BRPI0417016B1 - composição de revestimento líquida, método para a produção de um revestimento sobre substrato sólido e substrato sólido - Google Patents

Abstract

"método para a produção de um revestimento sobre substrato sólido, substrato sólido e composição de revestimento líquida". trata-se de um método para a produção de um revestimento sobre um substrato sólido compreendendo as etapas de aplicar uma composição de revestimento líquido, compreendendo uma resina polifuncional, um ácido graxo ou derivado do mesmo, agindo como um diluente reativo e, opcionalmente, um agente de cura e/ou um ou mais aditivos, em que a resina compreende grupos funcionais capazes de reagir com carboxila ou grupos acil do ácido graxo ou derivados do mesmo, sobre o substrato e curar o revestimento por meio de ativação térmica. a invenção refere-se ainda à composição de revestimento líquido assim como a um substrato compreendendo um revestimento obtido por meio de ativação térmica de tal composição de revestimento.

Description

COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO LÍQUIDA, MÉTODO PARA A PRODUÇÃO

DE UM REVESTIMENTO SOBRE UM SUBSTRATO SÓLIDO E SUBSTRATO

SÓLIDO

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se ao uso de ácidos graxos e de seus derivados para a produção de revestimentos termicamente curados. Nos procedimentos de revestimento, de acordo com a presente invenção, a quantidade de solventes orgânicos voláteis nas composições de revestimento pode ser reduzida de maneira considerável com custos menores, assim como melhor desempenho ambiental do revestimento. O ácido graxo ou derivado funciona como um diluente reativo; inicialmente, como um solvente, por meio da redução da viscosidade e permitindo que o revestimento seja aplicado como um liquido sobre o substrato. Subseqüentemente, o diluente é incorporado na película de revestimento final por meio de uma reação química entre a carboxila ou grupo acil do diluente e grupos adequados na resina. O derivado de ácido graxo também pode ser usado para ajustar as propriedades mecânicas do revestimento, isto é, ser incorporado como um flexibilizador no revestimento termofixo. A invenção refere-se ainda a composições de revestimento que compreendem ácidos graxos ou derivados dos mesmos assim como substratos com revestimentos obtidos pela cura térmica de tais composições de revestimento.

