En este ensayo, se inscribe una «X» en cada panel una vez que se ha revestido la superficie. La «X» se inscribe en la superficie del panel con una profundidad suficiente para penetrar cualquier revestimiento superficial y exponer el metal subyacente. Entonces, se somete el panel a una solution de cloruro sodico al 5 % evaluada en intervalos regulares y se examina en cuanto a corrosion en la parte raspada, formacion de ampollas, alteration de color y otros defectos de superficie.

En la presente solicitud, cuando se afirma que la composicion de revestimiento «exhibe propiedades de resistencia a la corrosion mayores que» otro revestimiento, significa que la composicion de revestimiento exhibe menos oscuridad en las llneas de raspado, menos ampollas bajo el revestimiento de imprimacion, menos desplazamiento del revestimiento protector o imprimacion y menos defectos de pellcula en comparacion con el otro revestimiento. En determinadas realizaciones, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion estan presentes en las composiciones de revestimiento de la presente invencion en una cantidad suficiente para dar como resultado la exhibition de propiedades de resistencia a la corrosion mejores que las propiedades de resistencia a la corrosion

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exhibidas por otro revestimiento que no incluye las partlcuias de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion. En algunas realizaciones, las nano partlcuias de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion estan presentes en las composiciones de revestimiento de la presente invencion en una cantidad suficiente para dar como resultado la exhibicion de propiedades de resistencia a la corrosion mejores que las propiedades de resistencia a la corrosion exhibidas por otro revestimiento con una composicion de revestimiento similar que no incluye hidroxido de magnesio, pero que incluye nano partlculas de oxido de magnesio (como el control) cuando se revisten en las mismas condiciones.

Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «las mismas condiciones» significa que (i) se deposita una composicion de revestimiento sobre el sustrato con un espesor igual o similar que la composicion objeto de comparacion, y (ii) se cura en condiciones de curado iguales o similares, tales como temperatura de curado, humedad y tiempo, que la composicion objeto de comparacion. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «composicion de revestimiento similar que no incluye las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion» significa que una composicion de revestimiento contiene los mismos componentes en cantidades iguales o similares que la composicion objeto de comparacion, exceptuando que las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion descritas en la presente memoria, que se incluyen en las composiciones de revestimiento de la presente invencion, no estan presentes.

En muchos casos, las composiciones de revestimiento de la presente invencion, cuando se depositan sobre al menos una parte de dos sustratos metalicos escogidos entre acero laminado en frlo, aluminio y acero electro- galvanizado y se curan, producen un sustrato que exhibe propiedades de resistencia a la corrosion similares a, o, en algunos casos, mayores que, las propiedades de resistencia a la corrosion que los mismos dos sustratos exhiben cuando se revisten al menos parcialmente en las mismas condiciones con una composicion de revestimiento de imprimacion resistente a la corrosion basadas en nano partlculas de oxido de magnesio como se divulga en la patente de Estados Unidos N°. 7.745.010 y la Solicitud de Patente de Estados Unidos N.° Serie 11/956.542.

PARTICULAS DE HIDROXIDO DE MAGNESIO RESISTENTES A LA CORROSION

Los siguientes Ejemplos de Suspension y Ejemplos de Polvo describen la preparacion de partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion apropiadas para su uso en determinadas realizaciones de las composiciones de revestimiento de la presente invencion. Las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion se pueden sintetizar usando sistemas basados en disolventes organicos, o sistemas de base acuosa. Por ejemplo, segun las realizaciones de la presente invencion, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion se pueden preparar en forma de una suspension de acetona. Ademas, se puede obtener un polvo de partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion a partir de la suspension de acetona.

De acuerdo con otra realization de la presente invencion, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion se pueden preparar en forma de una suspension acuosa. Ademas, se puede obtener un polvo de partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion a partir de la suspension acuosa. De manera alternativa, se puede obtener un polvo de partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion a partir de una suspension de acetona y una suspension acuosa.

Los siguientes ejemplos se presentan con fines unicamente ilustrativos y no se aprecian como limitantes del alcance de la presente invencion. A menos que se indique lo contrario, todas las partes y porcentajes y de los siguientes ejemplos, as! como a lo largo de la memoria descriptiva, estan en peso.

Los siguientes Ejemplos de Suspension y Ejemplos de Polvo ilustran la preparacion de nano partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion apropiadas para su uso en determinadas realizaciones de las composiciones de revestimiento de la presente invencion. La Tabla 1 ilustra los ejemplos de sistemas acuosos y basados en disolvente de nano partlculas suspendidas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion. En particular, la Tabla 1 ilustra realizaciones a modo de ejemplo de suspensiones acuosas y de acetona que incluyen nano partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion de acuerdo con realizaciones de la presente invencion.

TABLA 1

Ejemplo: Notas* Tamano medio de partlcula (nm)**

A: Suspension en acetona 18 nm; algunos agregados de 600 nm y 300 nm

B: Suspension en acetona 22 nm; algunos agregados de 80 nm y 1350 nm

C: Suspension en acetona No disponible**

D: Suspension en agua 15 nm; algunos agregados de 300 nm, 670 nm, 1300 nm

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*Se prepararon las suspensiones por parte de Brno University of Technology, Republics Checa, y se suministraron por parte de Allison Park Coatings Innovation Center, PPG Industries.

**Se midio el tamano de partlcula por parte del suministrador con un Malvern Zetasizer 3000 HS, usando polvos que se dispersaron y se midio en agua destilada.

***El tamano de partlcula de esta suspension no se midio por parte del suministrador, y esta suspension no se sometio a ensayo de forma independiente.

De acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, los Ejemplos de Suspension descritos anteriormente se pueden usar como componente mas fino de una composicion de revestimiento. Dicho uso de los Ejemplos de Suspension se describe con mas detalle a continuacion.

