PT1677949E

PT1677949E - Composições anticarga e métodos para as selecionar

Info

Publication number: PT1677949E
Application number: PT04788858T
Authority: PT
Inventors: Gwo S Swei; Damien C Nevoret; Patrick Yang
Original assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2012-10-22
Also published as: CO5690624A2; CN1867427A; EP1677949A1; IL219406A0; RU2006112606A; AR067235A2; BRPI0415453A; CA2542191C; ZA200603028B; US20070169420A1; CA2630017C; CN1867427B; ES2391560T3; US20060260208A1; NO327826B1; DK1677949T3; RU2318649C1; AU2004283199B2; KR100758523B1; SG148182A1

Description

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DESCRIÇÃO "COMPOSIÇÕES ANTICARGA E MÉTODOS PARA AS SELECIONAR"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Geralmente, os produtos abrasivos compreendem partículas abrasivas ligadas entre si com um agente de coesão a um substrato de suporte. Por exemplo, um produto abrasivo pode compreender uma camada de partículas abrasivas ligadas a um substrato, em que o substrato pode ser um substrato flexivel como um tecido ou à base de papel, um suporte não tecido, e similares. Os produtos deste tipo são usados na abrasão de uma variedade de superfícies de trabalho incluindo metal, ligas metálicas, vidro, madeira, tinta, plásticos, enchimento, revestimento primário e similares. É conhecido do estado da técnica que os produtos abrasivos estão sujeitos a "carga", em que as "limalhas de ferro", ou material abradido da superfície de trabalho, se acumula na superfície que sofreu abrasão e entre as partículas de abrasão. A carga é indesejável porque esta reduz tipicamente o desempenho do produto abrasivo. Em resposta a esta limitação, composições "anticarga", como por exemplo as conhecidas a partir do documento US-A1-5704 952, têm sido desenvolvidas para reduzir a tendência para um produto abrasivo acumular limalhas de ferro. Por exemplo, é conhecido há muito tempo que o estearato de zinco é um componente de composições anticarga. Muitas classes de compostos foram propostas como componentes de composições anticarga. Por exemplo, alguns componentes propostos de composições anticarga podem incluir cadeias alquilo longas ligadas a grupos polares, tais como carboxilatos, sais de alquilamónio, boratos, fosfatos, fosfonatos, sulfatos, 2 sulfonatos, e similares, bem como um leque variado de iões contrários incluindo catiões metálicos mono e divalentes, iões contrários orgânicos, como tetralquilamónio, e similares.

No entanto, não existe nenhum ensinamento conhecido do estado da técnica acerca de quais desta grande classe de compostos são agentes anticarga eficazes, que não seja o fabrico de um produto abrasivo com cada composto potencial e executando uma série de testes de abrasão que consomem tempo. Muitos dos compostos propostos são na realidade agentes anticarga ineficazes.

Adicionalmente, alguns agentes que se sabe que são eficazes para anticarga resultam numa contaminação inaceitável da superfície de trabalho, e. g., conduzindo normalmente a defeitos no passo de revestimento subsequente. Por exemplo, o uso de estearato de zinco em abrasivos de acabamento na indústria automóvel conduz à contaminação da superfície do revestimento primário, necessitando de um passo de limpeza adicional para preparar o revestimento primário para uma camada de tinta subsequente.

Da mesma forma, alguns agentes anticarga que se sabe serem eficazes, como estearato de zinco, são insolúveis em água. Como resultado disso, o fabrico de um produto abrasivo com um agente anticarga insolúvel em água pode requerer solventes orgânicos ou aditivos adicionais e/ou passos de processamento adicionais.

Assim, existe uma necessidade de agentes anticarga que sejam eficazes, que sejam facilmente incorporados num produto abrasivo, e que minimizem a contaminação da superfície de trabalho. Adicionalmente, existe uma 3 necessidade de um método para a seleção de compostos anticarga eficazes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Foi agora descoberto que certos compostos podem ser agentes anticarga eficazes, em particular compostos como tensioativos aniónicos, que satisfazem certos critérios, como demonstrado nos Exemplos 1-5. A composição anticarga de acordo com a presente invenção inclui todas as caracteristicas da reivindicação 1.

Um produto abrasivo de acordo com a reivindicação 7 inclui a composição anticarga de qualquer uma das reivindicações 1 a 6.

Um método para a lixagem do substrato inclui todas as caracteristicas da reivindicação 8.

As vantagens das formulações apresentadas no presente documento são significativas. Ao se fornecerem composições anticarga eficazes, a eficiência e eficácia dos produtos de abrasão e métodos de abrasão são melhoradas, reduzindo assim o custo e melhorando a qualidade do produto de trabalho. Ao se fornecerem composições anticarga que conduzem a superfícies lixadas com ângulos de contato com a água W°g, o fabrico de produtos abrasivos que incorporem estas composições anticarga é facilitado, e é reduzida a contaminação das superfícies de trabalho, em particular para superfícies de trabalho a serem revestidas após a abrasão, e. g., com tinta, verniz, cobertura em pó, e similares. Ao se fornecerem composições anticarga que sejam eficazes numa gama de temperaturas, podem ser abradidas superfícies de trabalho a diferentes temperaturas sem que 4 seja necessária a mudança da temperatura e/ou produtos múltiplos para ação a diferentes temperaturas.