Fundamentos da Invenção [002] Os revestimentos curados termicamente são cada vez mais usados industrialmente, particularmente na indústria de folha de metal pré-revestida que cresce rapidamente. As bobinas de aço são revestidas com uma ou mais camadas de revestimento e são vendidas como folha de metal pré-revestida para a indústria de construção, OEM e transporte. Uma camada do sistema de revestimento, com freqüência, é revestimento orgânico termicamente curado aplicado com técnicas de aplicação de cilindro. A aplicação é realizada normalmente com um revestimento liquido para formar uma película molhada, que então é curada termicamente em um forno de convecção. Um dos principais inconvenientes com esta técnica é que grandes quantidades de solventes orgânicos são necessárias para reduzir a viscosidade do revestimento de modo que ele possa ser aplicado sobre a bobina. Então, o solvente é evaporado durante a secagem e os vapores são incinerados para evitar emissões de solvente. 0 uso de solventes não é apenas um problema ambiental, mas também acrescenta um custo significativo ao revestimento desde que é preciso tomar cuidado de uma maneira ou de outra. Um aperfeiçoamento significativo seria obtido se, ao invés disso, o solvente pudesse ser incorporado no revestimento seco final. As mesmas razões acima podem ser aplicadas a outros revestimentos orgânicos curados termicamente onde os solventes são usados para ajustar a viscosidade. [003] As demandas com relação a um diluente reativo podem ser listadas, conforme a seguir: - Boa solvência do sistema de resina pretendido. - Baixa viscosidade. - Baixa volatilidade. - O diluente deve ter um grupo reativo que permita que ele seja incorporado na película seca. - o diluente reativo deve reagir sob as condições de cura pretendidas (temperatura, atmosfera, velocidade de cura, etc.) - o diluente reativo não deve introduzir propriedades físicas inapropriadas ao revestimento para a aplicação pretendida. [004] Um grupo de monômeros/moléculas que tem uma longa história em revestimentos orgânicos é de óleos vegetais e seus derivados (Derksen et al.). Estes monômeros são tradicionalmente usados em revestimento com secagem a ar, onde as insaturações nos ácidos graxos reagem via uma reação de oxidação para formar uma rede termofixa. Exemplos destes sistemas de secagem a ar são revestimentos de óleo de linhaça, e alcidos com secagem a ar. Outros sistemas de ácido graxo são baseados em outros grupos funcionais tais como grupos hidroxila em óleo de mamona. [005] O uso de ésteres de ácido graxo como diluentes reativos de modo a reduzir ou substituir completamente os solventes orgânicos voláteis nos revestimentos foi descrito anteriormente em muitos pedidos de patente. [006] Em EP 685543 DE 3803141, DE 3701410, ésteres de ácidos graxos insaturados e diversos álcoois são usados como diluentes reativos. Em DE 4129528 e EP 357128, os diluentes reativos consistem de ésteres de acido graxo de diversos álcoois de éter alquil não saturado. EP 305007 e EP 305006 empregam um éster que consiste tanto de um ácido graxo não saturado quanto de parte de álcool não saturado como um diluente reativo. GB 2190672 usa um diluente reativo que combina ácidos graxos não saturados com alil polióis não saturados em um éster. Embora estes relatórios reivindiquem o uso de diluentes reativos em uma série sistemas de aglutinantes e resinas, em todos estes casos a incorporação do diluente reativo é obtida via uma reação de ligações não saturadas no diluente com o aglutinante e as moléculas do reagente. A reação é tipicamente curada por secagem ao ar. [007] Em DE 19533168 e US 4.877.838, os diluentes reativos consistem de ésteres contendo grupos epóxidos reativos no ácido graxo ou na parte de álcool. Nestes casos, a reação do diluente com o sistema de revestimento em uma reação de abertura de anel entre o diluente e os grupos hidroxila reativos na resina e no diluente. [008] Em US 4.477.534, a resina contém ésteres de ácido graxo não saturado e o diluente reativo, um éster de oxazolino de vinil com secagem ao ar. O diluente reage em ar com as ligações não saturadas na resina. [009] Os derivados de ácido graxo também têm sido relatados em diversas patentes relacionadas a revestimentos curáveis por calor. Em JP 09137078, ésteres de ácidos graxos conjugados não saturados e álcoois poli-hidricos são usados como uma base para tintas que reivindica ser curável por calor ou luz. A cura acontece por meio da reação dos grupos de ácido graxo não saturado. De modo similar, em BE 805300, grupos de ácido graxo não saturado são usados no aglutinante. A cura acontece a uma temperatura elevada através da reação entre os ácidos graxos não saturados. [010] Diversos inventores relatam o uso de ésteres de ácido graxo em resinas epóxi em sistemas de cura por calor. JP 08325509 utiliza uma resina epóxi termofixa que pode ser dispersa na água contendo ácidos graxos e grupos hidroxila P-ligados para obter um revestimento adequado para metais. JP 63248869 utiliza uma resina epóxi obtida por meio da reação de compostos de epóxi com ácidos graxos. A resina é adequada para impressão sobre metais. Em ambos os relatórios, o ácido graxo é incorporado na resina antes da aplicação sobre a superfície. A cura acontece via polimerização radical de pré-polímeros não saturados na resina e endurecedores contendo amina. US 4.962.179 relata uma abordagem diferente utilizando ácido graxo modificado por epóxidos na forma de óleos vegetais epoxidizados. 0 revestimento cura quando do aquecimento através da reação entre o grupo epóxidos do ácido graxo com aminas na formulação de revestimento. [011] Em DD 257442, o teor de solvente do revestimento é reduzido por meio da modificação do aglutinante alquídio por um derivado de éster de ácido graxo diciclopentadieno.