La Tabla 2 ilustra polvos de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion que pueden obtenerse a partir de los Ejemplos de Suspension A-D descritos en la Tabla 1. En particular, la Tabla 2 ilustra realizaciones a modo de ejemplo de polvos que incluyen partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion que se obtuvieron a partir de suspensiones acuosas o de disolvente de partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion.

TABLA 2

Ejemplo: Notas Tamano medio de partlcula (nm)*

Aseco: Polvo de suspension A bimodal 10 nm y 120 nm; algunos agregados de 230 nm y 6.000 nm

Bseco: Polvo de suspension B bimodal 7 nm y 130 nm; algunos agregados de 280 nm

Cseco: Polvo de suspension C bimodal 5 nm y 68 nm; algunos agregados de 330 nm

Dseco: Polvo de suspension D bimodal 5 nm y 100 nm; algunos agregados de 400 nm

*Se midio el tamano de partlcula por parte del suministrador con un Malvern Zetasizer 3000 HS, usando polvos que se dispersaron y se midio en agua destilada.

De acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, se pueden usar los Ejemplos de Polvo anteriores en una composicion de revestimiento por medio de adicion del Polvo a cualquiera, o todos, de la base, activador, o componentes mas finos de la composicion de revestimiento. Dicho uso de los Ejemplos de Polvo se describen con mas detalle a continuacion.

Las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion descritas anteriormente se pueden usar en composiciones de revestimiento de base acuosa o basadas en disolvente. Las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion exhiben propiedades deseables de resistencia a la corrosion y se pueden usar para mejorar las propiedades de resistencia a la corrosion de una composicion de revestimiento. Por ejemplo, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion se pueden usar para mejorar las propiedades de resistencia a la corrosion de una composicion de revestimiento que no contiene cromo.

Ejemplos

IMPRIMACION QUE INHIBE LA CORROSION DE BASE ACUOSA QUE NO CONTIENE CROMATO

En algunas realizaciones, la composicion de revestimiento es una composicion de revestimiento (WB) de base acuosa. La composicion de revestimiento de imprimacion WB puede incluir un componente de base, un componente de activador y un componente mas fino. Las composiciones de diversos revestimientos de imprimacion de base acuosa se listan en la Tabla 3. Se formulo un revestimiento de imprimacion de control con nano partlculas de oxido de magnesio como Control de Base Acuosa. Se compararon las propiedades de resistencia a la corrosion y adhesion de los revestimientos descritos en la Tabla 3 con el Control de Base Acuosa como llnea de base. Como se describe adicionalmente a continuacion, se formulo el Ejemplo Comparativo 1 sin ningun inhibidor de corrosion, se formulo el Ejemplo Comparativo 2 con hidroxido de magnesio en forma de polvo de tamano de micro partlculas (MagChem® MH10), Se formulo el Ejemplo Comparativo 3 con hidroxido de magnesio en forma de suspension de tamano de partlcula micrometrico (FloMag® HUS), y se formulo el Ejemplo 1 con una suspension de nano partlculas de hidroxido de magnesio que se uso directamente como componente mas fino para preparar una realizacion a modo de ejemplo de la presente invencion.

TABLA 3

: WB Control Ejemplo comparativo 1 Ejemplo comparativo 2 Ejemplo comparativo 3 Ejemplo 1

Componente de base: Peso (g) Peso (g) Peso (g) Peso (g) Peso (g)

Prox® E-143: 5,27 5,27 5,27 5,27 5,27

D.E.N.™ 431: 21,39 21,39 21,39 21,39 21,39

Dowanol™ PnB: 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85

Ti-Pure® R-900: 9,98 9,98 9,98 9,98 9,98

Raven 14: 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02

Nicron® 554: 13,68 13,68 13,68 13,68 13,68

Agua desionizada: 48,81 48,81 48,81 48,81 48,81

Componente de activador

Ancamine® 1895: 8,20 9,75 8,20 9,75 9,75

Dowanol™ PM: 3,06 3,31 3,06 3,31 3,31

Dowanol™ PnB: 4,22 4,56 4,22 4,56 4,56

Dow Corning® Z- 6121: 1,96 1,65 1,96 1,65 1,65

Butanol: 1,53 2,12 1,53 2,12 2,12

MgO de tamano nanometrico: 6,17 0,00 0,00 0,00 0,00

MagChem® MH102: 0,00 0,00 6,17 0,00 0,00

Componente mas fino

Agua desionizada: 34,21 34,21 34,21 0,00 0,00

FloMag® HUS (61 % de solidos)3: 0,00 0,00 0,00 52,55 0,00

Suspension D (85 % solidos)4: 0,00 0,00 0,00 0,00 100,00

Total: 160,18 155,61 160,18 173,95 209,21

Solidos totales: 61,27 55,76 61,27 87,82 130,83

Porcentaje de inhibidor de corrosion: 10,07 0,00 10,07 36,87 57,38

Notas: 1Oxido de magnesio de tamano nanometrico recibido de Nanostructured & Amorphous Materials, 100 % de solidos, el tamano medio de partlcula es de 20 nm. 2MagChem® MH10, el tamano medio de partlcula es de 4 micras. 3FloMag® HUS (61 % de solidos), el tamano medio de partlcula es de 3 micras. 4Suspension D (85 % de solidos), el tamano medio de partlcula es de 15 nm con algunos agregados de 300 nm, 670 nm y 1300 nm.