Adicionalmente, ao se lixar a superfície de trabalho até se obter um ângulo de contato com a água particular W°p, a superfície moída pode ser "afinada" de forma a ser compatível com o revestimento subsequente. 0 resultado é uma melhoria significativa na versatilidade, qualidade e eficácia dos produtos de abrasão, métodos e produtos de trabalho produzidos a partir desta.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 ilustra uma representação esquemática para a medição do ângulo de contato com a água. A Figura 2 é um gráfico do critério anticarga P em função do desempenho na lixagem experimental G.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

As formulações apresentadas são geralmente relacionadas com aditivos usados para aumentar a eficácia dos produtos abrasivos, em particular, composições anticarga que são incorporadas em produtos abrasivos. É apresentada em seguida uma descrição de várias formulações da presente invenção.

Como usado no presente documento, uma "composição anticarga" inclui qualquer composto orgânico ou sal deste que pode ser um agente anticarga eficaz no que diz respeito a combinações particulares de dois ou mais critérios apresentados no presente documento, como P, F, Tmeit, ΔΤ, TSUb, W°, W°g, W°z, W°p, e a estrutura química do agente. 5

Como usado no presente documento, o ângulo de contato com a água, e. g., ângulos de contato com água W°, W°g, W°z, e W°p, podem ser determinados por alguém com conhecimentos na técnica pelo método de goniometria. Quando a água é aplicada a um substrato, o ângulo de contato com a água é o ângulo entre o plano do substrato e uma linha tangente à superfície da água na interseção da água com o substrato. A Figura 1 ilustra, por exemplo, os ângulos de contato com a água para valores de W° inferiores a 90°, iguais a 90°, e superiores a 90°. Este ângulo pode ser medido através de um goniómetro. Detalhes experimentais adicionais para a determinação do ângulo do contato com a água são apresentados no Exemplo 4.

Como usado no presente documento, o substrato pode ser qualquer material lixado ou polido de acordo com a técnica, e. g., madeira, metal, plástico, compósitos, cerâmica, minerais e similares; e também revestimento destes substratos incluindo tintas, revestimentos primários, vernizes, adesivos, coberturas em pó, camadas de óxido, plaqueamento metálico, contaminação e similares. Um substrato inclui tipicamente metal, madeira, ou substratos poliméricos, quer sem revestimento quer com revestimento com primários protetores, tintas, coberturas transparentes e similares.

Como usado no presente documento, W° é o ângulo de contato com a água medido para um substrato não moido. W°g é o ângulo de contato com a água medido para um substrato lixado em presença de uma quantidade eficaz de um composto anticarga, e. g., o primeiro composto orgânico. Uma "quantidade eficaz" é uma quantidade do composto anticarga ou composição anticarga suficiente para ter um efeito anticarga quando presente durante a lixagem do substrato. W°z é o ângulo de contato com a água medido para um 6 substrato lixado em presença de uma quantidade eficaz de estearato de zinco. Quando dois destes valores são comparados, e. g., quando W°g é inferior a W°z, isto pode significar que os ângulos de contato com a água respetivos são medidos para substratos idênticos com abrasão idêntica na presença de uma quantidade eficaz de cada composto respetivo, e. g., o primeiro composto orgânico e o estearato de zinco.

De acordo com a presente invenção, W°g para o primeiro composto é inferior a W°z. Tipicamente W°g é inferior a cerca de 125°, mais tipicamente inferior a cerca de 110°, ainda mais tipicamente inferior a cerca de 100°, e ainda mais tipicamente inferior a cerca de 70°, ou inferior a cerca de 50 °. Numa apresentação particular, W°g para o primeiro composto é cerca de 0o.

Numa apresentação particular, o ângulo particular W°p pode ser selecionado para coincidir com o revestimento subsequente, o que pode reduzir os defeitos devido a contaminação pelo composto anticarga. Por exemplo, um revestimento à base de água pode ter um melhor desempenho quando a superfície é preparada com um W°p mais reduzido em comparação com a superfície preparada para um revestimento à base de óleo. Para revestimentos particulares que podem ser muito sensíveis a W°p, e. g., um revestimento à base de uma emulsão, o W°p pode ser selecionado para ser cerca do valor ótimo do revestimento. Em várias apresentações, dois ou mais compostos podem ser aplicados em conjunto, e. g., como uma composição incluida no abrasivo, ou uma composição aplicada no abrasivo, na superfície de trabalho, ou em ambas. Noutras formulações, os compostos podem ser usados separadamente, e. g., pelo menos um composto pode ser incluido no produto abrasivo, ou aplicado na superfície de trabalho, ou no abrasivo e similares. Por exemplo, o 7 abrasivo pode conter pelo menos um composto, e o segundo composto pode ser aplicado à superfície de trabalho usando, e. g., uma solução de um agente anticarga, aplicada através de, por exemplo, um vaporizador que pode ser controlado para aplicar quantidades particulares. Assim, um único abrasivo pode ser usado entre revestimentos múltiplos, e o valor de W°p após cada operação de lixagem pode ser ajustado através da quantidade do segundo composto que é usado.