Em US 4.100.046, o grupo cicloalquenil é adicionado a um ácido graxo para obter um aglutinante curável por calor. Em ambos os relatórios, o ácido graxo é incorporado na resina antes da aplicação e não usado como diluente no sistema. A reação de cura acontece por meio da reação de grupos de cicloalquenil não saturados. [012] Em JP 2000212483, um éster de poliglicerina de ácidos graxos é adicionado a uma tinta aquosa. O éster não reduz a viscosidade (isto é, age como um diluente) ou toma parte na cura do revestimento. [013] Também têm sido usados ésteres de ácido graxo em revestimentos de pó curáveis por calor. Em NL 1009354, éster de ácido graxo não saturado é usado para melhorar a adesão e a aparência após a cura. Em JP 06345822, uma resina de pó de flúor contém ésteres de ácido graxo e álcool vinil não saturado. Em nenhum destes exemplos o éster de ácido graxo age como um diluente reativo, já que os revestimentos são sólidos e não líquidos. [014] Estes exemplos demonstram a necessidade de encontrar caminhos para reduzir o uso de solventes em revestimentos. Também mostra o grande interesse em ésteres de ácido graxo como um ingrediente nas formulações de tinta. Quando são usados ácidos graxos como a parte reativa das formulações, é como compostos não saturados capazes de curar com ar ou como epóxidos que reagem com outros componentes na formulação.

Sumário da Invenção [015] O conceito da invenção é substituir ou, pelo menos, reduzir de maneira considerável a quantidade de solventes de evaporação em revestimentos líquidos curados termicamente por meio do uso de ácido graxo ou de derivado de ácido graxo como diluentes reativos. [016] A presente invenção emprega uma reação significativamente diferente de sistemas descritos anteriormente quando eram usados derivados de ácido graxo como diluentes reativos. A presente invenção descreve o uso da carboxila ou do grupo acil de um éster de ácido graxo ou um derivado do mesmo, como o sítio reativo quando o diluente é reagido na rede. O derivado de ácido graxo é, de preferência, uma amida, um anidrido ou um éster, em particular, um éster alquil, de um ácido graxo. A carboxila ou o grupo acil é reagido quimicamente com a resina de revestimento para formar uma parte integrada da película seca. Reações químicas envolvendo ácido carboxílico ou seus ésteres são muito adequadas para cura termicamente ativada e uma alta taxa de reação pode ser obtida a altas temperaturas. [017] Os derivados de ácido graxo têm uma longa história em revestimentos e a sua incorporação nas resinas de revestimento via esterificação/transesterificação é bem documentada. No entanto, o uso destas reações sempre é realizada durante a síntese da resina em reatores químicos. A presente invenção emprega química análoga, mas com a diferença que esta reação é realizada após a formulação de revestimento ter sido aplicada como uma película fina sobre um substrato. Isso permite que os derivados de ácido graxo sejam usados como um redutor de viscosidade na formulação de revestimento, reduzindo assim a necessidade de solventes convencionais. [018] As invenções descritas anteriores que utilizam derivados de ácido graxo como diluentes reativos, todas empregam outros grupos funcionais e mecanismos de secagem do que as reações apresentadas nesta invenção. [019] A maneira mais comum é usar ácidos graxos não saturados, que reagem com oxigênio atmosférico sob condições ambientes para formar uma película seca (por exemplo, em EP 685543). Isso é normalmente chamado de revestimentos de "secagem ao ar". Esta abordagem é limitada a ácidos graxos não saturados onde o grupo alqueno no ácido graxo torna possível uma reticulação oxidante. A presença de oxigênio atmosférico também é necessária para a cura. A secagem ao ar é normalmente considerada como sendo um processo de cura algo lento não adequado para revestimentos industriais onde a alta taxa de processamento é importante. [020] Os diluentes reativos baseados em ácidos graxos com outros grupos funcionais também foram descritos anteriormente em sistemas curáveis termicamente e por radiação. Estes são, por exemplo, ácidos graxos com grupos hidróxi-, epóxi- ou acrilato anexados à cadeia de carbono do ácido graxo. Os ácidos graxos hidroxifuncionais existem, por exemplo, no óleo de mamona, onde o grupo hidroxila está situado no 12° carbono no ácido ricinoleico. Os grupos epóxi são normalmente introduzidos por oxidação de grupos alqueno em ácidos graxos não saturados e acrilatos por meio de modificação química do grupo hidróxi no ácido ricinoleico. Os diluentes reativos baseados nestas estruturas podem ser usados em sistemas de revestimento mas existem diversos inconvenientes em comparação com a presente invenção. [021] Normalmente, os ácidos graxos estão presentes como misturas onde uma fração dos ácidos graxos tem o grupo funcional possível para reagir quimicamente com a reação de cura pretendida. Os derivados de ácido graxo não reagido podem migrar para superfície do revestimento e causar mudanças nas propriedades com o tempo. Isso é válido para todos os diluentes reativos mencionados anteriormente baseados em derivados de ácido graxo com grupos reativos presentes na cadeia de carbono, mas não para a presente invenção, já que todos os diluentes reativos, de acordo com a invenção, contêm um grupo carboxila ou acil funcional.