Los componentes de los revestimientos anteriormente descritos se obtuvieron a partir de las siguientes fuentes:

Componente: Descripcion Suministrador

D.E.N.™ 431: Resina epoxi Dow Chemical

Prox® E-143: Resina epoxi Protex International

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Ancamine® 1895: Agente de curado de poliamina Air Products

Dow Corning® Z-6121: Amino silano Dow Corning

Ti-Pure® R-900: Dioxido de titanio DuPont

Raven 14: Negro de carbono Columbian Chemicals Company

Nicron® 554: Talco Luzenac®

oxido de magnesio de tamano nanometrico: Oxido de magnesio Nanostructured & Amorphous Materials

MagChem® MH10: Polvo de hidroxido de magnesio Martin Marietta Magnesia Specialties

FlowMag® HUS: Suspension de hidroxido de magnesio Martin Marietta Magnesia Specialties

Butanol: Disolvente Sigma-Aldrich

Dowanol™ PnB: Disolvente Dow Chemical

Dowanol™ PM: Disolvente Dow Chemical

Agua desionizada: Disolvente

Control de base acuosa (MgO de tamano nanometrico):

Se combinaron una composicion de revestimiento de imprimacion que inclula un componente de base, un componente de activador que inclula oxido de magnesio y un componente mas fino. Se formulo el componente de base con resina epoxi, agentes de dispersion, pigmentos y agua. Se formulo el componente de activador con 10,0 por ciento en peso de partlculas de oxido de magnesio basado en el peso total de solidos de la composicion de revestimiento con un tamano medio de partlcula de 20 nm (Comercialmente disponible en Nanostructured & Amorphous Materials). El componente mas fino es agua. Se anadio el componente mas fino tras mezclar a mano el componente de base y el componente de activador.

Ejemplo comparativo 1

Se formulo una composicion de revestimiento que no inclula ninguna partlcula resistente a la corrosion (tal como oxido de magnesio o hidroxido de magnesio). Se anadio el componente mas fino tras mezcla a mano del componente de base y el componente de activador.

Ejemplo comparativo 2

Se formulo una composicion de revestimiento que inclula hidroxido de magnesio en forma de polvo de tamano micrometrico (MagChem® MH10, disponible en Martin Marietta Magnesia Specialties, LLC). El tamano medio de partlcula de MagChem® MH10 fue de 4 micras. El porcentaje en peso de partlculas de hidroxido de magnesio de tamano micrometrico fue de 10,07 en la composicion de revestimiento basada en el peso total de la composicion de revestimiento. Se anadio el componente mas fino tras mezclar a mano el componente de base y el componente de activador.

Ejemplo comparativo 3

Se formulo una composicion de revestimiento que inclula hidroxido de magnesio en forma de suspension de tamano micrometrico (FloMag® HUS, disponible en Martin Marietta Magnesia Specialties LLC). El tamano medio de partlcula de MagChem® MH10 fue de 3 micras. El porcentaje en peso de partlculas de hidroxido de magnesio de tamano micrometrico fue de 36,87 en la composicion de revestimiento basada en el peso total de la composicion de revestimiento. Se uso la suspension como el componente mas fino y se anadio tras la mezcla a mano del componente de base y el componente de activador.

Ejemplo 1

Se preparo una composicion de revestimiento de imprimacion de ejemplo de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion por medio de combinacion de un componente de base, un componente de activador y un componente mas fino. El componente mas fino incluyo las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion de la invencion del Ejemplo de Suspension D. El tamano medio de partlcula del Ejemplo de Suspension D

5

10

15

20

25

30

35

fue de 15 nm con algunos agregados de 300 nm, 670 nm y 1300 nm. El porcentaje en peso de partlcuias de hidroxido de magnesio de tamano micrometrico fue de 57,38 en la composicion de revestimiento basada en el peso total de la composicion de revestimiento. Se uso el Ejemplo de Suspension D como el componente mas fino y se anadio tras la mezcla a mano del componente de base y el componente de activador.

Se aplicaron los revestimientos de imprimacion de base acuosa a paneles de aluminio con funda de revestimiento sometida a abrasion con scotch-brite™ (Funda de revestimiento: AMS 2024-T3, 250/5). Cada panel de aluminio con funda de revestimiento se sometio a abrasion con scotch-brite™ 3M y se limpio con etil metil cetona para formar una superficie libre de agua. Las composiciones de revestimiento de imprimacion se pulverizaron con una pistola de pulverization HVLP hasta obtener un espesor de pellcula seca de 0,8 milesimas de pulgada a 1,5 milesimas de pulgada (de 20 a 37,5 micras). Se proporciono un revestimiento protector a otro conjunto de paneles con revestimiento protector de poliuretano con brillo (revestimiento de protection CA8201/F17925 disponible en PPG Industries, PPG Aerospace Products). Se aplico el revestimiento protector tras secado de la imprimacion en condiciones de temperatura ambiente durante 2 horas. El espesor de la pellcula seca de revestimiento protector de poliuretano fue de 1,5 milesimas de pulgada a 2,5 milesimas de pulgada (de 37,5 a 62,5 micras). Se permitio el curado de ambos paneles, sometido a imprimacion y con revestimiento protector, para curar por completo durante una semana en condiciones ambientales y posteriormente se sometio a ensayo en cuanto a adhesion de acuerdo con la Norma de Especificacion Boeing (BSS) 7225, clase 5. Se sometio a ensayo la adhesion en humedo, con el mismo metodo, tras sumergir durante siete dlas en agua des-ionizada a temperatura ambiente. Se evaluo la adhesion con una escala de puntuacion de 1-10, indicando el 10 la mejor adhesion e indicando el 0 la peor adhesion. Para el ensayo de resistencia a la corrosion, se inscribieron los paneles sometido a imprimacion y con revestimiento superior con una «X» que se inscribio en la superficie de los paneles con una profundidad suficiente para penetrar cualquier revestimiento de superficie y para exponer el metal subyacente. Despues, se sometio el panel a una solution de cloruro de sodio al 5 % de acuerdo con ASTM B-117 y se evaluo trascurridas 500 horas, 1000 horas, 2.000 horas y 3.000 horas en cuanto a corrosion en la parte raspada, formation de ampollas, alteration de color y otros defectos de superficie. Los resultados de adhesion y resistencia a la corrosion del revestimiento de imprimacion y el revestimiento de imprimacion con un revestimiento protector de poliuretano sobre el sustrato de aluminio con funda de revestimiento se muestran en la Tabla 4.

