ES2826974T3

ES2826974T3 - Imprimación flexible inhibidora de la corrosión sin cromato

Info

Publication number: ES2826974T3
Application number: ES16734806T
Authority: ES
Inventors: Siamanto Abrami; Elizabeth J Paclibar
Original assignee: PRC Desoto International Inc
Current assignee: PRC Desoto International Inc
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2036-06-17
Also published as: AU2016279054B2; JP2018517829A; CN107810234B; CA2989429C; AU2016279054A1; WO2016205741A1; CN107810234A; EP3310837A1; US20160369126A1; US10072176B2; CA2989429A1; RU2692788C1; EP3310837B1; KR20180003589A; JP6438600B2; KR102077382B1

Abstract

Una composición de imprimación que comprende: un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; un poliepóxido; de 5 % en peso a 9 % en peso de carbonato de calcio; y de 3 % en peso a 7 % en peso de óxido de magnesio, en donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación.

Description

DESCRIPCIÓN

Imprimación flexible inhibidora de la corrosión sin cromato

Campo

La presente descripción se refiere a composiciones de recubrimiento que comprenden un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol, un poliepóxido, carbonato de calcio y óxido de magnesio. Las composiciones de recubrimiento son útiles como imprimaciones resistentes a la corrosión en aplicaciones aeroespaciales.

Antecedentes

En los sistemas de recubrimiento multicapas, se puede aplicar un recubrimiento de imprimación directamente a un sustrato metálico desnudo o pretratado para proporcionar resistencia a la corrosión. El cromato y otros metales pesados se han usado en recubrimientos de imprimación para mejorar la resistencia a la corrosión y la adhesión de los recubrimientos aplicados subsecuentemente. Sin embargo, debido a los riesgos asociados con el cromato y otros metales pesados, se han desarrollado inhibidores de la corrosión alternativos sin cromato.

Por ejemplo, la patente de Estados Unidos Núm. 8,231,970 describe el uso de óxido de magnesio tal como nanopartículas de óxido de magnesio y otras nanopartículas de óxido inorgánico como inhibidores de la corrosión efectivos para su uso en recubrimientos de imprimación de polímero funcionalizados con poliamida/epoxi termoendurecibles. Sin embargo, los imprimadores termoendurecibles a base de epóxido tienden a ser inaceptablemente duros y frágiles para ciertas aplicaciones, como los recubrimientos aeroespaciales.

El documento EP 2626232 describe recubrimientos resistentes al dietilenglicol monometil éter que incluyen un componente base que comprende un poliol funcionalizado con epóxido que contiene azufre y un activador que comprende un agente de curado de isocianato.

Es conveniente proporcionar recubrimientos de imprimación sin cromato que exhiban la adhesión de sistemas epoxídicos termoendurecibles y la flexibilidad de los recubrimientos de poliuretano.

Resumen

De acuerdo con la presente invención, las composiciones de recubrimiento comprenden un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; un poliepóxido; óxido de magnesio y carbonato de calcio.

De acuerdo con la presente invención, una composición de imprimación puede comprender un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; un poliepóxido; de 5 % en peso a 9 % en peso de carbonato de calcio; y de 3 % en peso a 7 % en peso de óxido de magnesio, en donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación.

De acuerdo con la presente invención, se puede preparar un recubrimiento de imprimación curado a partir de la composición de imprimación de la presente descripción.

De acuerdo con la presente invención, un recubrimiento multicapas comprende un recubrimiento de imprimación curado preparado a partir de un recubrimiento de imprimación de la presente descripción; y un recubrimiento de poliuretano curado suprayacente al recubrimiento de imprimación curado.

De acuerdo con la presente invención, un método para recubrir una superficie, que comprende aplicar la composición de imprimación de la presente descripción a una superficie; curar la composición de imprimación para proporcionar un recubrimiento de imprimación curado; aplicar un recubrimiento de poliuretano sobre al menos una porción del recubrimiento de imprimación curado; y curar el recubrimiento de poliuretano para proporcionar una superficie recubierta.

De acuerdo con la presente invención, un sistema de imprimación comprende una primera parte que comprende: un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; y carbonato de calcio; y una segunda parte que comprende: un poliepóxido; y óxido de magnesio.

Ahora se hace referencia a ciertas composiciones y métodos. Las composiciones y métodos descritos no pretenden ser limitantes de las reivindicaciones. Por el contrario, las reivindicaciones están destinadas a cubrir todas las alternativas, modificaciones y equivalentes.

Breve descripción de las dibujos

Los expertos en la técnica entenderán que los dibujos, descritos en la presente descripción, son solamente para propósitos ilustrativos. No se pretende que los dibujos limiten el alcance de la presente descripción.

Las Figuras 1A-1D muestran los resultados de las pruebas de adhesión luego de la exposición a Skydrol®.

Descripción detallada

Para los propósitos de la siguiente descripción, debe entenderse que las modalidades proporcionadas por la presente descripción pueden asumir diversas variaciones alternativas y secuencias de etapas, excepto donde se especifique expresamente lo contrario. Además, aparte de en los ejemplos, o donde se indique de cualquier otra manera, todos los números que expresan por ejemplo, cantidades de ingredientes usados en la descripción y las reivindicaciones deben entenderse como modificados en todos los casos por el término "aproximadamente." En consecuencia, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos establecidos en la siguiente especificación y las reivindicaciones adjuntas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades que se desean obtener. Por lo menos, y no como un intento de limitar la aplicación de la doctrina de los equivalentes al alcance de las reivindicaciones, cada parámetro numérico debe al menos interpretarse a la luz del número de dígitos significativos informados y aplicando técnicas de redondeo habituales.

A pesar de que los intervalos numéricos y los parámetros que establecen el amplio alcance de la invención son aproximaciones, los valores numéricos expuestos en los ejemplos específicos se informan con la mayor precisión posible. Sin embargo, cualquier valor numérico contiene inherentemente ciertos errores que resultan necesariamente de la variación estándar encontrada en sus respectivas mediciones de prueba.

"Inhibidor de la corrosión" se refiere a una composición o recubrimiento que, cuando se deposita sobre un sustrato metálico, proporciona un recubrimiento que resiste, previene o ralentiza la alteración o degradación del sustrato tales como por procesos de oxidación química o electroquímica. Una composición o recubrimiento inhibidor de la corrosión puede reducir los mecanismos de corrosión anódica y/o catódica.

Una "nanopartícula" se refiere a una partícula caracterizada por un tamaño promedio de partícula primaria o un diámetro medio de partícula de menos de 200 nm y/o nanopartículas que tienen al menos una dimensión del orden de unos pocos nanómetros.

Una "partícula" puede incluir nanopartículas y partículas que tienen un tamaño promedio de partícula primaria o un diámetro medio de partícula mayor que 200 nm, mayor que 300 nm, mayor que 400 nm o mayor que 500 nm. Una "partícula" puede tener un tamaño promedio de partícula primaria, por ejemplo, de 20 nm a 600 nm, de 20 nm a 500 nm, de 20 nm a 400 nm, de 100 nm a 400 nm, o de 50 nm a 200 nm.

Una "composición de imprimación" o "recubrimiento de imprimación" se refiere a un recubrimiento que se puede aplicar a una superficie de sustrato metálica desnuda o pretratada. Se puede diseñar un recubrimiento de imprimación para proporcionar resistencia a la corrosión en la superficie metálica y para mejorar la adhesión de un recubrimiento suprayacente al sustrato metálico.