Uma conversão química, tal como acrilacao, é normalmente acompanhada com um aumento no peso molecular e polaridade que aumenta a viscosidade. Uma finalidade de um diluente reativo é reduzir a viscosidade do sistema para permitir que a tinta seja aplicada como uma película fina sobre um substrato porque este é um efeito colateral negativos destes sistemas. A presente invenção é baseada em diluentes reativos que não sofrem deste inconveniente. [022] As vantagens da presente invenção podem ser resumidas conforme a seguir: [023] Todos os ésteres alquil de ácido graxo contêm um grupo reativo, isto é, misturas de ácidos graxos podem ser usadas enquanto retêm uma funcionalidade de um. O risco de frações não reagidas de ácidos graxos no revestimento é, conseqüentemente, fortemente reduzido. [024] Os ésteres alquil são, de preferência, monofuncionais e só podem ser reagidos com as resinas polifuncionais, assim, todos os diluentes contribuem para produzir uma rede termofixa. O uso de triglicerideos muda isso, mas a viscosidade também é mais alta neste caso. [025] O diluente reativo pode ser reagido com qualquer resina de revestimento que tenha um grupo funcional que seja reativo na direção de um ácido carboxilico ou éster seu. [026] A reatividade é adequada para sistemas de revestimento curados termicamente a altas temperaturas e curto tempo, já que esterificações/transesterificações podem ser muito rápidas a altas temperaturas. [027] Os ácidos graxos de alquil têm baixa viscosidade e baixa volatilidade, tornando-os adequados como redutores de viscosidade para revestimentos líquidos. [028] Adicionalmente, o derivado de ácido graxo pode ser usado para ajustar a flexibilidade do revestimento. [029] O oxigênio atmosférico não afeta a reação de cura descrita.

Descrição Detalhada da Invenção [030] A invenção é baseada em dois ou opcionalmente, três componentes de formação de película A, B e C que, juntos, podem ser formulados para um revestimento líquido curável termicamente. O componente A é uma resina de revestimento polifuncional de formação de um termofixo, por si só ou junto com um agente de cura, B quando da ativação por calor. Exemplos de tais resinas (componente A) são resinas de alquil, resinas de poliéster, resinas de poliacrilato ou resinas de polimetacrilato com grupos funcionais hidroxila, ácido carboxílico ou epóxi adequados para reações de reticulação. Resinas fenólicas e de amina são outros exemplos. Os agentes de cura (componente B) são tipicamente compostos de amina tais como agentes de cura hexametoximetilolmelamina ou epoxifuncionais tais como bis- fenol-A-diglicidil éter ou triglicidilisocianurato (TGIC).