TABLA 4

: Adhesion* Corrosion**

Imprimacion Solo: 500 horas 1000 horas 2000 horas 3000 horas

Control de base acuosa: 10/10 1a, 8, 13 1a, 8, 13 1b, 8, 13 1b, 9, 13

Ejemplo comparativo 1: 10/10 3, 4, 9, 14 3, 4, 9, 14 4, 7, 9, 14 na****

Ejemplo comparativo 2: 9/9 1a 1a 2, 5, 8, 10, 12, 13 NA

Ejemplo comparativo 3: 10/9 1a 1a 2, 4, 9, 10, 13 NA

Ejemplo 1: 10/10 1a, 8, 13 1b, 8, 13 1b, 9, 13 1b, 9, 13

Imprimacion mas revestimiento protector

Control de base acuosa: 10/10 2, 4, 8 3, 4, 9 3, 4, 9 3, 4, 9

Ejemplo comparativo 1: 10/8 3, 4, 9, 13 4, 7, 9, 13 4, 7, 9, 14 NA

Ejemplo comparativo 2: 9/8 1a 1a, 9 3, 4, 9, C*** NA

Ejemplo comparativo 3: 9/9 1a, 8 1a, 8 1a, 9, 13 NA

Ejemplo 1: 10/9 2, 4 3, 4, 8 3, 4, 9 3, 4, 9

*El primer numero representa la puntuacion de adhesion en seco y el segundo numero representa la puntuacion de adhesion en humedo. **Puntuacion de corrimiento: A ***Puntuacion de corrimiento: C. Solo este panel mostro una puntuacion de corrimiento de C, y el resto de los paneles de ensayo exhibieron una puntuacion de A. ****NA: El ensayo de niebla salina para los ejemplos comparativos 1, 2 y 3 fue discontinuo a 2.000 horas.

Leyenda de resistencia a la corrosion: 1a: llnea raspada brillante; 1b: llnea raspada que comienza a oscurecerse; 2: llnea raspada > 50 % oscurecida; 3: llnea raspada oscura; 4: diversos puntos localizados de sal blanca en las llneas raspadas; 5: muchos puntos localizados de sal blanca en las llneas raspadas; 6: sal blanca que rellena las llneas raspadas; 7: puntos de corrosion oscura en las llneas raspadas; 8: pocas ampollas bajo la imprimacion de la llnea

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

raspada (menos de 12 ampollas); 9: muchas ampollas bajo la imprimacion a lo largo de la llnea raspada; 10: ligero aumento a lo largo de las llneas raspadas; 11: revestimiento se riza a lo largo del raspado; 12: puntos capilares/picaduras de corrosion sobre la superficie del revestimiento organico; 13: una o mas ampollas sobre la superficie lejos del raspado; 14: muchas ampollas bajo la imprimacion lejos del raspado; 15: comienzo de la formacion de ampollas sobre la superficie; Puntuacion de Corrimiento: A: sin corrimiento, B: de 0 a 1/64 (0,40 mm); C: de 1/64 (0,40 mm) a 1/32 (0,79 mm); D: de 1/32 (0,79 mm) a 1/16 (1,59 mm); E: de 1/16 (1,59 mm) a 1/8 (3,18 mm); F: de 1/8 (3,18 mm) a 3/16 (4,76 mm); G: de 3/16 (4,76 mm) a 1/4 (6,35 mm); H: de 1/4 (6,35 mm) a 3/8 (9,53 mm) pulgadas.

Los resultados de la Tabla 4 muestran que todos los revestimientos de imprimacion mostraron adhesion en seco y en humedo excelente al sustrato de aluminio con funda de revestimiento. Ademas, el revestimiento protector es compatible con todos los revestimientos de imprimacion y muestra excelente adhesion a la imprimacion.

Como puede observarse a partir de la Tabla 4, el Ejemplo comparativo 1, que no contiene ningun inhibidor de corrosion, exhibio una corrosion significativamente mayor tras 500 horas de exposition a niebla salina. Los Ejemplos Comparativos 2 y 3, que incluyeron partlculas de hidroxido de magnesio de tamano micronico, exhibieron una resistencia a la corrosion excelente tras 1000 horas de exposicion a niebla salina. No obstante, la exposicion adicional a niebla salina revelo que los Ejemplos Comparativos 2 y 3 tuvieron una resistencia a la corrosion inferior en comparacion con el control de base acuosa y el Ejemplo 1 de revestimiento de imprimacion de la invention, como se comprobo tras 2.000 horas. Transcurridas 3.000 horas, el Ejemplo de la invencion 1 exhibio la misma resistencia a la corrosion que el control de base acuosa, cuando se revistio con imprimacion solo o con la imprimacion y el revestimiento protector.

Como tal, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion de la presente invencion, que tienen un tamano medio de partlcula principal menor de 200 nm, proporcionan unos resultados inesperados y deseables con respecto a las partlculas de hidroxido de magnesio que tienen un tamano medio de partlcula principal dentro del intervalo de tamano micronico. Adicionalmente, los presentes inventores han descubierto de forma sorprendente que la composition de revestimiento de imprimacion con las partlculas de hidroxido de magnesio de la invencion exhibio la misma resistencia a la corrosion que la imprimacion formulada con nano partlculas de oxido de magnesio. Por lo tanto, las partlculas de hidroxido de magnesio de la invencion se pueden utilizar como sustituto de inhibidor de corrosion para nano partlculas de oxido de magnesio. Las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion son una alternativa nueva y no toxica al oxido de magnesio de tamano nanometrico para sustituir el cromato, cerio y otros compuestos de metales pesados como inhibidor de la corrosion que no contiene cromato.