Como usado no presente documento, o ponto de fusão, Tmeit, do composto pode ser determinado por alguém com conhecimentos do estado da técnica através do método de calorimetria de rastreio diferencial (DSC). Detalhes experimentais adicionais são fornecidos no Exemplo 3. Alguém com conhecimentos na técnica pode entender que, neste contexto, o termo "ponto de fusão" refere-se à transição térmica do gráfico DSC que indica o amolecimento do composto, i. e., o ponto de fusão de um composto cristalino, o ponto de amolecimento ou liquefação de um composto amorfo, e similares. Em várias formulações, o ponto de fusão do composto é superior a cerca de O 0 o ou mais tipicamente superior a cerca de 55 °C, ou alternativamente, superior a cerca de 70 °c. Em apresentações particulares, o ponto de fusão é superior a cerca de 90 °C. 0 coeficiente de fricção, F , para um composto pode ser determinado através da preparação de amostras revestidas e da medição do coeficiente de fricção a 20 °C. Os detalhes experimentais para a determinação de F são fornecidos no Exemplo 2. Em várias apresentações, o valor de F para o composto é inferior a cerca de 0,6, mais tipicamente inferior a cerca de 0,4, ou alternativametne, inferior a cerca de 0,3. Numa apresentação particular, o valor de F é inferior a cerca de 0,2. O critério anticarga P pode ser calculado através da Eq (D : P = 0.68 - 2.07*F + (3.3Ε-3*ΔΤ) + 1.58*F2 (1)

Na Eq (1), a variável ΔΤ, na unidade °C, é a diferença Tmeit - Tsub, em que Tmeit é o ponto de fusão do composto e Tsub é a temperatura do substrato a ser lixado. A temperatura do substrato, Tsub, pode ser medida através da medição da temperatura da superfície de trabalho com o auxílio de um termómetro, termoacoplador, ou outros instrumentos de medição de temperatura bem conhecidos daqueles versados na técnica. Em várias apresentações, o valor de Tsub, como usado para o cálculo de ΔΤ e P, pode ser entre cerca de 20 °C a cerca de 45 °C, ou mais tipicamente de cerca de 20 °C a cerca de 45 °C. Numa apresentação particular, Tsub é cerca de 45 °C.

Por exemplo, em várias apresentações, o critério anticarga P tem um valor superior a cerca de 0,2, ou alternativamente superior a cerca de 0,3. Numa apresentação particular, P é superior a cerca de 0,5. Detalhes adicionais sobre o critério anticarga P são apresentados no Exemplo 5 e na Figura 2.

Em várias apresentações, a variável ΔΤ é superior a cerca de 20 °C, tipicamente superior a cerca de 30 °C, mais tipicamente superior a cerca de 40 °C, ou alternativamente superior a cerca de 50 °C. Numa apresentação particular, ΔΤ é superior a cerca de 75 °C. 9

Alguém com conhecimentos da técnica pode entender que muitas aplicações de abrasão podem ter lugar a temperaturas superiores à temperatura ambiente, i. e., superiores a cerca de 20 °C, devido a aquecimento por fricção, cozedura da peça de trabalho, e similares. Por exemplo, na indústria automóvel, durante o processo de pintura, um corpo do automóvel atravessa tipicamente uma estação de pintura de revestimento. O corpo do automóvel pode ser tipicamente aquecido a uma temperatura superior à temperatura ambiente na estação de pintura, a qual pode atingir cerca de 43 °C. À sarda da estação, os operadores podem inspecionar o corpo para a deteção de defeitos e os defeitos identificados podem ser removidos por abrasão.

Alguém com conhecimentos da técnica pode também entender que nos testes para a seleção dos compostos anticarga eficazes, as temperaturas particulares usadas no teste para calcular P não limitam, per se, as temperaturas a que um composto selecionado possa ser usado. Por exemplo, um composto que tenha sido testado a 45 °C pode ser usado a temperaturas que sejam superiores ou inferiores a 45 °C.

Alguém com conhecimentos da técnica pode entender que certos agentes anticarga, e. g., estearato de zinco, pode ter valores elevados de P. No entanto, alguém com conhecimentos da técnica pode também entender que muitas aplicações de produtos abrasivos podem ser contaminados por um agente anticarga que aumenta o ângulo de contato com a água do substrato. Por exemplo, se tiver sido usado estearato de zinco na superficie a ser revestida com um revestimento à base de água, é possivel que se tenha de remover o estearato de zinco residual da superficie abradida, caso contrário o processo de revestimento pode ser menos eficaz na adesão à superficie. 10

Os compostos, e. g., compostos orgânicos que podem ser agentes anticarga eficazes incluem tipicamente tensioativos ou moléculas com propriedades semelhantes a tensioativos, i. e., moléculas com um grupo hidrofóbico grande acoplado a um grupo hidrofilico, e. g., tensioativos aniónicos. Os grupos hidrofóbicos típicos incluem grupos alifáticos lineares ou ramificados, tipicamente lineares com entre cerca de 6 a cerca de 18 carbonos. Os grupos hidrofóbicos podem também incluir grupos cicloalifáticos, grupos arilo, e substituições opcionais com heteroátomos. Os grupos hidrofílicos típicos incluem grupos polares ou facilmente ionizáveis, por exemplo: aniões, como carboxilato, sulfato, sulfonato, sulfito, fosfato, fosfonato, fostato, tiossulfato, tiossulfitos, borato e similares. Por exemplo, um tensioativo aniónico inclui uma molécula com uma cadeia alquilo longa ligada a um grupo aniónico, e. g., um grupo alquilo C12 ligado a um grupo sulfato aniónico do sulfato de dodecilo de sódio.