Las composiciones de recubrimiento proporcionadas por la presente descripción pueden estar sustancialmente libres de material que contiene cromo o pueden estar completamente libres de dicho material que contiene cromo. Como se usa en la presente, el término "sustancialmente libre" significa que un material que contiene cromo está presente en la composición, en todo caso, como una impureza incidental. En otras palabras, el contenido de cromo no afecta las propiedades de la composición. Esto significa que las composiciones de recubrimiento pueden contener, por ejemplo, menos de 2 % en peso (por ciento en peso) de un material que contiene cromo o menos de 0,05 % en peso de un material que contiene cromo, en donde el % en peso se basa en el peso total del composición. Como se usa en la presente, el término "completamente libre" significa que un material que contiene cromo no está presente en la composición en una cantidad medible. Por lo tanto, una composición de recubrimiento proporcionada por la presente descripción no puede contener material que contenga cromo. Como se usa en la presente, el término "material que contiene cromo" se refiere a un material que incluye un grupo trióxido de cromo, CrC> 3. Los ejemplos de un material que contiene cromo incluyen ácido crómico, trióxido de cromo, anhídrido de ácido crómico, sales de dicromato, tales como dicromato de amonio, dicromato de sodio, dicromato de potasio, dicromato de calcio, dicromato de bario, dicromato de magnesio, dicromato de zinc, dicromato de cadmio y dicromato de estroncio.

Las composiciones proporcionadas por la presente descripción pueden comprender un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol, un poliepoxi, óxido de magnesio y carbonato de calcio. El óxido de magnesio y/o el carbonato de calcio pueden estar en forma de partículas y/o nanopartículas.

Las composiciones proporcionadas por la presente descripción pueden comprender un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol. Los prepolímeros de poliéter que contienen uretano terminados en tiol adecuados pueden comprender el producto de reacción de un poliol, un poliisocianato y un compuesto que comprende un grupo tiol.

Los polioles adecuados incluyen polioles de poliéter. Un poliol de poliéter puede comprender un óxido de alquileno C1-12 de cadena lineal, ramificada o cíclica, tal como un diol de poliéter o un triol de poliéter. Los ejemplos de polioles de poliéter incluyen politetrametileno poliol, óxido de polimetileno, óxido de polietileno, óxido de polipropileno, óxido de polibutileno y combinaciones de cualquiera de los anteriores. Un poliol de poliéter puede incluir, por ejemplo, segmentos de óxido de politetrametileno y segmentos de óxido de polipropileno.

Los poliisocianatos adecuados incluyen, por ejemplo, poliisocianatos alifáticos C4-20 tales como 1,6-hexametilendiisocianato, 1,5-diisocianato-2-metilpentano, metil-2,6-diisocianatohexanoato, bis(isocianatometil)ciclohexano, 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, 2,2,4-trimetilhexano 1,6 -diisocianato, 2,4,4-trimetilhexano 1,6-diisocianato, 2,5(6)-bis (isocianatometil)ciclo [2.2.1.]heptano, 1,3,3-trimetil-1-(isocianatometil) -5-isocianatociclohexano, 1,8-diisocianato-2,4-dimetiloctano, diisocianato de octahidro-4,7-metano-1H-indenodimetil, y 1,1- metilen bis(4-isocianatociclohexano) y 4,4-metileno diciclohexil-diisocianato (H12MDI). Los ejemplos de diisocianatos aromáticos adecuados incluyen 1,3-fenilendiisocianato, 1,4-fenilendiisocianato, 2,6-tolueno diisocianato (2,6-TDI), 2,4-tolueno diisocianato (2,4-TDI), una mezcla de 2,4-TDI y 2,6-TDI, 1,5-diisocianatonaftaleno, óxido de difenil 4,4'-diisocianato, 4,4'-metilendifenil diisocianato (4,4-MDI), 2,4'-metilendifenil diisocianato (2,4-MDI), 2,2'-diisocianatodifenilmetano (2,2-MDI), diisocianato de difenilmetano (MDI), isocianato de 3,3'-dimetil-4,4'-bifenileno, 3,3'-dimetoxi- 4,4'-bifenilendiisocianato, 1-[(2,4-diisocianatofenil) metil]-3-isocianato-2-metilbenceno, 2,4,6-triisopropil-mfenilendiisocianato y combinaciones de cualquiera de los anteriores.

Un compuesto que comprende un grupo tiol puede ser un monotiol alifático terminado en hidroxilo o un ditiol. Los monotioles alifáticos terminados en hidroxilo adecuados incluyen hidroxietilmercaptano e hidroxipropilmercaptano. Los ditioles adecuados incluyen dimercaptoetano y dimercaptopropano.

Los prepolímeros de poliéter que contienen poliuretano terminados en tiol también se pueden obtener haciendo reaccionar un poliéter que contiene uretano terminado en isocianato con un alcohol alílico para proporcionar un poliéter que contiene uretano terminado en alilo. El poliéter que contiene uretano terminado en alilo puede hacerse reaccionar subsecuentemente con un ditiol.

Los ejemplos de alcoholes alílicos adecuados incluyen alcohol alílico, 3-buten-1-ol y 4-penten-1-ol.

Los ejemplos de ditioles adecuados incluyen 1,2-etanoditiol, 1,2-propanoditiol, 1,3-propanoditiol, 1,3-butanoditiol, 1,4-butanoditiol, 2,3-butanoditiol, 1,3-pentanoditiol, 1,5-pentanoditiol, 1,6-hexanoditiol, 1,3-dimercapto-3-metilbutano, dipentenodimercaptano, etilciclohexilditiol (ECHDT), dimercaptodietilsulfuro, dimercaptodietilsulfuro sustituido con metilo, dimercaptodietilsulfuro sustituido con dimetilo, dimercaptodioxaoctano (DMDO), 1,5-dimercapto-3-oxapentano, y una combinación de cualquiera de los anteriores. Un politiol puede tener uno o más grupos pendientes tales como un grupo alquilo inferior (por ejemplo, C1-6), un grupo alcoxi inferior y un grupo hidroxilo. Los grupos pendientes de alquilo adecuados incluyen, por ejemplo, alquilo lineal C1-6, alquilo ramificado C3-6, ciclopentilo y ciclohexilo.

Se puede preparar un prepolímero de poli éter que contiene uretano terminado en tiol haciendo reaccionar un poliol de politioéter con un isocianato en una relación para proporcionar un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en isocianato. La reacción puede ser catalizada por un catalizador adecuado tal como dilaurato de dibutilestaño, óxido de dibutilestaño, di-2-hexoato de dibutilestaño, oleato estañoso, octoato estañoso, octano de plomo, acetoacetato ferroso y aminas como trietilamina, dietilmetilamina, trietilendiamina, dimetil-etilamina, morfolina, N-etilmorfolina, piperazina, N,N-di-metilbencilamina, N,N-dimetil-laurilamina y combinaciones de cualquiera de los anteriores.

Un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en isocianato puede cubrirse con un grupo tiol haciendo reaccionar el prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en isocianato con un compuesto que comprende un grupo tiol y un grupo reactivo con un grupo isocianato. El prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en isocianato y el compuesto de tiol pueden hacerse reaccionar en una relación molar tal como para proporcionar un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol.