IMPRIMACION INHIBIDORA DE CORROSION (NCCI) BASADA EN DISOLVENTE QUE NO CONTIENE CROMATO QUE INCLUYE PARTICULAS DE HIDROXIDO DE MAGNESIO RESISTENTES A LA CORROSION

La composicion de revestimiento de imprimacion basada en disolvente incluye un componente de base, un componente de activador y un componente mas fino. El componente de base incluye poli(resinas de amina), disolventes, pigmentos y cargas e inhibidores de corrosion. El componente de activador incluye resinas epoxi y disolventes, y el componente mas fino incluye un disolvente o una mezcla de disolventes.

Como se divulga en la patente de Estados Unidos N.° 7.745.010 y la Solicitud de patente de Estados Unidos N.° Serie 11/956542, las nano partlculas de oxido de magnesio exhiben una resistencia a la corrosion comparable a los pigmentos de cromato. Por lo tanto, las composiciones de revestimiento que incluyen partlculas de oxido de magnesio de tamano nanometrico se utilizaron como control. Se formularon cuatro composiciones de revestimiento de imprimacion que inclulan partlculas de hidroxido de magnesio de la invencion como se describe en la Tabla 2. Como se puede apreciar a partir de los datos listados en la Tabla 5, se uso la misma cantidad de inhibidor de corrosion para todas las composiciones de revestimiento de imprimacion. El porcentaje en eso del inhibidor de corrosion fue de 8,67, basado en el peso total de la composicion de revestimiento. A efectos de comparacion, se anadio la misma cantidad de activador y componente mas fino a los componentes de base.

Control basado en disolvente

Se formulo el ejemplo de control con nano partlculas de oxido de magnesio que tenlan un tamano medio de partlcula de 20 nm (comercialmente disponibles en Nanostructured & Amorphous Materials) en el componente de base.

Ejemplo 2

Se preparo una composicion de revestimiento de imprimacion de acuerdo con realizaciones a modo de ejemplo de la presente invencion, pero incluyendo partlculas de hidroxido de magnesio de la invencion (preparadas en forma de polvo Aseco de la Tabla 2) en el componente de base. El tamano de partlcula de las partlculas de hidroxido de magnesio del polvo Aseco fue una distribution bimodal de 10 nm y 120 nm, con ciertos agregados de 230 nm y 6.000 nm.

Ejemplo 3

Se prepare una composicion de revestimiento de imprimacion a modo de ejemplo de acuerdo con realizaciones a modo de ejemplo de la presente invention, incluyendo las partlculas de hidroxido de magnesio de la invention (preparadas como polvo Bseco en la Tabla 2) en el componente de base. El tamano de partlcula de las partlculas de

5 hidroxido de magnesio del polvo Bseco fue una distribution bimodal de 7 nm y 130 nm, con ciertos agregados de 280

nm.

Ejemplo 4

10 Se prepare una composicion de revestimiento de imprimacion a modo de ejemplo de acuerdo con realizaciones a modo de ejemplo de la presente invencion, incluyendo las partlculas de hidroxido de magnesio de la invencion (preparadas como polvo Cseco en la Tabla 2) en el componente de base. El tamano de partlcula de las partlculas de

hidroxido de magnesio del polvo Cseco fue una distribucion bimodal de 5 nm y 68 nm, con ciertos agregados de 330

nm.

15

Ejemplo 5

Se prepare una composicion de revestimiento de imprimacion a modo de ejemplo de acuerdo con realizaciones a modo de ejemplo de la presente invencion, incluyendo las partlculas de hidroxido de magnesio de la invencion 20 (preparadas como polvo Dseco en la Tabla 2) en el componente de base. El tamano de partlcula de las partlculas de

hidroxido de magnesio del polvo Dseco fue una distribucion bimodal de 5 nm y 100 nm, con ciertos agregados de 400

nm.

TABLA 5

: SB Control Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo 4 Ejemplo 5

Componente de base: Peso (g) Peso (g) Peso (g) Peso (g) Peso (g)

Ancamide® 2569: 11,90 11,90 11,90 11,90 11,90

Ancamine® 2432: 7,93 7,93 7,93 7,93 7,93

Ancamine® K54: 0,71 0,71 0,71 0,71 0,71

Butanol: 20,32 20,32 20,32 20,32 20,32

Xileno: 3,69 3,69 3,69 3,69 3,69

Ti-Pure® R-706: 10,41 10,41 10,41 10,41 10,41

Raven 14: 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05

Blanc Fixe Micro: 15,86 15,86 15,86 15,86 15,86

Min-U-Sil® 5: 20,25 20,25 20,25 20,25 20,25

MgO1 de tamano nanometrico: 8,92

Aseco: 8,92

Bseco: 8,92

Cseco: 8,92

Dseco: 8,92

Componente de activador

Epon® 828: 23,25 23,25 23,25 23,25 23,25

Epon® 8111: 3,79 3,79 3,79 3,79 3,79

Xileno: 8,58 8,58 8,58 8,58 8,58

Silquest® A-187: 0,68 0,68 0,68 0,68 0,68

Bentone® SD-2: 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38

Oxsol® 100: 43,26 43,26 43,26 43,26 43,26

Componente mas fino

Acetona: 5,69 5,69 5,69 5,69 5,69

Oxsol® 100: 13,29 13,29 13,29 13,29 13,29

Peso Total: 198,92 198,92 198,92 198,92 198,92

Peso total de solidos: 102,89 102,89 102,89 102,89 102,89

Porcentaje de pigmento de corrosion: 8,67 8,67 8,67 8,67 8,67

Notas: 1Oxido de magnesio de tamano nanometrico recibido de Nanostructured & Amorphous Materials, 100 % de solidos, el tamano medio de partlcula es de 20 nm.