Assim, por exemplo, os tensioativos aniónicos que podem ser agentes anticarga eficazes incluem compostos de fórmula geral R-A”M+, no qual R é um grupo hidrofóbico, A” é um grupo aniónico, e M+ é um ião contrário. Alguém com conhecimentos da técnica pode entender que variações aceitáveis da fórmula incluem combinações estequiométricas de iões de valências idênticas ou diferentes, e.g., (R-A~ )2M++, R-A“(M+)2, R-A—H+M+, R-A'"M++, e similares. R pode ser um grupo alifático linear ou ramificado C6-C18, sendo tipicamente um grupo alifático linear. R pode ser opcionalmente interrompido por um ou mais grupos de interrupção, e/ou ser substituído, desde que o composto resultante continue a ser um agente anticarga eficaz de acordo com os critérios apresentados no presente documento. Os substituintes adequados incluem, por exemplo, -F, -Cl, - 11

Br, -I, -CN, -N02, grupos alquilo C1-C4 halogenados, grupos óxido de alquilo C1-C6, grupos cicloalquilo, grupos arilo, grupos heteroarilo, grupos heterocíclicos, e similares. Grupos de interrupção adequados podem incluir, por exemplo, o-, -s-, -(CO)-, -NRa(CO)-, -NRa-, e similares, em que Ra é H ou um grupo alquilo pequeno, e. g., C1-C6, ou alternativamente, um grupo arilo ou arilalquilo, e. g., fenilo, benzilo, e similares. 0 ião contrário M+ pode formar um sal com o composto e pode ser, por exemplo, um catião metálico, e. g., Mg++, Mn++, Zn++, Ca++, Cu++, Na+, Li+, K+, Cs+, Rb+, e similares, ou um catião não metálico como sulfónio, fosfónio, amónio, alquilamónio, arilamónio, imidazólio, e similares. Numa apresentação, M+ pode ser um ião metálico. Numa outra apresentação, M+ pode ser um ião alcalino metálico, e. g., Na+, Li+, K+, Cs+ ou Rb+. Numa apresentação particular, M+ é um Na+. 0 grupo aniónico ilustrado por A” pode incluir, por exemplo carboxilato, sulfato, sulfonato, sulfito, sulfossuccinato, sarcosinato, sulfoacetato, fosfato, fosfonato, fosfato, tiossulfato, borato, e similares. A" pode também incluir carboxilato, sulfato, sulfonato, fosfato, sarcosinato, sulfoacetato, ou fosfonato. Alternativamente, o grupo aniónico pode ser sulfato, sarcosinato, sulfoacetato, ou betaina (e. g., trimetiloglicinilo, e. g., carboxilato). Numa outra apresentação, o grupo aniónico pode ser sulfato.

Alguém conhecedor da técnica irá reconhecer que uma amostra destas moléculas pode incluir tipicamente uma distribuição de formas neutras, i. e., protonadas ou parcialmente ou totalmente esterifiçadas. Por exemplo, um tensioativo de carboxilato pode incluir uma ou mais das espécies R-C02~M+, 12 R-CO2H, e R-C02Rb, em que Rb é um grupo alquilo de dimensão reduzida, e, g., C1-C6, um grupo benzilo, e similares.

Assim, em várias apresentações, o composto pode incluir por exemplo, compostos representados pelas fórmulas R-0S03~M+, R-C0NR'CH2C02'M+, R-0 (CO) CH20S03'M+, ou RCONH (CH3) 2CH2COO' no qual R é um alquilo linear C6-C18; R' é um alquilo linear C1-C4; e M+ é um ião alcalino metálico. Noutras apresentações, o composto pode incluir sulfato de laurilo de sódio, sulfato de decilo de sódio, sulfato de octilo de sódio, lauramidopropilo de betaina, e sulfoacetato de laurilo de sódio. Numa apresentação particular, o composto pode ser sulfato de laurilo de sódio.

Como usado no presente documento, um material abrasivo é qualquer substância particular de cerâmica, mineral, ou metálica conhecida de alguém com conhecimentos na técnica que é usada para lixar peças de trabalho. Por exemplo, os materiais abrasivos podem incluir alumina alfa (cerâmica fundida ou sinterizada), carbida de silício, alumina/zircónia fundida, nitrida de bóro cúbico, diamante e similares bem como combinações destas. Os materiais abrasivos estão tipicamente fixos a um substrato de suporte, (e. g., um tecido, papel, metal, madeira, cerâmica, ou base polimérica); um suporte sólido, (e. g., uma roda de lixagem, uma "tábua de lixa"), e similares. 0 material é fixo através da combinação com um agente de coesão, e. g., colas naturais ou sintéticas ou polímeros, e similares com o material abrasivo e o substrato de suporte, e a combinação é em seguida curada e seca. A composição anticarga pode ser combinada com estes elementos a qualquer etapa de fabrico do produto abrasivo. Numa apresentação, a composição anticarga é combinada com o agente de coesão e o material abrasivo durante o fabrico do produto abrasivo. Noutras apresentações, a composição anticarga está na 13 interface entre a superfície abrasiva do produto final e as limalhas da superfície de trabalho, e. g., através da aplicação da composição anticarga à superfície abrasiva durante o fabrico, aplicando a composição anticarga à superfície abrasiva, aplicando o composto à superfície de trabalho, combinações destas e similares. 0 produto abrasivo, e. g., sob a forma de abrasivos não tecidos, ou abrasivos revestidos, e. g., lixa, uma roda de lixagem, um disco, uma tira, uma folha, um cinto de lixa, uma ferramenta de lixa de compressão, e similares, podem ser usados através da aplicação à superfície de trabalho num movimento de lixagem, e. g., aplicando o abrasivo manualmente, mecanicamente ou automaticamente, exercendo pressão, à superfície de trabalho num movimento linear, circular, elítico ou aleatório ou similar.