Los prepolímeros de poliéter que contienen uretano terminados en tiol pueden caracterizarse por un peso molecular promedio en número (Mn), por ejemplo, de 7000 Daltons a 10 000 Daltons, o de 7500 Daltons a 9000 Daltons; un contenido de azufre, por ejemplo, de 1 % a 4 %, tal como de 2,5 % a 3 %; una viscosidad a 25 °C, por ejemplo, de 1000 poises a 3000 poises tal como de 1000 poises a 2000 poises; y una funcionalidad de 2 a 4, de 3 a 4 o de 3,5 a 4. El peso molecular promedio en número y la distribución de peso molecular de los prepolímeros de politioéter pueden caracterizarse por análisis de grupo final mediante el uso de valoración con yodo. La viscosidad se puede determinar mediante el uso de un viscosímetro Brookfield CAP 2000, husillo núm. 6, a 25 °C y 300 rpm.

Los prepolímeros de poli éter que contienen uretano terminados en tiol adecuados incluyen Permapol® P2-805, Permapol® P2-850, Permapol® P2-935 y Permapol® P2-985, cada uno de los cuales está disponible comercialmente en PPG Aerospace.

Permapol® P2-850 comprende un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol. El prepolímero se puede preparar haciendo reaccionar un poliol con un diisocianato para formar un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en isocianato. El prepolímero de poliéter que contiene uretano puede hacerse reaccionar luego con un alcohol alílico para proporcionar un prepolímero terminado en alquenilo. El prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en alquenilo puede reaccionar luego con dimercaptodioxaoctano (DMDO) para proporcionar un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol.

Las composiciones de recubrimiento de imprimación pulverizables proporcionadas por la presente descripción pueden comprender un agente de curado tal como un poliepóxido.

Los agentes de curado útiles en las composiciones proporcionadas por la presente descripción pueden incluir un poliepóxido tal como un diepóxido que es reactivo con los grupos terminales tiol del prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol.

Un agente de curado puede comprender un agente de curado de poliepoxi tal como un poliepóxido, por ejemplo, un compuesto que tiene dos o más grupos epoxi reactivos. Los ejemplos de poliepóxidos adecuados incluyen resinas de poli epóxido tales como diepóxido de hidantoína, éter diglicidílico de bisfenol A, éter diglicidílico de bisfenol F, epóxidos tipo Novolac® tales como DEN™ 438 (disponible de Dow), ciertas resinas insaturadas epoxidadas y combinaciones de cualquiera de los anteriores.

Un poliepóxido puede comprender una resina de poliepoxi, que es un prepolímero de bajo peso molecular o prepolímero de mayor peso molecular que contiene al menos dos grupos epoxi. Los ejemplos de resinas de poliepóxido adecuadas incluyen resinas de epóxido de bisfenol A, resinas de epóxido de bisfenol F, resinas de epóxido de bisfenol S, resinas de epóxido de Novolac, resinas de epóxido alifático que incluyen resinas de epóxido de glicidilo y epóxidos cicloalifáticos, resinas de epóxido de glicidilamina y combinaciones de cualquiera de los anteriores.

Un poliepóxido puede comprender una resina de poliepóxido como la resina epoxídica Novolac DEN® 438, que tiene una funcionalidad multi-epoxídica (± 3,6) y una viscosidad de 31 000 Mpa-S a 40000 Mpa-S (ASTM D-445, 51,7 °C).

Las composiciones proporcionadas por la presente descripción comprenden un inhibidor de la corrosión. Un inhibidor de la corrosión es un compuesto o compuestos químicos que, cuando se adicionan a un entorno como un recubrimiento suprayacente a una superficie metálica, reduce la velocidad de corrosión de la superficie metálica. Los inhibidores de la corrosión catódicos pueden reducir la velocidad de corrosión al retrasar las reacciones catódicas. Un inhibidor catódico puede causar la formación de compuestos insolubles que precipitan en sitios de corrosión catódica en forma de una película de barrera. La reducción del área efectiva del cátodo puede resultar en una disminución de la velocidad de corrosión. Los inhibidores anódicos pueden reducir la velocidad de corrosión al retrasar las reacciones anódicas. Un inhibidor anódico puede desplazar el equilibrio del proceso de corrosión a la zona de pasivación causando la formación de una película delgada de óxido de pasivación en los sitios de corrosión anódica, lo que aumenta el potencial del ánodo y deprime el proceso de oxidación. La reducción del área efectiva del ánodo puede resultar en una disminución de la velocidad de corrosión. Los ejemplos de inhibidores anódicos incluyen óxidos como el óxido de magnesio.

Las composiciones proporcionadas por la presente descripción pueden comprender un inhibidor de la corrosión sin cromato que comprende óxido de magnesio. El óxido de magnesio puede comprender partículas de óxido de magnesio, nanopartículas de óxido de magnesio o sus combinaciones. El uso de una combinación de carbonato de calcio y óxido de magnesio da como resultado una mejora sinérgica en la resistencia a la corrosión en comparación con el uso de óxido de magnesio solo o con el uso de óxido de magnesio y una cantidad menor de carbonato de calcio. El aumento de la cantidad de carbonato de calcio en una composición de imprimación que comprende óxido de magnesio puede mejorar la resistencia a los solventes, como la resistencia a Skydrol® LD40 de un recubrimiento de imprimación. La resistencia a Skydrol® LD40 de una composición puede mejorarse reemplazando parte o la totalidad relleno inorgánico de la composición con carbonato de calcio. Por ejemplo, el carbonato de calcio puede reemplazar parte o la totalidad del negro de carbón. Reemplazar tan poco como, por ejemplo, 0,2 g, 0,3 g, 0,4 g, 0,5 g, 0,6 g, o 0,7 g de negro de carbón con la misma cantidad de carbonato de calcio puede mejorar significativamente la resistencia a Skydrol de un recubrimiento de imprimación sin afectar sustancialmente otras propiedades del recubrimiento curado. Tenga en cuenta que 1,3 g representa aproximadamente 1 % en peso del peso total de la composición de imprimación pulverizable, o aproximadamente 3 % en peso del peso total de sólidos de la composición pulverizable.

Las partículas y nanopartículas de óxido de magnesio adecuadas se describen en la Patente de Estados Unidos Núm.

8,231,970. Las partículas y nanopartículas de óxido de magnesio se pueden preparar como se describe en la patente de Estados Unidos Núm. 8,231,970.

Las nanopartículas de óxido de magnesio adecuadas pueden caracterizarse por tener un diámetro esférico equivalente calculado de menos de a 200 nanómetros, de menos de 100 nanómetros o de menos de 50 nanómetros; como de 1 nanómetro a 100 nanómetros, de 1 nanómetro a 50 nanómetros, o de 5 nanómetros a 50 nanómetros. Las nanopartículas de óxido de magnesio que tienen un diámetro esférico equivalente calculado de menos de 200 nanómetros pueden denominarse nanopartículas de óxido de magnesio. Se puede determinar un diámetro esférico equivalente calculado a partir del área superficial específica BET de acuerdo con la siguiente ecuación:

Diámetro (nm) = 6000 / [BET (m2/g) x p (g/cm3)].

Las nanopartículas de óxido de magnesio pueden tener un tamaño promedio de partículas primarias de menos de 100 nm, de menos de 50 o de menos de 20 nm, como de 1 nm a 100 nm, de 1 nm a 50 nm o de 1 nm a 20 nm, determinado por microscopía electrónica de transmisión.