Outros agentes de cura podem ser reticuladores fenólico-, hidroxila-, amina-, carboxilato ou isocianato-funcionais capazes de reagir com o componente A. O componente C é um diluente reativo capaz de reagir com A e/ou B para formar uma parte integrada da película seca quando da ativação por calor. O componente C é um ácido graxo, saturado ou insaturado, ou derivado de ácido graxo, em particular, um éster, anidrido ou amida, onde o grupo carboxila é o grupo funcional capaz de reagir com o componente A e/ou B. Em adição aos grupos carboxílico ou acil usados para reações, de acordo com a presente invenção, o componente C pode conter outros grupos funcionais que participam, até certo ponto, na reação com outros componentes na composição. A temperatura ambiente, o componente C é um líquido, tem uma baixa viscosidade e não é volátil. A função de C é reduzir a viscosidade do revestimento de tal modo que ele possa ser aplicado como um revestimento liquido sobre um substrato com quantidade reduzida de solventes orgânicos convencionais que evaporam sob secagem. A demanda de baixa viscosidade limita o comprimento da cadeia de carbono do ácido graxo ao máximo de 22 carbonos. 0 éster pode ser um éster multifuncional, tal como um alquil éster, por exemplo, um metil, isopropil, etil éster ou um éster polifuncional, tal como um glicerol éster, de ácidos graxos. [031] O revestimento é formulado em razões apropriadas de componentes A, B e C junto com outros componentes tais como co-solventes, pigmentos, catalisadores e outros aditivos, incluindo partículas sólidas, para formar uma tinta molhada com uma viscosidade adequada para aplicação de película molhada tal como uma aplicação com rolo. Os componentes A, B e C devem ser selecionados de tal modo que a separação de fase seja evitada durante o processo de cura. Em uma modalidade preferida da invenção, uma resina de uma funcionalidade relativamente alta (OH > 3 mol/mol) e ainda uma baixa polaridade, é usada como componente A e éster metil de óleo de semente de colza (RME) é usado como componente C. Então, o revestimento é aplicado sobre um substrato e curado por ativação térmica. Substratos adequados para o revestimento são qualquer material que possa sustentar uma cura ativada por calor. Um substrato típico é uma superfície de metal, opcionalmente pré- tratada, por exemplo, com zinco ou fosfato, de modo a introduzir resistência à corrosão assim como as propriedades adesivas desejadas. Tal exemplo é modificação da superfície de uma bobina de aço, que é revestida com uma composição de revestimento usando um aplicador de rolo, e curada a temperaturas acima de 200°C. Uma temperatura preferida de forno no presente é pelo menos 100°C, mais de 200°C e em particular, mais de 250°C. Uma maneira preferida de usar a invenção está no revestimento de uma bobina de folha de aço realizado em um forno tendo uma temperatura ao ar de 30 0°C e a uma temperatura de substrato máxima de 240°C. No entanto, a temperatura requerida em uma aplicação específica dependerá do catalisador presente na composição, assim como de quanto tempo a dita composição é submetida às condições de cura. Isso pode ser determinado facilmente pela pessoa versada na técnica em uma dada situação. [032] A temperatura e o tempo de cura têm que ser selecionados de tal modo que a volatilidade do componente C a esta temperatura não seja significativa. Como um exemplo, a volatilidade de RME foi verificada tanto por si (pura) e como parte de uma formulação de revestimento ao mesmo tempo em que se aumentava lentamente a temperatura (até 300°C) .