Uma apresentação particular inclui um tensioativo orgânico. 0 critério do ângulo de contato com água W°g para um substrato de teste lixado com um abrasivo em presença de uma quantidade eficaz da composição é inferior a cerca de 20 °. Da mesma forma o critério anticarga P para o tensioativo é superior a cerca de 0,3. Tipicamente, o tensioativo orgânico é selecionado de entre o grupo constituído por sulfato de laurilo de sódio, sulfato de decilo de sódio, sulfato de octilo de sódio, lauramidopropilo de betaína, e sulfoacetato de laurilo de sódio. Numa apresentação particular, o tensioativo é sulfato de laurilo de sódio.

Em várias apresentações, o primeiro composto é selecionado de forma a satisfazer um ou mais dos conjuntos de condições escolhidos a partir do grupo constituído por: P ser superior a cerca de 0,4; 14 ΔΤ ser superior a cerca de 5 °; F ser inferior a cerca de 0,5; W°g ser inferior a W°z; W°g ser inferior a W°z, Tmeit ser superior a cerca de 40 °C, e F ser inferior a cerca de 0,5; W°g ser próximo de igual a W°, Tmeit ser superior a cerca de 40 °C e F ser inferior a cerca de 0,5; e ΔΤ ser superior a cerca de 5 °C, F ser inferior a cerca de 0,5, e W°g ser próximo de igual a W° .

Exemplificação

Os exemplos seguintes são apresentados para ilustrar os princípios das apresentações, e não se destinam a serem limitativas de forma alguma.

Exemplo 1: Medição do desempenho de lixagem experimental

Um produto abrasivo disponível comercialmente, que não continha qualquer composição anticarga inicial, lixa Norton A270 P500 (Norton Abrasives, Worchester, Massachusetts), foi utilizado para a realização de todos os testes. Os agentes anticarga das experiências (listados na Tabela 1; foram obtidos da Stepan Company, Northfield, Illinois; com exceção de Arquad 2HT-75, Akzo-Nobel, Chicago, Illinois; e Rhodapon LM e Rhodapex PM 603, Rhodia, Cranbury, Nova Jérsia) foram preparados sob a forma de soluções a 30 % por peso em água e adicionados como revestimento a discos de lixa de 5 polegadas (12,7 cm) de diâmetro com uma escova de esponja. Uma superfície posterior dos discos inclui uma superfície de revestimento compreendendo material de fixação correspondendo a gancho e laço. As peças de trabalho experimental foram painéis de aço preparados através da pintura de painéis de aço com uma tinta 15 escolhida para ser representativa de um revestimento primário típico da indústria automóvel, e. g., BASF U28 (BASF Corporation, Mount Olive, Nova Jérsia). As peças de trabalho foram lixadas à mão usando uma esponja manual à qual foi ligado o disco abrasivo através do material de fixação de gancho e laço. A força vertical no sentido descendente exercida no disco abrasivo contra a peça de trabalho foi monitorizada usando uma célula de carga mono-ponto (célula de carga LCAE-45 Kg, Omega Engineering, Inc., Stamford, Connecticut) montada debaixo de uma placa de metal de 50 cm x 50 cm. A lixagem foi executada com a peça de trabalho fixa no topo da placa metálica. A força vertical de sentido descendente foi mantida a 11 N +- IN através da monitorização da leitura da célula de carga. A esponja foi mantida a um ângulo de aproximadamente 60 ° em relação a um eixo de projeção normal em relação aos painéis de aço de forma a que aproximadamente 1/3 da superfície do disco abrasivo estivesse em contato com a peça de trabalho. A pressão resultante no interface de abrasão foi aproximadamente 2,6 kN/m2.