Componente: Description Suministrador

Epon® 828: Resina epoxi Momentive Performance Materials

Epon® 8111: Resina epoxi Momentive Performance Materials

Silquest® A-187: Epoxi silano Momentive Performance Materials

Ancamide® 2569: Agente de curado de poliamina Air Products

Ancamine® 2432: Agente de curado de poliamina Air Products

Ancamine® K54: Catalizador de amina terciaria Air Products

Ti-Pure® R-706: Dioxido de titanio DuPont

Raven 14: Negro de carbono Columbian Chemicals Company

Blanc Fixe Micro: Pigmento de sulfato de bario Sachtleben

Min-U-Sil® 5: Sllice molida Western Reserve Chemical

Bentone® SD-2: Arcilla Elementis Specialties

MgO de tamano nanometrico: Oxido de magnesio Nanostructured & Amorphous Materials

Butanol: Disolvente Sigma-Aldrich

Xileno: Disolvente Sigma-Aldrich

Oxsol® 100: Disolvente Kowa American Company

Acetona: Disolvente Sigma-Aldrich

5 Se aplicaron todos los revestimientos de imprimacion basados en disolvente a paneles de aluminio desnudos y con funda de revestimiento sometidos a abrasion con scotch-brite™ (Funda de revestimiento: AMS 2024-T3, 250/5; Desnudo: AMS 2024-T3, 250/4). Se sometieron a abrasion los paneles de aluminio desnudos y con funda de revestimiento con scotch-brite™ 3M y se limpiaron con etil metil cetona para formar una superficie libre de agua. Las composiciones de revestimiento de imprimacion se pulverizaron con una pistola de pulverizacion HVLP hasta 10 obtener un espesor de pellcula seca de 0,8 milesimas de pulgada a 1,5 milesimas de pulgada (de 20 a 37,5 micras). Se aplico un revestimiento protector a un conjunto de paneles usando un revestimiento protector de poliuretano con

brillo (revestimiento protector CA8201/F17925 disponible en PPG Industries, PPG Aerospace Products). Se aplico el revestimiento protector tras secado de la imprimacion en condiciones de temperatura ambiente durante 2 horas. El espesor de la pellcula seca de revestimiento protector de poliuretano fue de 1,5 milesimas de pulgada a 2,5 milesimas de pulgada (de 37,5 a 62,5 micras). Se permitio el curado completo de los paneles tanto sometido a 5 imprimacion como con revestimiento protector durante una semana en condiciones ambientales y posteriormente se

sometieron a ensayo en cuanto a adhesion en seco de acuerdo con la Norma de Especificacion Boeing (BSS) 7225,

clase 5. Se sometio a ensayo la adhesion en humedo con el mismo metodo tras sumergir durante siete dlas en agua desionizada a temperatura ambiente. Se evaluo la adhesion con una escala de puntuacion de 1-10, indicando el 10 la mejor adhesion e indicando el 0 la peor adhesion. Para el ensayo de resistencia a la corrosion, se inscribieron 10 paneles imprimados y con revestimiento protector con una «X» que se inscribio en la superficie de los paneles con una profundidad suficiente para penetrar cualquier revestimiento de superficie y exponer el metal subyacente. Posteriormente, se sometio el panel a una solucion de cloruro sodico al 5 % de acuerdo con ASTM B-117 y se evaluo durante 500 horas, 1000 horas, 2.000 horas y 3.000 horas en cuanto a corrosion en la parte raspada, formacion de ampollas, alteracion de color y otros defectos de superficie. Los resultados de adhesion y resistencia a 15 la corrosion del revestimiento de imprimacion y el revestimiento de imprimacion con revestimiento protector de

poliuretano sobre los sustratos de aluminio con funda de revestimiento se muestran en la Tabla 6. Los resultados de

adhesion y resistencia a la corrosion del revestimiento de imprimacion y el revestimiento de imprimacion con revestimiento protector de poliuretano sobre los sustratos de aluminio desnudos se muestran en la Tabla 7.

20 TABLA 6

: Adhesion* Corrosion**

Imprimacion Solo: 500 horas 1000 horas 2000 horas 3000 horas

SB Control: 10/9 2, 4, 9, 14 2, 4, 9, 14 2, 4, 9, 14 3, 4, 10, 15

2: 10/8 1b, 4, 8, 13 1b, 4, 8, 13 1b, 4, 8, 13 3, 4, 9, 13

3: 10/9 1b, 4, 9 1b, 4, 9 1b, 5, 9 3, 5, 9

4: 10/6 1b, 4, 8, 13 1b, 4, 8, 13 1b, 4, 8, 13 2, 4, 9, 14

5: 10/9 1b, 4, 9, 13 1b, 4, 9, 13 1b, 4, 9, 13 2, 4, 9, 10, 13

Imprimacion + revestimiento protector

SB Control: 8/8 2, 4, 8, 13 2, 4, 8, 13 3, 4, 9, 13 3, 4, 9, 13

2: 8/8 3, 4, 9 3, 4, 9 3, 4, 9 4, 7, 9, 10

3: 10/7 3, 4, 9, 13 3, 4, 9, 13 3, 4, 9, 13 3, 4, 9, 10, 13

4: 9/8 3, 4, 8 3, 4, 8 3, 4, 9 3, 4, 9, 13

5: 10/8 3, 4, 9, 13 3, 4, 9, 13 3, 4, 9, 13 3, 4, 9, 13

*El primer numero representa la puntuacion de adhesion en seco y el segundo la adhesion en humedo. **Puntuacion de corrimiento: A para todos los ejemplos.