El tamaño de partícula primaria de una partícula se refiere al diámetro de esfera más pequeño que encerrará completamente la partícula. Como se usa en la presente, el término "tamaño de partícula primaria" se refiere al tamaño de una partícula individual (es decir, una partícula primaria) lo opuesto a una aglomeración de dos o más nanopartículas individuales.

Las nanopartículas de óxido de magnesio usadas en las composiciones de imprimación pueden tener un diámetro promedio, por ejemplo, de 10 nm a 200 nm, de 10 nm a 100 nm, de 10 nm a 50 nm, de 20 nm a 100 nm, de 40 nm a 100 nm, de 40 nm a 60 nm, de 15 nm a 25 nm, o de 10 nm a 20 nm.

Las nanopartículas de óxido de magnesio adecuadas para su uso en composiciones de imprimación pulverizables proporcionadas por la presente descripción están disponibles, por ejemplo, en US Research Nanomaterials, Inc., American Elements, Azo Nano y EPRUI Nanoparticles & Microspheres Co. Ltd.

Además del óxido de magnesio, las composiciones de imprimación proporcionadas por la presente descripción pueden comprender carbonato de calcio. El carbonato de calcio puede estar en forma de partículas, nanopartículas o sus combinaciones.

Las partículas de carbonato de calcio pueden caracterizarse por un diámetro medio de partícula, por ejemplo, de 1 nm a 500 nm, de 1 nm a 400 nm, de 1 nm a 300 nm, de 1 nm a 200 nm, de 20 nm a 170 nm, de 30 nm a 150 nm, o de 50 nm a 150 nm.

Las partículas de carbonato de calcio pueden ser nanopartículas de carbonato de calcio sin recubrir o recubiertas con ácido graso caracterizadas por una estructura romboédrica de calcita, un diámetro medio de partícula de 40 nm a 130 nm, un área superficial específica de 16 m2/g a 24 m2/g, un valor de rendimiento de Bingham de 90 Pa a 250 Pa, y una viscosidad de 1,8 Pa-s.

Las nanopartículas de carbonato de calcio adecuadas están disponibles, por ejemplo, de Solvay Chemicals e incluyen grados tales como Socal® 311, Socal® 312, Socal® 322, Socal® U1S1 y Socal® U1S2, Winnofil® S, Winnofil® SPM y Winnofil® SPT.

Una composición de imprimación puede comprender de 5 % en peso a 10 % en peso, de 5,5 % en peso a 9 % en peso, de 6 % en peso a 8 % en peso, o de 6,5 % en peso a 8 % en peso de nanopartículas de carbonato de calcio tales como nanopartículas de carbonato de calcio, en donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación. Una composición de imprimación puede comprender, por ejemplo, más de 6,5 % en peso, más de 7 % en peso, más de 7,2 % en peso, más de 7,5 % en peso o más de 8 % en peso de carbonato de calcio tal como nanopartículas de carbonato de calcio, donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación.

Una composición de imprimación puede comprender de 3 % en peso a 8 % en peso, de 4 % en peso a 7 % en peso, de 4,5 % en peso a 6,5 % en peso, o de 5 % en peso a 6 % en peso de óxido de magnesio tal como nanopartículas de óxido de magnesio, en donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación.

Una composición de imprimación puede comprender una relación (% en peso/% en peso) de carbonato de calcio a óxido de magnesio tal como nanopartículas de carbonato de calcio a nanopartículas de óxido de magnesio, por ejemplo, de 1,1 a 2,0, de 1,2 a 1,8, o de 1,2 a 1,6, donde % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación pulverizable. Una composición de imprimación puede comprender una relación (% en peso/% en peso) de carbonato de calcio a óxido de magnesio tal como nanopartículas de carbonato de calcio a nanopartículas de óxido de magnesio, por ejemplo, mayor que 1,2, mayor que 1,3, mayor que 1,4, mayor que 1,5, mayor a 1,6 o superior a 1,7 donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación pulverizable.

Una composición de imprimación pulverizable puede tener un contenido de sólidos de 20 % en peso a 50 % en peso, de 25 % en peso a 45 % en peso, o de 30 % en peso a 40 % en peso, donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación pulverizable. Una composición de imprimación pulverizable puede tener un contenido de solvente de 50 % en peso a 80 % en peso, de 55 % en peso a 75 % en peso, o de 60 % en peso a 70 % en peso, donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación pulverizable.

Una composición de imprimación pulverizable puede comprender de 15 % en peso a 30 % en peso, de 17 % en peso a 28 % en peso, de 19 % en peso a 26 % en peso, o de 19 % en peso a 24 % en peso de carbonato de calcio tal como nanopartículas de carbonato de calcio, donde % en peso se basa en el peso total de sólidos de la composición pulverizable.

Una composición de imprimación pulverizable puede comprender más de 17 % en peso, más de 19 % en peso, más de 21 % en peso, más de 23 % en peso o más de 25 % en peso de carbonato de calcio tal como nanopartículas de carbonato de calcio, donde el % en peso se basa en el peso total de sólidos de la composición pulverizable.

Una composición de imprimación pulverizable puede comprender de 12 % en peso a 20 % en peso, de 13 % en peso a 19 % en peso, de 14 % en peso a 18 % en peso, o de 15 % en peso a 17 % en peso de óxido de magnesio tal como nanopartículas de óxido de magnesio, donde % en peso se basa en el peso total de sólidos de la composición pulverizable.

Una composición de imprimación pulverizable puede comprender una relación (% en peso/% en peso) de carbonato de calcio a óxido de magnesio tal como nanopartículas de carbonato de calcio a nanopartículas de óxido de magnesio, por ejemplo, de 1,1 a 2,0, de 1,2 a 1,8, o de 1,2 a 1,6, donde % en peso se basa en el peso total de sólidos de la composición pulverizable. Una composición de imprimación pulverizable puede comprender una relación (% en peso/% en peso) de carbonato de calcio a óxido de magnesio tal como nanopartículas de carbonato de calcio a nanopartículas de óxido de magnesio, por ejemplo, mayor que 1,2, mayor que 1,3, mayor que 1,4, mayor que 1,5, mayor que 1,6, o mayor que 1,7, donde el % en peso se basa en el peso total de sólidos de la composición pulverizable.

Una composición de imprimación pulverizable comprende de 8 % en peso a 17 % en peso, de 9 % en peso a 16 % en peso, de 10 % en peso a 15 % en peso, de 11 % en peso a 14 % en peso, o de 12 % en peso a 23 % en peso de carbonato de calcio y óxido de magnesio tales como nanopartículas de carbonato de calcio y nanopartículas de óxido de magnesio combinadas, donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación pulverizable.

Una composición de imprimación pulverizable comprende de 30 % en peso a 44 % en peso, de 32 % en peso a 42 % en peso, de 34 % en peso a 40 % en peso, o de 36 % en peso a 38 % en peso de carbonato de calcio y óxido de magnesio combinados tales como nanopartículas de carbonato de calcio y nanopartículas de óxido de magnesio combinadas, donde el % en peso se basa en el peso total de sólidos de la composición de imprimación pulverizable.

Las composiciones proporcionadas por la presente descripción pueden formularse como imprimaciones pulverizables. Las composiciones de imprimación pulverizables se pueden proporcionar como un sistema de tres componentes que incluye un componente base, un componente activador y un componente diluyente. El componente base puede comprender un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol y carbonato de calcio tal como nanopartículas de carbonato de calcio. El componente activador puede comprender un poliepóxido y óxido de magnesio tal como nanopartículas de óxido de magnesio. El componente diluyente puede comprender un solvente.