Uma área de aproximadamente 5 cm de diâmetro foi moída com o disco abrasivo. A lixagem foi executada através de movimento do disco abrasivo para a frente e para trás ao longo da superfície da peça de trabalho que não tivesse ainda sido moída. Foi usada uma taxa de lixagem de aproximadamente 3 movimentos por segundo. O comprimento do movimento foi aproximadamente 4 cm. O teste foi executado com incrementos de 5 segundos durante um total de 150 segundos, ou até ao ponto em que a taxa de corte se tenha reduzido até zero, qualquer que acontecesse primeiro. A taxa de corte para cada incremento foi determinada usando uma escala empírica de 4 até zero, em que 4 representa uma taxa de corte muito agressiva e zero indica que o produto deixou totalmente de cortar. As aferições são o resultado 16 da avaliação visual da quantidade de material removido e limalhas de ferro geradas, combinado com a quantidade de resistência ao movimento lateral sentida pelo operador. Uma taxa mais elevada de corte refletiu-se em grandes quantidades de limalhas de ferro geradas e uma baixa resistência ao movimento lateral. 0 desempenho empirico ou experimental G no teste foi expresso como a soma de todos os números da taxa de corte ao longo da duração do teste. 0 valor G mais elevado que pode ser atingido no teste pode ser definido como 4 (taxa de corte máxima do incremento) * 30 (número de incrementos do teste) = 120. Na Tabela 1, são apresentados os resultados do desempenho experimental, normalizados, resultando em valores de G variando entre 0 e 1. Os testes de lixagem foram executados sob três valores de temperatura do substrato Tsub, e. g., a cerca de 21 °C, 32 °C, e 43 °C. Os resultados são fornecidos na Tabela 1 sob G, normalizados para o melhor desempenho a cerca de 21 °C. Os parâmetros F, ΔΤ, e P são discutidos nos Exemplos 2, 3, e 5, respetivamente. A Tabela 2 mostra o desempenho da lixa revestida com sulfato de laurilo de sódio (Stepanol VA-100) em relação a estearato de zinco e em relação a sem revestimento. O desempenho total de cada material é igual à soma de todas as aferições ao longo do teste de 150 segundos. Os valores de G, obtidos pela normalização em relação ao produto com melhor desempenho na Tabela 1, são também mostrados na Tabela 2. A lixa revestida com sulfato de laurilo de sódio tem um melhor desempenho que a lixa coberta com estearato de zinco, a qual teve um melhor desempenho que a lixa sem revestimento.

Exemplo 2: Medição do Coeficiente de Fricção 17 0 coeficiente de fricção F de um composto foi determinado através da preparação de amostras revestidas e medição do coeficiente de fricção a cerca de 20 °C. Os químicos a serem testados foram usados no revestimento manual de 0,127 mm (milímetros) de uma película de poliéster (Melinex®, DuPont Teijin Films, Hopewell, Virgínia) usando um aplicador de película húmida de 8 veios (modelo AP-25SS, Paul N. Gardner Company, Inc., Pompano Beach, Florida) com um intervalo definido de 0,127 mm. No caso de o agente anticarga ser fornecido numa solução líquida, este foi usado para revestimento diretamente. No caso de ser sólido e hidrossolúvel, foi dissolvido em aproximadamente 10 partes por peso de água antes da aplicação do revestimento (no caso de a solução não se apresentar transparente, mais água foi adicionada e a solução foi aquecida até que a solução se apresentasse transparente, indicando que o agente pode ser totalmente dissolvido). O revestimento foi em seguida seco no interior de um forno a 80 °C durante 4 horas para remover pelo menos uma porção de qualquer solvente remanescente. No caso de estearato de zinco, o qual é sólido à temperatura ambiente e não é hidrossolúvel, o sólido foi disperso no solvente Stoddard (CAS# 8052-41-3) e em seguida usado para o revestimento da película de acordo com o procedimento descrito anteriormente. O material revestido foi colocado no interior de um forno a 145 °C durante 30 minutos para fundir o pó de estearato a película. Após a secagem no forno, todas as amostras revestidas foram acondicionadas à temperatura ambiente durante pelo menos 40 horas, antes de serem testadas.

Uma vez preparadas as amostras, o coeficiente de fricção foi medido através do arrastamento do material revestido sobre si próprio. O aparelho usado foi um Monitor/Slip & Friction modelo 32-26 (Testing Machine, Inc., Amityville, Nova Iorque) . Uma tira de película revestida com o agente 18 anticarga foi cortada e montada para preencher um deslizador de 6,35 cm quadrado pesando 200 gramas. 0 deslizador foi arrastado ao longo de uma outra tira de película de acordo com o método de teste padrão descrito em ASTM D 1894-01 (Sociedade Americana para Testes e Materiais, West Conshohocken, Pensilvania). As tiras de película revestidas foram orientadas de forma a que as duas superfícies revestidas estivessem em contato quando deslizam uma sobre a outra. Os valores de F são apresentados na Tabela 1.

Tabela 1: Dados mostram desempenho de compostos antlcarga ;T ,=2] °C :j § \ § § ÍNome icomercial Fornecedor SNome químico ou §F Selasse j § Tmeit | (°o §ΔΤ I (°C) §P G í :j Stepanol : WAT Stepan sSulfato de laurilo de §0,98 {TEA | 120 ]-l 1 0,17 0,04 í í Stepanol jwA-100 Stepan iSulfato de laurilo de 10,10 §sódio § | 96 I75 §0,78 ; 0,99 j jStepanol i AM Stepan [Sulfato de laurilo de 50,25 iamónio ΐ i9 | 0,26 : 0,15 í \ Steol CS-460 Stepan ÍSulfato de laureto de í0,88 isódio | |21 |o §0,1.8 : 0,07 j ÍRhodapex PS-603 Rhodia ÍSulfato de pareto 10,75 ÍC12-C15 de sódio 1 128 I7 ]0,26 0,17 i :Polystep j B—2 5 Stepan ÍSulfato de decilo de §0,07 isódio § | 94 173 |θ, 63 1,00 i Polystep | A— 16 Stepan iSulfonato de §0,40 idodecilobenzeno § ramificado de sódio § í 46 l25 10,29 0,11 i ÍMaprosyl 30 Stepan SSarcosinato de §0,17 §laurilo de sódio § í 75 154 jo, 53 0,76 í ÍLathanol ;LAL Stepan $Sulfoacetato de §0,20 §laurilo de sódio § | 72 151 §0,58 0,31 í ÍAmphosol |LB Stepan §Lauramidopropilo de §0,48 Sbetaína § 1125 ] 104 ] 0,47 0,47 j ÍAmmonyx 14002 Stepan ÍCloreto de §0,32 §estearalcónio § | 40 I19 10,31 0,50 § jDLG 20A Ferro SEstearato de zinco §0,18 1125 1104 jo, 60 0,71 j 19