TABLA 7

: Adhesion* Corrosion**

Imprimacion Solo: 500 horas 1000 horas 2000 horas 3000 horas

SB Control: 9/7 1b, 4, 8, 13 2, 4, 8, 13 2, 5, 8, 13 3, 4, 9, 14

2: 9/8 1b, 4, 8, 13 1b, 4, 8, 13 2, 5, 8, 13 3, 4, 9, 14

3: 7/8 1b, 5, 8, 13 1b, 5, 8, 13 2, 5, 8, 13 3, 4, 9, 14

4: 9/9 1b, 4, 8, 14 1b, 4, 8, 14 1b, 4, 15 2, 4, 15

5: 9/9 1b, 5, 8, 13 1b, 5, 8, 13 1b, 5, 8, 13 3, 4, 9, 14

Imprimacion + revestimiento protector

SB Control: 9/8 1b, 4, 8, 13 2, 4, 8, 13 3, 5, 8, 13 4, 7, 9, 10, 13

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

2: 8/8 3, 5, 8 3, 5, 9, 13 3, 5, 9, 13 5, 7, 9, 10, 14

3: 7/7 2, 5, 8, 13 3, 5, 8, 13 3, 5, 9, 13 5, 7, 9, 10, 13

4: 7/8 3, 4, 8 3, 5, 8, 13 3, 5, 8, 13 3, 5, 8, 13

5: 7/7 3, 5, 8, 13 3, 5, 8, 13 3, 5, 9, 13 3, 4, 9, 13

Como se puede apreciar a partir de los resultados de adhesion presentados en las Tablas 6 y 7, todas las muestras de la invencion y el control basado en disolvente exhibieron excelente adhesion en seco y en humedo a los sustratos de aluminio desnudos y con funda de revestimiento. Cuando se aplica un revestimiento protector, tanto las muestras de la invencion como el control basado en disolvente exhibieron ligeros deterioros en adhesion en comparacion con los paneles que solo tenlan imprimacion. A partir de los datos de adhesion de las Tablas 6 y 7, se puede apreciar que la adhesion global de las composiciones de revestimiento de imprimacion de la invencion es el mismo que el del control basado en disolvente.

Como se puede apreciar a partir de los resultados de resistencia a la corrosion presentados en las Tablas 6 y 7, sobre ambos sustratos de aluminio desnudo y con funda de revestimiento, las muestras de imprimacion de la invencion exhibieron la misma resistencia a la corrosion que el control basado en disolvente tras 500 horas, 1.000 horas, 2.000 horas y 3.000 horas de exposicion a niebla salina. Cuando se aplica un revestimiento protector con revestimiento de poliuretano, la composicion de revestimiento de imprimacion de la invencion exhibio la misma resistencia a la corrosion que el control basado en disolvente.

Las partlculas resistentes a la corrosion anteriormente descritas se pueden usar en composiciones de revestimiento basadas en disolvente y de base acuosa. Las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion exhiben propiedades deseables de resistencia a la corrosion y se pueden usar para mejorar las propiedades de resistencia a la corrosion de una composicion de revestimiento. Por ejemplo, las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion se pueden usar para mejorar las propiedades de resistencia a la corrosion de una composicion de revestimiento que no contiene cromo.

Los presentes inventores han descubierto sorprendentemente que las composiciones de revestimiento que incluyen las partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion anteriormente descritas exhiben propiedades de resistencia a la corrosion deseables incluso aunque el hidroxido de magnesio no sea higroscopico. Al contrario de la presente invencion, se comprendio que las propiedades de resistencia a la corrosion de determinadas composiciones de revestimiento que no contienen cromo anteriores procedlan de la presencia de oxidos inorganicos de neutralizacion de agua (por ejemplo, higroscopicos). Se comprende que esos oxidos inorganicos de neutralization de agua anteriores proteger el sustrato frente a la corrosion a traves de la captation de agua, reduciendo de este modo la cantidad de agua que entra en contacto con el sustrato. Debido a que hidroxido de magnesio no es higroscopico, los expertos en la tecnica en el momento de realization de la invencion no habrlan esperado que hidroxido de magnesio mostrara cualquier mecanismo para reducir la cantidad de agua que entra en contacto con el sustrato, y por tanto no habrlan esperado que hidroxido de magnesio fuera un sustituto apropiado para los oxidos inorganicos de neutralizacion de agua anteriores. En consecuencia, los expertos en la tecnica en el momento de realizacion de la invencion no habrlan esperado que las composiciones de revestimiento que incluyen las partlculas de hidroxido de magnesio descritas anteriormente exhibieran resistencia a la corrosion deseable y no habrlan tenido motivo para intentar composiciones de revestimiento que incluyeran las partlculas de hidroxido de magnesio anteriormente descritas.

Mas especlficamente, sorprendentemente se ha descubierto que las composiciones de revestimiento que incluyen las partlculas de hidroxido de magnesio de la invencion de menos de 200 nm exhibieron una buena adhesion y buena resistencia a la corrosion sobre sustratos metalicos, tales como sustratos de aluminio, incluso tras la exposicion a 3.000 horas de niebla salina. Las nuevas composiciones de revestimiento de la invencion, demostraron las mismas propiedades que las nano partlculas de oxido de magnesio y proporcionaron otra alternativa a las composiciones de revestimiento que incluyen cromatos, cerio y otros metales pesados, ya que las presentes composiciones de revestimiento son seguras desde el punto de vista ambiental.

Para los fines de la description detallada anterior, se comprende que la invencion puede asumir diversas variaciones alternativas, excepto cuando se especifique expresamente lo contrario. Por otra parte, a diferencia de cualesquiera otros ejemplos operativos, o donde se indique lo contrario, se comprende que todos los numeros que expresan, por ejemplo, cantidades de ingredientes usados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones estan modificados en todos los casos por el termino «aproximadamente». Por consiguiente, a menos que se indique lo contrario, los parametros numericos explicados en la siguiente memoria descriptiva y ligados a las reivindicaciones son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas a obtener por medio de la presente invencion. Muy al final, cada parametro numerico deberla al menos interpretarse a la luz del numero de cifras

5

10

15

20

25

30

35

40

45

significativas presentadas y aplicando tecnicas comunes de redondeo.