Las composiciones de imprimación pueden comprender, por ejemplo, de 6 % en peso a 14 % en peso, de 8 % en peso a 12 % en peso, o de 9 % en peso a 11 % en peso, de un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol, donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación pulverizable. Las composiciones de imprimación pueden comprender, por ejemplo, de 20 % en peso a 40 % en peso, de 25 % en peso a 35 % en peso, o de 27 % en peso a 33 % en peso, de un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol, donde el % en peso se basa en el peso total de sólidos de la composición de imprimación pulverizable. El peso total de la composición de imprimación pulverizable incluye el peso del componente base, el peso del componente activador y el peso del componente diluyente; o el peso total de la composición de imprimación pulverizable aplicada a un sustrato.

Las composiciones de imprimación pueden comprender de 1 % en peso a 6 % en peso, de 2 % en peso a 5 % en peso, de 2,5 % en peso a 4,5 % en peso, o de 3 % en peso a 4 % en peso de un poliepóxido, donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación pulverizable. Las composiciones de imprimación pueden comprender de 6 % en peso a 14 % en peso, de 7 % en peso a 13 % en peso, de 8% en peso a 12% en peso, o de 9% en peso a 10% en peso de un poli epóxido, donde se basa el% en peso sobre el peso total de sólidos de la composición de imprimación pulverizable.

Las composiciones de imprimación pueden comprender de 0,5 % en peso a 2 % en peso, de 0,5 % en peso a 1,5 % en peso, de 0,75 % en peso a 1,25 % en peso, o de 0,9 % en peso a 1,1 % en peso, negro de carbón, donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación pulverizable. Las composiciones de imprimación pueden comprender de 1 % en peso a 5 % en peso, de 2 % en peso a 4 % en peso, de 2,5 % en peso a 3,5 % en peso, o de 2,75 % en peso a 3,25 % en peso de negro de carbón, donde el % en peso se basa en el peso total de sólidos de la composición de imprimación pulverizable.

Las composiciones de imprimación pueden comprender, por ejemplo, de 50 % en peso a 70 % en peso, de 55 % en peso a 65 % en peso, o de 55 % en peso a 61 % en peso de solventes combinados, donde el % en peso se basa en el peso total del composición de imprimación pulverizable. Los solventes combinados incluyen solventes en el componente base, el componente activador y el componente diluyente de la composición pulverizable.

Una composición de recubrimiento de imprimación puede comprender un equivalente estequiométrico o un equivalente sustancialmente estequiométrico de grupos tiol reactivos y grupos epoxi reactivos.

Además de un prepolímero, un poliepóxido y un inhibidor de la corrosión sin cromato, una composición de imprimación puede comprender, por ejemplo, agentes de control de flujo, agentes tixotrópicos, promotores de adhesión, catalizadores, rellenos, solventes y pigmentos.

Las composiciones de recubrimiento de imprimación pueden formularse como composiciones de un componente donde un agente de curado (o activador) se mezcla con otros componentes de la composición de recubrimiento para formar una composición estable al almacenamiento. Alternativamente, las composiciones de recubrimiento de imprimación proporcionadas por la presente descripción pueden formularse como una composición de recubrimiento de dos componentes en la que se incluye un agente de curado (o activador) en un componente activador que se adiciona a una mezcla o base que contiene otros componentes justo antes de la aplicación. El carbonato de calcio y el óxido de magnesio pueden estar presentes en uno o ambos componentes del activador o en el componente base de la composición de dos componentes. Las composiciones de recubrimiento de imprimación también pueden formularse como una composición de recubrimiento de tres componentes que comprende, por ejemplo, un componente base, un componente activador y un componente diluyente, donde los tres componentes se mezclan antes de la aplicación. El inhibidor de la corrosión puede estar presente en al menos uno de los componentes base, el componente activador o el componente diluyente del sistema de tres componentes. Adicionalmente, el carbonato de calcio y el óxido de magnesio pueden estar presentes en al menos dos del componente base, el componente activador o el componente diluyente del sistema de tres componentes. Además, el inhibidor de la corrosión puede estar presente en cada uno de los componentes base, el componente activador y el componente diluyente del sistema de tres componentes. El carbonato de calcio y el óxido de magnesio pueden incluirse juntos o por separado en uno u otro de los componentes base, activador y diluyente.

Las composiciones de recubrimiento de imprimación proporcionadas por la presente descripción pueden estar en forma de una composición de recubrimiento líquida, tal como una composición de recubrimiento a base de agua, una composición de recubrimiento a base de solvente o una composición de recubrimiento electrodepositable. Las composiciones de recubrimiento también pueden estar en forma de un sólido co-reactivo en forma de partículas (es decir, una composición de recubrimiento en polvo). Las composiciones de recubrimiento pueden prepararse por cualquiera de una variedad de métodos adecuados. Por ejemplo, el carbonato de calcio y el óxido de magnesio se pueden adicionar en cualquier momento durante la preparación de una composición de recubrimiento, siempre que las nanopartículas formen una dispersión estable. Se puede preparar una composición de recubrimiento mezclando primero el prepolímero, el carbonato de calcio y óxido de magnesio, y un diluyente, tal como un solvente orgánico y/o agua. Cuando se usa agua como un diluyente, la composición de recubrimiento puede ser una composición de recubrimiento a base de agua. Una composición de recubrimiento a base de agua puede incluir una resina formadora de película formada a partir de la reacción del prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol y el poliepóxido. El carbonato de calcio y el óxido de magnesio pueden estar presentes en cualquiera o en todos los componentes de la composición de recubrimiento al agua.

Cuando se usa solvente orgánico como diluyente, la composición de recubrimiento de imprimación puede ser una composición de recubrimiento basada en solvente. Las composiciones de recubrimiento a base de solvente pueden incluir una resina formadora de película formada a partir de la reacción de un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol y un poli epóxido. Por ejemplo, una composición de recubrimiento basada en solvente puede ser un sistema de tres componentes que incluye un componente base, por ejemplo, que contiene el prepolímero, un componente activador, por ejemplo, que contiene el poliepóxido, y opcionalmente un componente diluyente, por ejemplo, una mezcla de solventes. Cualquiera de los componentes base, componente activador o componente diluyente puede incluir otros componentes, tales como pigmentos, rellenos y/u otros aditivos. En uso, cuando esté listo para aplicar la composición de recubrimiento a un sustrato, el componente base y el componente activador, y si es apropiado el componente diluyente, se pueden mezclar, aplicar al sustrato y dejar curar. El carbonato de calcio y el óxido de magnesio pueden estar presentes en cualquiera o en todos los componentes de la composición de recubrimiento basada en solvente.

Una composición pulverizable puede comprender un solvente o una combinación de solventes. Los ejemplos de solventes adecuados incluyen alcohol isopropílico, acetato de 1-metoxi-2-propanol, paraclorobenzotrifluoruro, metil namil cetona, acetato de n-butilo y combinaciones de cualquiera de los anteriores.

Una composición pulverizable puede comprender un diluyente tal como CA 1800CX disponible de PPG Aerospace. Una composición pulverizable puede comprender un promotor de adhesión o una combinación de promotor de adhesión. Los ejemplos de promotores de adhesión adecuados incluyen éteres alílicos de metilol fenol y polímero de xileno formaldehído con epoxi, tales como Methylon® 75108 y Methylon® 75202 y otros promotores de adhesión disponibles de Durez Corporation.