i 32 °C : τ = ; -1- sub jNome ; comercial j Fornecedor jNome químico ou j Classe jF j Tmelt j (°C) jAT j (°C) jp j G j jStepanol WA-100 1 Stepan jSulfato de laurilo j sódio de lj 0, 10 j 96 í 6 4 [0,71 10,60 j Polystep ÍA-16 jStepan jSulfonato de j dodecilobenzeno jramificado de sódio |θ, 40 j 4 6 j14 j0,24 jo,07 : jMaprosyl j 30 jStepan jSarcosinato de jlaurilo de sódio jo, 17 j 7 5 j 43 j0,47 jO,53 j j Lathanol LAL jStepan jSulfoacetato de jlaurilo de sódio |θ, 20 Í7 2 j 40 j0,51 jO,28 j jAmphosol LB j Stepan :Lauramidopropilo de jbetaína jO, 48 j 125 j 93 j0,47 jo,31j iAmmonyx :4002 1 Stepan jCloreto de j estearalcónio |o'-32 j 40 Ti [0,24 j 0,4 6 j jDLG 20A jFerro jEstearato de zinco j0, 18 j 125 j 93 j0,54 j0,67 j j Tsub = 43°C j j j jNome j comercial j Fornecedor jNome químico ou j Classe \f j Tmelt j (°C) jAT 1 (°C) jp jc j : Stepanol WAT jStepan jSulfato de laurilo j TEA co o ω j 20 j -23 j-o,10 jo,04 j ; Stepanol WA-100 jStepan jSulfato de laurilo j sódio de jj 0, 10 ] 96 j 53 jj 0 , 6 4 j0,76 j j Stepanol AM j Stepan [Sulfato de laurilo \ amónio de jj 0,2 5 j 30 j —13 jo, 06 jo,10 j jsteol CS-j 4 60 1 Stepan jSulfato de laureto j sódio de jj 0, 8 8 j 21 j -2 2 Í-o7o9 jO,081 jRhodapex PS-603 jRhodia jSulfato de pareto jC12-C15 de sódio j0,75 j 2 8 l·15 jo, 00 jo,11j j Polystep ÍB-25 j Stepan jSulfato de decilo de S0,07 jsódio j [94 j51 jO, 53 j0,67 j : Polystep A-16 j Stepan jSulfonato de j dodecilobenzeno jramificado de sódio j0,40 í 4 6 j 3 j0,20 jO,07 j jMaprosyl 30 j Stepan jSarcosinato de jlaurilo de sódio j0, 17 !75 j 32 j0,41 jO,61j : Lathanol LAL 1 Stepan jSulfoacetato de jlaurilo de sódio j 72 T29 [o,43 j0,19 j jAmphosol LB jStepan jLauramidopropilo de jbetaína j0,48 j 125 j 82 5 0,46 j0,32 j IAmmonyx jStepan jCloreto de jo, 32 [40 j -3 jo, 16 jo,10 j 20 TSub=2Í°C Nome comercial Fornecedor Nome químico ou ijF j Tmelt ί|ΔΤ jP classe \ j (°C) \(°C) \ G 4002 estearalcónio j j j j DLG 20A Ferro Estearato de zinco 10,18 5 125 182 50,54 2 0,63

Tabela 2: Dados mostram desempenho relativo ao abrasivo sem revestimento (Tsub = 43 °C)

130 21 21 Tempo (s) Stepanol W 135 1 140 1 145 0 150 Total 55 Avaliação οΤϋΓ

Stepanol WA-100 jEstearato de zinco jReferência 29 0,40 39 0,54

Exemplo 3: Medição DSC dos pontos de fusão

Uma amostra de aproximadamente 5 mg de cada composto anticarga experimental foi carregada na célula de amostra de um calorimetro de rastreio diferencial (modelo DSC 2910 TA Instruments, New Castle, Delaware), e a temperatura foi aumentada até ser observado o ponto de fusão. O valor para cada composto é apresentado na Tabela 1 como Tmeit, bem como ο ΔΤ, calculado a partir de Tmeit - Tsub.

Exemplo 4: Ângulo de contato com água dos compostos mostra compostos com desempenho superior

Tiras de aço de 1,3 cm de largura revestidas com o revestimento primário DuPont U28 foram lixadas normalmente com Norton A270 P500 durante 20 segundos a uma pressão de 66 kN/m2 com uma lixa A270 P500 revestida com cada composto anticarga experimental, e o ângulo de contato com a água foi medido com um goniómetro VCA 2500 XE (AST Products, Inc, Billerica, Massachusetts) . Foram feitas seis leituras de cada superfície moída. O ângulo de contato com a água W°g para cada composto é apresentado na Tabela 3. A Figura 1 ilustra, por exemplo, os ângulos de contato com água para valores de W° inferiores a 90 °, iguais a 90 ° e superiores a 90 °. 22

Os dados mostram que o ângulo de contato com água W° aumenta após a abrasão com a lixa revestida com estearato de zinco, e. g., até W°z. Contudo, após a lixagem com certos compostos anticarga como Stepanol WA-100 e Ammonyx 4002, o ângulo de contato com água, e. g., W°g, pode ser reduzido até cerca de 0o.