Independientemente de que los intervalos numericos y parametros que explican el amplio alcance de la invencion sean aproximaciones, los valores numericos explicados en los ejemplos especlficos se presentan de la forma mas precisa posible. Cualquier valor numerico, no obstante, contiene de forma inherente determinados errores que son el resultado de la variacion convencional encontrada en sus respectivas mediciones de ensayo.

Ademas, debe comprenderse que cualquier intervalo numerico citado en la presente memoria se pretende que incluya todos los sub-intervalos subsumidos en el mismo. Por ejemplo, un intervalo de «1 a 10» se pretende que incluya todos los sub-intervalos entre (y que incluyan) el valor mlnimo citado de 1 y el valor maximo citado de 10, es decir, que tengan un valor mlnimo igual o mayor de 1 y un valor maximo igual o menor de 10.

En la presente solicitud, el uso del singular incluye el plural y el plural engloba el singular, a menos que se especifique lo contrario. Por ejemplo, y sin limitacion, la presente solicitud se refiere a composiciones de revestimiento que, en determinadas realizaciones, comprenden una «resina de formacion de pellcula.» Dichas referencias a una «resina de formacion de pellcula» se entiende que engloban composiciones de revestimiento que comprenden una resina de formacion de pellcula as! como tambien composiciones de revestimiento que comprenden una mezcla de dos o mas resinas de formacion de pellcula. Ademas, en la presente solicitud, el uso de «o» significa «y/o», a menos que se especifique lo contrario, incluso «y/o» puede usarse de forma expllcita en determinados casos.

En determinadas realizaciones, la presente invencion va destinada a composiciones de revestimiento que estan sustancialmente libres de material que contiene cromo. En otras realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invencion estan completamente libres de dicho material. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «sustancialmente libre» significa que el material objeto de discusion esta presente en la composition, si es que se acepta, como impureza accidental. En otras palabras, el material no afecta a las propiedades de la composicion. Esto significa que, en determinadas realizaciones de la presente invencion, la composicion de revestimiento contiene menos de un 2 por ciento en peso de material que contiene cromo o, en algunos casos, menos de un 0,05 por ciento en eso de material que contiene cromo, en el que dichos porcentajes en peso estan basados en el peso total de la composicion. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «completamente libre» significa que el material no esta presente en la composicion en modo alguno. De este modo, determinadas realizaciones de las composiciones de revestimiento de la presente invencion no contienen material que contiene cromo. Tal como se usa en la presente memoria, la expresion «material que contiene cromo» se refiere a materiales que incluyen un grupo de trioxido de cromo, CrO3. Los ejemplos de dichos materiales incluyen acido cromico, trioxido de cromo, anhldrido de acido cromico, sales de dicromato, tales como dicromato de amonio, dicromato de sodio, dicromato de potasio y dicromato de calcio, bario, magnesio, cinc, cadmio y estroncio.

Determinadas realizaciones de las composiciones de revestimiento de la presente invencion estan sustancialmente libres de materiales no deseados, incluyendo metales pesados, tales como plomo y nlquel. En determinadas realizaciones, las composiciones de revestimiento de la presente invencion estan completamente libres de dichos materiales.

La presente invencion se ha descrito con referencia a las realizaciones y aspectos a modo de ejemplo. Los expertos en la tecnica apreciaran que se pueden llevar a cabo otras modificaciones y aplicaciones. Por ejemplo, aunque las composiciones de revestimiento se describen como utiles para aplicaciones aeroespaciales o de aviation y de tanque de combustible, tambien pueden ser utiles para otras aplicaciones.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Una composition de revestimiento que comprende nanopartlcuias de hidroxido de magnesio que tienen un tamano medio de partlcuia principal menor de 200 nm, tai y como se determina por medio de microscopia electronica de transmision.
2. La composition de revestimiento de la revindication 1, en donde la composition de revestimiento comprende ademas una resina de formation de pellcula termoestable formada a partir de la reaction de una poliamina con un pollmero con funcionalidad de epoxi.
3. La composition de revestimiento de la revindication 2, en la que la poliamina comprende una poli(resina de amida).
4. La composition de revestimiento de la revindication 1, en donde la composition de revestimiento comprende partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion que tienen un tamano medio de partlcula principal menor de 150 nm, tal y como se determina por medio de microscopia electronica de transmision.
5. La composition de revestimiento de la revindication 1, que ademas comprende un componente de promotion de adhesion.
6. La composition de revestimiento de la revindication 1, en donde la composition de revestimiento comprende partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion que consisten esencialmente en partlculas de hidroxido de magnesio.
7. La composition de revestimiento de la revindication 2, en la que la resina de formation de pellcula termoestable comprende partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion antes del curado.
8. Un sustrato que comprende una composition de revestimiento que comprende nanopartlculas de hidroxido de magnesio que tienen un tamano medio de partlcula principal menor de 200 nm, tal y como se determina por medio de microscopia electronica de transmision.
9. El sustrato de la revindication 8, en el que la composition de revestimiento comprende ademas una resina de formation de pellcula termoestable que es el producto de reaction de una poliamina y un pollmero con funcionalidad de epoxi.
10. El sustrato de la revindication 8, en el que la composition de revestimiento comprende partlculas de hidroxido de magnesio resistentes a la corrosion que tienen un tamano medio de partlcula principal menor de 150 nm, tal y como se determina por medio de microscopia electronica de transmision.
11. El sustrato de la revindication 8, en donde el sustrato esta revestido de aluminio puro o ademas comprende un revestimiento de conversion de cromato.