Una composición pulverizable puede comprender un catalizador tal como un catalizador de amina. Un ejemplo de un catalizador de amina adecuado es DABCO® 33-LV de Air Products, trietilendiamina en dipropilenglicol. Un catalizador de amina puede comprender un catalizador de amina terciaria tal como 2,4,6-tri (dimetil aminometil)fenol, tal como Anacamine® K54 de Air Products. Un catalizador puede comprender una combinación de catalizador de amina tal como una combinación de DABCO® 33-LV y Anacamine® K54.

Una composición pulverizable puede comprender un material inorgánico o una combinación de materiales inorgánicos. Un material inorgánico puede incluir, por ejemplo, negro de carbón, carbonato de calcio, dióxido de titanio, óxido de magnesio, o una combinación de cualquiera de los anteriores. Un ejemplo de un negro de carbón adecuado incluye Thermax® Powder UltraPure N-991 de Cancarb Limited. Pueden usarse otros negro de carbón. Un ejemplo de pigmento de dióxido de titanio adecuado incluye Ti-Pure® R706 disponible de DuPont. Pueden usarse otros pigmentos de dióxido de titanio.

Por lo tanto, las composiciones de imprimación pueden comprender una primera parte que comprende un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; y carbonato de calcio tal como nanopartículas de carbonato de calcio; y una segunda parte que comprende un poliepóxido; y óxido de magnesio tal como nanopartículas de óxido de magnesio.

Un sistema de imprimación puede comprender una primera parte que comprende de 18 % en peso a 30 % en peso del prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; y de 11 % en peso a 23 % en peso de carbonato de calcio tal como las nanopartículas de carbonato de calcio; en donde el % en peso se basa en el peso total de la primera parte; y la segunda parte comprende: de 9 % en peso a 17 % en peso del poliepóxido; y de 16 % en peso a 28 % en peso del óxido de magnesio tal como las nanopartículas de óxido de magnesio, en donde el % en peso se basa en el peso total de la segunda parte.

Un sistema de imprimación puede comprender una primera parte que comprende de 20 % en peso a 28 % en peso del prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; y de 13 % en peso a 21 % en peso del carbonato de calcio tal como las nanopartículas de carbonato de calcio; en donde el % en peso se basa en el peso total de la primera parte; y la segunda parte comprende: de 11 % en peso a 15 % en peso del poliepóxido; y de 18 % en peso a 26 % en peso del óxido de magnesio tal como las nanopartículas de óxido de magnesio, en donde el % en peso se basa en el peso total de la segunda parte.

Un sistema de imprimación puede comprender una primera parte que comprende de 22 % en peso a 26 % en peso del prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; y de 15 % en peso a 19 % en peso del carbonato de calcio tal como las nanopartículas de carbonato de calcio; en donde el % en peso se basa en el peso total de la primera parte; y la segunda parte comprende: de 12 % en peso a 14 % en peso del poliepóxido; y de 20 % en peso a 24 % en peso del óxido de magnesio tal como las nanopartículas de óxido de magnesio, en donde el % en peso se basa en el peso total de la segunda parte.

Un sistema de imprimación puede comprender además una tercera parte, en donde la tercera parte comprende un solvente.

Un sistema de imprimación pulverizable puede comprender de 30 % en peso a 42 % en peso de la primera parte; de 24 % en peso a 30 % en peso de la segunda parte; y de 30 % en peso a 42 % en peso de la tercera parte, en donde el % en peso se basa en el peso total del sistema de imprimación.

Un sistema de imprimación pulverizable puede comprender de 32 % en peso a 40 % en peso de la primera parte; de 26 % en peso a 28 % en peso de la segunda parte; y de 32 % en peso a 40 % en peso de la tercera parte, en donde el % en peso se basa en el peso total del sistema de imprimación.

Un sistema de imprimación pulverizable puede comprender de 34 % en peso a 38 % en peso de la primera parte; de 26 % en peso a 28 % en peso de la segunda parte; y de 34 % en peso a 38 % en peso de la tercera parte, en donde el % en peso se basa en el peso total del sistema de imprimación.

La primera parte (base), la segunda parte (activador) y la tercera parte (diluyente) se pueden combinar en una relación de % en peso de 4:3:4 para proporcionar una composición de imprimación pulverizable.

Las composiciones proporcionadas por la presente descripción pueden usarse como recubrimientos de imprimación resistentes a la corrosión. El término "composición de recubrimiento de imprimación" se refiere a composiciones de recubrimiento a partir de las cuales se puede depositar una capa de recubrimiento inferior sobre un sustrato para preparar la superficie para la aplicación de un sistema de recubrimiento. Los sustratos metálicos que pueden recubrirse con tales composiciones incluyen, por ejemplo, sustratos que comprenden acero (incluyendo acero electrogalvanizado, acero laminado en frío, acero galvanizado por inmersión en caliente, entre otros), aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones de zinc-aluminio y acero chapado en aluminio. Los sustratos que pueden estar recubiertos con una composición de recubrimiento de imprimación también pueden comprender más de un metal o aleación metálica, en el sentido de que el sustrato puede ser una combinación de dos o más sustratos metálicos ensamblados juntos, como el acero galvanizado por inmersión en caliente ensamblado con sustratos de aluminio.

Las composiciones de recubrimiento de imprimación de la presente invención pueden aplicarse al metal desnudo. Por "desnudo" se entiende una superficie metálica virgen que no ha sido tratada con ninguna composición de pretratamiento, tales como, por ejemplo, baños de fosfatación convencionales, enjuagues de metales pesados, recubrimiento de conversión química, o anodizado de cromato. El metal desnudo puede ser limpiado con chorro de arena o desgastado por fuerza mecánica para mejorar la adhesión al recubrimiento de imprimación. Adicionalmente, los sustratos de metal desnudo que se recubren con las composiciones de recubrimiento de imprimación de la presente invención pueden ser un borde cortado de un sustrato que de cualquier otra manera se trata y/o recubre sobre el resto de su superficie.

Las composiciones de recubrimiento de imprimación proporcionadas por la presente descripción pueden aplicarse a la superficie metálica tratada. Por "tratado" se entiende una superficie metálica que ha sido tratada con composiciones de pretratamiento, tales como, por ejemplo, un baño de fosfatación, enjuague de metales pesados, recubrimiento de conversión química, anodizado de cromato o un tratamiento de superficie sin cromato. Adicionalmente, los sustratos metálicos tratados que se recubren con las composiciones de recubrimiento de imprimación proporcionadas por la presente descripción pueden ser un borde cortado de un sustrato que de cualquier otra manera se trata y/o recubre sobre el resto de su superficie.

Antes de aplicar una composición de recubrimiento de imprimación, primero se puede limpiar un sustrato metálico a recubrir para eliminar grasa, suciedad y/u otros contaminantes. Se pueden emplear procedimientos y materiales de limpieza convencionales. Los procedimientos de limpieza pueden incluir, por ejemplo, el uso de limpiadores alcalinos suaves o fuertes. Los ejemplos de soluciones de limpieza de sustratos incluyen ALK-660 y ED-500, disponibles en PPG Aerospace. La aplicación de tales limpiadores puede ser seguida y/o precedida por un enjuague con agua.