Exemplo 5: Modelo de lixagem prevê variação no desempenho anticarga

Foi realizada uma análise de regressão linear, usando os valores empíricos F e ΔΤ como as variáveis independentes e o desempenho de lixagem relativo, G, como variável dependente. Usando esta abordagem, foi obtida a Eq (1) para o desempenho calculado P. A Tabela 1 apresenta os valores empíricos de G em relação aos valores P calculados. A Tabela 4 apresenta as estatísticas da análise de regressão, refletindo a capacidade do modelo na previsão de cerca de 75 % da variação dos dados. A Figura 2 mostra um gráfico de P em função de G. 23

Tabela 4: Modelo de Desempenho de Lixagem Explica a Variação nos Dados

Parâmetro jEstimador \ Erro-Padrão ^Estatística T | P-Value CONSTANTE | 0,68 j 0,097 5 6, 96 | 1,74 * IO'7 F | -2,07 I 0,432 5 -4,78 | 5,45 * 10~b ΔΤ | 3,28 *10' sf1 O \—1 * o KD CO 3, 81 1 7,28 * 10“4 F2 | 1,58 I 0,408 jj 3, 88 | 6,12 * 10“4 R2 = 0,75; R2 ajustado = 0,72; erro padrão do estimador = 0,15

Apesar de a presente invenção ter sido ilustrada de forma particular e descrita com referência a várias apresentações desta, deve ser entendido por aqueles com conhecimento da técnica que várias alterações na forma e detalhes podem ser feitos nas apresentações sem que se saia do escopo da presente invenção incluida nas reivindicações apensas.

Lisboa, 12 de outubro de 2012

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Uma composição anticarga compreendendo um primeiro composto orgânico e um segundo composto orgânico, caracterizado por tanto o primeiro e o segundo composto orgânico terem independentemente um critério de ângulo de contato com água W°g que é inferior ao ângulo de contato com água W°z para o esteratao de zinco; e satisfaz pelo menos uma condição escolhida de entre o grupo constituído por um ponto de fusão Tmeit superior a cerca de 40 °C, um coeficente dinâmico de fricção F inferior a cerca de 0,6, e um critério anticarga P superior a cerca de 0,3, o primeiro componente satisfaz cada uma das condições de entre o grupo constituído por um ponto de fusão Tmelt superior a cerca de 40 °C, um coeficiente dinâmico de fricção F inferior a cerca de 0,4, e um critério de anticarga P superior a cerca de 0,2, a composição tem um ângulo de contato com a água particular W°p que é determinado, pelo menos em parte, pelo W°g independente de cada composto e a proporção de cada composto na composição, e na qual o primeiro e o segundo composto orgânico são diferentes, e na qual tanto o primeiro como o segundo composto orgânico independente é representado por uma fórmula escolhida de entre o grupo R-0S03-M+, RCONH (CH2) 3N+ (CH3) 2CH2COO~, R-CONR' CH2C02'M+, e R-0 (CO) CH20S03' M+, em que R é um alquilo linear C6-C18; R' é um alquilo linear C1-C4; e M+ é um ião metálico alcalino

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o primeiro composto satisfazer pelo menos 2 uma condição escolhida do grupo constituído por W°g inferior a cerca de 100°, e Tmeit superior a cerca de 70 °C.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o primeiro composto satisfazer pelo menos uma condição escolhida de entre o grupo constituído W°g ser inferior a cerca de 70°, Tmeit ser superior a cerca 90 °C, F ser inferior a cerca de 0,3, e P ser superior a cerca de 0,3.

4. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por W°g para o primeiro composto ser cerca 0

5. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o primeiro composto ser escolhido de entre o grupo constituído por sulfato de laurilo de sódio, sulfato de decilo de sódio, sulfato de octilo de sódio, sarconisato de lauroílo de sódio, betaína de lauramidopropilo, sulfoacetato de laurilo de sódio.

6. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o primeiro composto ser sulfato de laurilo de sódio.

7. Um produto abrasivo, caracterizado por compreender: um substrato de suporte do agente de coesão; um agente de coesão; um material abrasivo fixo ao substrato de suporte pelo agente de coesão; e a composição de anticarga de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores.

8. Método para a lixagem de uma superfície, caracterizado por compreender: 3 a lixagem da superfície de trabalho através da aplicação de um produto abrasivo à superfície de trabalho para criar uma superfície de trabalho de limalha de ferro; e fornecer uma quantidade da composição de anticarga no interface entre o produto abrasivo e a limalha de ferro da superfície de trabalho; e a lixagem da superfície de trabalho até um ângulo de contato com água particular W°p; em que: o produto abrasivo compreende um susbtrato de suporte do agente de coesão, um agente de coesão, e um material abrasivo ligado ao substrato de suporte através do agente de coesão; e uma composição anticarga de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-6.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender adicionalmente selecionar W°p de forma a ser compatível com um revestimento a ser aplicado à superfície de trabalho moída.

10. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o passo de fornecimento da composição anticarga compreender a aplicação de pelo menos um composto ao produto abrasivo ou à superfície de trabalho.

11. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o produto abrasivo compreender pelo menos um dos compostos. Lisboa, 12 de outubro de 2012