Na temperatura típica do substrato (240°C) , 23% do RME puro tinha evaporado. A 300°C, todo o RME líquido tinha desaparecido, mas apenas 50% do RME no produto formulado. A quantidade de componente C que evapora depende da taxa relativa de reatividade com a resina (componente A) e a atmosfera, assim como da estabilidade da fase da formulação e da volatilidade. Uma reação rápida com a resina impede a evaporação. As reações rápidas podem ser conseguidas por meio do uso de catalisadores, de funcionalidade mais alta na resina e um contato de fase melhor entre os componentes na formulação. Quando as mesmas medições foram repetidas em uma atmosfera de nitrogênio, valores similares foram obtidos. Isso indica que sob estas condições, o RME não é incorporado principalmente através de reações oxidantes conforme descrito em EP 685543, DE 3803141, DE 3701410, etc. Em adição, um éster saturado (estearato de metil) foi usado ao invés de RME. Este éster não pode sofrer reações oxidantes, mas ainda exibiu uma incorporação na película final até certo ponto similar a misturas com RME. [033] A incorporação do derivado de ácido graxo também foi notada na mudança das propriedades do revestimento.

Formulações com quantidade crescente de RME foram aplicadas sobre superfície de aço e curadas sob condições normais de cura (temperatura ao ar de 300°C, 37 segundos, temperatura final do substrato de 240°C) . As películas obtidas desta maneira mostraram uma queda em Tg de 45°C a 35°C conforme a quantidade de RME adicionada foi aumentada de 0 para 10%.

Para assegurar que o RME não estava presente como produto não reagido, as películas foram extraídas com hexano e o extrato foi pesado e analisado para ésteres de metil de ácido graxo. As diferenças na quantidade extraída dos revestimentos livres de RME e aqueles contendo até 15% de RME mostraram que apenas 10% do diluente não tinha reagido com a película. Uma quantidade ainda menor de éster não reagido pode ser conseguida por meio da escolha de diferentes catalisadores, resinas ou condições de cura. [034] Neste estágio, foram obtidos os melhores resultados com uma composição de revestimento, em que a resina é um poliéster hidrofuncional com uma funcionalidade de pelo menos 3 OH, o agente de cura um hexametoximetil melamina e o diluente reativo, um éster metil de óleo de colza. A composição de revestimento foi aplicada a uma superfície de aço e a cura foi realizada a 300°C por 37 segundos. [035] Sendo assim, a invenção, em um primeiro aspecto, refere-se a um método para a produção de um revestimento sobre um substrato sólido compreendendo as etapas de: aplicar uma composição de revestimento líquido compreendendo uma resina polifuncional, um ácido graxo ou derivado do mesmo e opcionalmente um agente de cura e/ou um ou mais aditivos. em que a resina compreende grupos funcionais capazes de reagir com carboxila ou grupos acil do ácido graxo ou derivado do mesmo, sobre o substrato, e curar o revestimento por ativação térmica. [036] Adicionalmente, a invenção refere-se a um substrato sólido tendo um revestimento produzido de acordo com um método que compreende as etapas de: aplicar uma composição de revestimento líquido compreendendo uma resina polifuncional, um ácido graxo ou derivado do mesmo e, opcionalmente, um agente de cura e/ou um ou mais aditivos, em que a resina compreende grupos funcionais capazes de reagir com carboxila ou grupos acil do ácido graxo ou derivados do mesmo, sobre o substrato, e curar o revestimento por ativação térmica. [037] Em uma modalidade da invenção, o revestimento produzido sobre um substrato é liberado do substrato pelo que é formada uma película fina. Neste caso, a superfície do substrato e o revestimento curado tem diferença na energia superficial que impede a adesão à superfície, enquanto a coesão na película é forte o suficiente para impedir a ruptura conforme ela é liberada do substrato. [038] De acordo com um outro aspecto da invenção, uma composição de revestimento líquido é proporcionada, capaz de curar por ativação térmica. A composição compreende: uma resina polifuncional, um ácido graxo ou derivado do mesmo e, opcionalmente, um agente de cura e/ou um ou mais aditivos, em que a resina compreende grupos funcionais capazes de reagir com carboxila ou grupos acil do ácido graxo ou derivado do mesmo.