Después de limpiar con un limpiador alcalino, se puede enjuagar una superficie metálica con una solución acuosa ácida y antes de depositar una composición de recubrimiento de imprimación de sustrato metálico. Los ejemplos de soluciones de enjuague adecuadas incluyen limpiadores ácidos suaves o fuertes, tales como soluciones diluidas de ácido fosfórico. Los ejemplos de soluciones ácidas acuosas adecuadas incluyen, por ejemplo, AC-5 y AC-12, disponibles de PPG Aerospace.

Los recubrimientos de imprimación preparados o depositados a partir de las composiciones de recubrimiento de imprimación proporcionadas por la presente descripción pueden recubrirse en la parte superior o recubrirse con un sistema de recubrimiento protector y/o decorativo suprayacente, tal como una capa superior monocapa o una combinación de una composición de recubrimiento base pigmentada y una composición de recubrimiento transparente, es decir, un sistema de color más claro. Como resultado, la presente invención también se dirige a compuestos de recubrimiento de múltiples componentes que comprenden al menos una capa de recubrimiento depositada a partir de una composición de recubrimiento de imprimación inhibidora de la corrosión proporcionada por la presente descripción. Un recubrimiento compuesto multicomponentes o multicapas puede comprender una composición formadora de película de capa base que sirve como capa base, que puede ser una capa de color pigmentada, y una composición formadora de película aplicada sobre la capa base que sirve como capa superior, que puede ser una capa transparente o clara.

Una composición de recubrimiento a partir de la cual se deposita la capa base y/o la capa superior puede comprender, por ejemplo, una composición de capa base o capa superior adecuada conocida por los expertos en la técnica de, por ejemplo, la formulación de composiciones de recubrimiento OEM automotrices, composiciones de recubrimiento de acabado automotriz, composiciones de recubrimiento industrial, composiciones de recubrimiento arquitectónico, composiciones de recubrimiento de bobinas y composiciones de recubrimiento aeroespacial, entre otros. Una composición de recubrimiento puede comprender una composición de recubrimiento a base de uretano tal como, por ejemplo, cualquiera de los recubrimientos superiores CA 8200, Desothane® HS disponibles de PPG Aerospace.

Las composiciones de recubrimiento de imprimación proporcionadas por la presente descripción pueden prepararse por cualquiera de una variedad de métodos adecuados. Por ejemplo, las nanopartículas inhibidoras de la corrosión pueden adicionarse en cualquier momento durante la formulación de una composición de recubrimiento que comprende una resina formadora de película, siempre y cuando las nanopartículas inhibidoras de la corrosión formen una dispersión estable en una resina formadora de película. Las composiciones de recubrimiento pueden prepararse mezclando primero una composición que comprende el prepolímero, el carbonato de calcio y óxido de magnesio, pigmentos, rellenos y diluyentes, tales como solventes orgánicos y/o agua, dispersando la mezcla con un dispersador de alta velocidad, por ejemplo, a 1000 RPM a 2000 RPM durante 10 minutos a 30 minutos, y luego pasando la dispersión a través de un molino de pintura para lograr una finura de molienda de más de 5 como se determina mediante el uso de un medidor de molienda.

Se puede aplicar una composición de recubrimiento de imprimación a un sustrato mediante el uso técnicas de aplicación adecuadas, tales como baño o inmersión, pulverización, pulverización intermitente, inmersión seguida de pulverización, pulverización seguida de inmersión, cepillado o recubrimiento con rodillo. Pueden usarse técnicas y equipos de pulverización adecuados para la pulverización con aire y la pulverización electrostática, ya sea por métodos manuales o automáticos. Aunque las composiciones de recubrimiento de imprimación proporcionadas por la presente descripción se pueden aplicar a diversos sustratos, tales como madera, vidrio, tela, plástico, espuma, incluidos sustratos elastoméricos y similares, en muchos casos, el sustrato comprende un metal.

Después de aplicar una composición de recubrimiento de imprimación a un sustrato, se forma una película sobre la superficie del sustrato mediante la eliminación del solvente, es decir, solvente orgánico y/o agua, por calentamiento o durante un período de secado al aire. Las condiciones de secado adecuadas pueden depender de la composición y/o aplicación particular, y pueden incluir, por ejemplo, un tiempo de secado de 1 minuto a 5 minutos a una temperatura de 80 °F a 250 °F (27 °C a 121 °C). Se puede aplicar más de una capa de recubrimiento sobre el recubrimiento de imprimación. Entre las capas, la capa aplicada previamente se puede orear; por ejemplo, expuesta a condiciones ambientales durante 5 minutos a 30 minutos.

El grosor de una capa de recubrimiento de imprimación aplicada puede ser, por ejemplo, de 0,1 milésimas de pulgada a 3 milésimas de pulgada (2,5 micras a 75 micras), como de 0,2 milésimas de pulgada a 2 milésimas de pulgada (5 micras a 50 micras). Luego, una composición de recubrimiento de imprimación puede calentarse para curar el recubrimiento. Durante la operación de curado, los solventes se eliminan y los componentes reticulables de la composición, si los hay, se reticulan. La operación de calentamiento y curado puede llevarse a cabo, por ejemplo, a una temperatura de 80 °F a 250 °F (27 °C a 121 °C) o pueden usarse temperaturas más bajas o más altas.

Después de la aplicación de una composición de recubrimiento de imprimación al sustrato y el curado, se puede aplicar una capa superior sobre el recubrimiento de imprimación curado en el caso de un sistema de recubrimiento de múltiples capas. Entre las capas, una capa aplicada previamente se puede orear; por ejemplo, expuesta a condiciones ambientales durante 1 hora a 72 horas, como por ejemplo de 2 horas a 24 horas. El grosor de una capa superior puede ser, por ejemplo, de 0,5 milésimas de pulgada a 4 milésimas de pulgada (12 micras a 100 micras), como 1 milésimas de pulgada a 3 milésimas de pulgada (25 micras a 75 micras). La capa superior puede comprender un prepolímero de poliuretano. El recubrimiento multicapas puede calentarse. En la operación de curado, los solventes pueden eliminarse y los componentes reticulables de la composición de recubrimiento suprayacente, si los hay, pueden reticularse. La operación de calentamiento y curado se puede llevar a cabo a una temperatura de 80 °F a 250° F (27 °C a 121 °C) o pueden usarse temperaturas más bajas o más altas.

Los métodos para recubrir una superficie comprenden aplicar una composición de imprimación proporcionada por la presente descripción a una superficie; curar la composición de imprimación para proporcionar un recubrimiento de imprimación curado; aplicar un recubrimiento de poliuretano sobre al menos una porción del recubrimiento de imprimación curado; y curar el recubrimiento de poliuretano para proporcionar una superficie recubierta.

Los recubrimientos de imprimación y los recubrimientos multicapas proporcionados por la presente descripción pueden cumplir los requisitos de la especificación MIL-PRF-32239A.

EJEMPLOS

Las modalidades proporcionadas por la presente descripción se ilustran adicionalmente con referencia a los siguientes ejemplos, que describen composiciones de recubrimiento de imprimación inhibidoras de la corrosión y propiedades de composiciones de recubrimiento de imprimación inhibidoras de la corrosión. Será evidente para los expertos en la técnica que se pueden practicar muchas modificaciones, tanto de materiales como de métodos, sin apartarse del alcance de la descripción.

Ejemplo 1

Recubrimiento de imprimación y capa superior de poliuretano

Se preparó una composición de imprimación pulverizable mezclando una base, un activador y un diluyente.

Para preparar la composición base, los componentes en las cantidades enumeradas en la Tabla 1 se combinaron y se mezclaron completamente.

Tabla 1. Composición base.

Para preparar la composición activadora, los componentes en las cantidades enumeradas en la Tabla 2 se combinaron y se mezclaron completamente.

Tabla 2. Composición activadora.

Los componentes de una composición diluyente se enumeran en la Tabla 3.

Tabla 3. Composición diluyente.

La imprimación pulverizable se preparó mezclando 4 partes en peso de la composición base, 3 partes en peso de la composición activadora y 4 partes en peso del diluyente.

La imprimación pulverizable tenía un VOC de 350 g/L y un tiempo de trabajo (vida útil) de aproximadamente 2 horas. Las muestras de prueba se prepararon mediante aplicación por pulverización sobre paneles tratados con MIL-C-5541 y MIL-A-8625 Tipo I.

Las muestras de prueba se prepararon pulverizando la composición de imprimación pulverizable sobre sustratos de aluminio 2024-T3, aluminio 6061-T6 o aluminio 6061-TO, sustratos tratados con Alodine® 600, Alodine® 1200, CAA (ácido crómico anodizado) o EAP-9 ( recubrimiento de conversión no cromado Boegel).

Después que el recubrimiento de imprimación se curó mediante la exposición del recubrimiento a una temperatura de 77 °F (25 °C) durante 4 horas, se aplicó una capa superior de poliuretano CA 8211 sobre el recubrimiento de imprimación curado. La capa superior tenía un grosor de 2 ± 0,3 milésimas de pulgada. CA 8211 está disponible comercialmente en PPG Aerospace.

Los paneles se probaron de acuerdo con ASTM D1200, ASTM D3363, ASTM D3359, ASTM 2794 Método estándar de prueba federal 141 6301.1 y Método estándar de prueba federal 141 6226.

Los resultados se presentan en la Tabla 4.

Tabla 4. Resultados del recubrimiento multicapas.

Ejemplo 2

Efecto del contenido de carbonato de calcio sobre la resistencia a Skydrol®

Se determinó el efecto del aumento de carbonato de calcio sobre la resistencia a Skyrdol®.

Se prepararon dos formulaciones pulverizables como en el Ejemplo 1. Las formulaciones tenían las cantidades de óxido de magnesio, carbonato de calcio y negro de carbón, como se muestra en la Tabla 5.

Las formulaciones de selladores pulverizables se aplicaron a una superficie T3 Alodine® 1200 y se curaron de acuerdo con los métodos descritos en el Ejemplo 1. Los paneles de prueba se expusieron a Skyrol® LD40 y la adhesión se probó de acuerdo con ASTM D3359. Los resultados se presentan en las Figuras. 1A-1D. Las Figuras 1A y 1B muestran fotografías de los paneles recubiertos con la Formulación A después de la inmersión en Skyrol® durante 4 horas, y durante 24 horas, respectivamente. La capa superior se hinchó y se delaminó luego de la exposición a Skydrol®. Las Figuras 1C y 1D muestran fotografías de paneles recubiertos con la Formulación B después de la inmersión en Skydrol® durante 4 horas y durante 24 horas, respectivamente. El aumento del contenido de carbonato de calcio en la imprimación mejoró la resistencia Skydrol® de la capa superior.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición de imprimación que comprende:

un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; un poliepóxido;

de 5 % en peso a 9 % en peso de carbonato de calcio;

y de 3 % en peso a 7 % en peso de óxido de magnesio,

en donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación.

2. La composición de imprimación de la reivindicación 1, en donde la relación (% en peso/% en peso) de carbonato de calcio a óxido de magnesio es mayor que 1,3.

3. La composición de imprimación de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde la composición de imprimación comprende: de 16 % en peso a 26 % en peso de carbonato de calcio; y de 12 % en peso a 20 % en peso de óxido de magnesio, en donde el % en peso se basa en el peso total de sólidos de la composición.

4. La composición de imprimación de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el poliepóxido comprende una resina epoxídica novolac.

5. La composición de imprimación de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde el óxido de magnesio son nanopartículas caracterizadas por un diámetro esférico equivalente calculado de 1 nm a 100 nm, determinado a partir del área superficial específica BET de acuerdo con la siguiente ecuación:

Diámetro (nm) = 6000 / [BET (m2/g) * p (g/cm3)].

6. La composición de imprimación de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde la composición de imprimación comprende: de 8 % en peso a 12 % en peso de prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; y de 1 % en peso a 5 % en peso del poliepóxido; y en donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación o de 20 % en peso a 40 % en peso de prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; y de 7 % en peso a 13 % en peso del poliepóxido; en donde el % en peso se basa en el peso total de sólidos de la composición de imprimación.

7. La composición de imprimación de cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde la composición de imprimación comprende de 55 % en peso a 65 % en peso de un solvente o combinación de solventes, en donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación o de 28 % en peso a 40 % en peso de sólidos, en donde el % en peso se basa en el peso total de la composición de imprimación.

8. Un recubrimiento de imprimación curado preparado a partir de la composición de imprimación de cualquiera de las reivindicaciones 1-7.

9. Un sustrato que comprende el recubrimiento de imprimación curado de acuerdo con la reivindicación 8, preferiblemente el sustrato que comprende aluminio o una aleación de aluminio.

10. Un recubrimiento multicapas, que comprende un recubrimiento de imprimación curado preparado a partir de la composición de imprimación de cualquiera de las reivindicaciones 1-7; y un recubrimiento de poliuretano curado suprayacente al recubrimiento de imprimación curado.

11. Un método para recubrir una superficie, que comprende: aplicar la composición de imprimación de cualquiera de las reivindicaciones 1-7 a una superficie; curar la composición de imprimación para proporcionar un recubrimiento de imprimación curado; aplicar un recubrimiento de poliuretano sobre al menos una porción del recubrimiento de imprimación curado; y curar el recubrimiento de poliuretano para proporcionar una superficie revestida.

12. Un sistema de imprimación, que comprende: una primera parte que comprende: un prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; y carbonato de calcio; y una segunda parte que comprende: un poliepóxido; y óxido de magnesio.

13. El sistema de imprimación de acuerdo con la reivindicación 12, en donde la primera parte comprende: de 18 % en peso a 30 % en peso de prepolímero de poliéter que contiene uretano terminado en tiol; y de 11 % en peso a 23 % en peso de carbonato de calcio; en donde el % en peso se basa en el peso total de la primera parte; y la segunda parte comprende: de 9 % en peso a 17 % en peso de poliepóxido; y de 16 % en peso a 28 % en peso de óxido de magnesio, en donde el % en peso se basa en el peso total de la segunda parte.

14. El sistema de imprimación de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el sistema de imprimación comprende además una tercera parte, en donde la tercera parte comprende un solvente en donde preferiblemente el sistema de imprimación comprende: de 30 % en peso a 42 % en peso de la primera parte; de 24 % en peso a 30 % en peso de la segunda parte; y de 30 % en peso a 42 % en peso de la tercera parte, en donde el % en peso se basa en el peso total del sistema de imprimación.

15. Una composición que comprende el sistema de imprimación de cualquiera de las reivindicaciones 13 o 14, en donde la primera parte, la segunda parte se combinan y la tercera parte se combinan.