Exemplos Exemplo 1 Materiais [039] poliéster hidroxifuncional: Valor ácido: 8 mg KOH/g de resina, 0,14 mmol de ácido/g resina Valor de hidroxila: 121 mg de KOH/g de resina, 2,15 mmol de OH/g de resina Tg: -6°C

Peso molecular, Mn: 1530 g/mol 70% de teor seco (w/w), solvente: Solvesso 100 (CAs- nr: 64742-95-6, estrutura ramificada Funcionalidade (mole/moles de resina): 3,3 OH, 0,2 ácido Fornecido por: Akzo Nobel Nippon Paint AB, Gamlebyn, Suécia [040] B) Hexametóxi metil melamina (HMMM): Ci5N606H3o Peso molecular: 390 g/mol Funcionalidade: 6 Fornecido por: Akzo Nobel Nippon Paint AB [041] Cl) Esteres de metil de éster graxo (FAME) C19O2H36 (metil éster de óleo de semente de colza, metil oleato, metil estearato, etc.) Peso molecular: 296 g/mol Funcionalidade: 1 Fornecido por Svenska Lantmánnen, nome comercial: RME [042] C2) Esteres de metil de éster graxo (FAME): C19O2H38 (estearato de metil) Peso molecular: 298, 5 g/mol Funcionalidade: 1 Adquirido por Lancaster Catalisador: ácido p-dodecil benzil sulfônico (DDBSA) Mistura 1 A. mistura de poliéster (70% teor seco) 121,4 g 183,3 mmol OH B. HMMM 15 g 230,8 mmol metilol Cl. RME 0 g 0 mml DDBSA 1,36 g Total 137,76 g (73,6% teor seco) Mistura 2 [043] Como a mistura 1 mas 5 g (16,9 mmol éster) de Cl (RME) adicionado.

Mistura 3 [044] Como a mistura 1 mas 10 g (33,8 mmol éster) de Cl (RME) adicionado.

Mistura 4 [045] Como a mistura 1 mas 15 g (50,7 mmol éster) de Cl (RME) adicionado.

Mistura 5 [046] Como a mistura 1, mas 6 g (20,1 mmol éster) de C2 (MSt) adicionado.

Aplicação e Cura [047] A mistura foi aplicada sobre um substrato de aço (0,6 mm de espessura) com um aplicador de barra de fio de 16 «m para dar uma espessura de película seca de 10 «m.

Então·, o revestimento foi curado por 37 segundos em um forno a 300°C e então foi rapidamente resfriado em água fria. Uma temperatura de pico de metal (PMT) de 241°C foi obtida para o revestimento. O revestimento final tinha alto brilho, boa adesão e dureza a lápis Η. O revestimento da mistura 4 foi ligeiramente amarelado, ao contrário das películas da mistura 1 a 3 e 5, que não mostraram amarelamento. Estas propriedades foram compatíveis com as propriedades de um revestimento preparado usando solventes orgânicos voláteis ao invés de FAME.

Teste de Propriedades Mecânicas [048] As propriedades mecânicas foram determinadas com um instrumento TA DMA Q 800 em película pendendo livremente em modo de tração. As películas pendendo livremente foram obtidas por meio de corte de tiras dos revestimentos e por remoção delas da folha de metal com um escalpo. O módulo de tração e transição vítrea foi determinado para películas curadas com base nas misturas 1 a 3. As Tg's foram determinadas pelo começo de queda no módulo onde 4 5, 35, 30UC para películas das misturas 1, 2 e 3, respectivamente.

Isso mostra que uma quantidade crescente de RME amolece as películas e desloca as Tg's para valores mais baixos e que a quantidade de RME pode ser usada como uma ferramenta para ajustar a Tg do revestimento curado.

Ensaio de FAME não Reagido no Revestimento [049] Tiras dos revestimentos foram extraídas com n- hexano. O extrato foi evaporado e o resíduo foi recuperado. A quantidade de extrato era muito baixa, aproximadamente 0, 1 mg/mg de revestimento. O extrato foi analisado usando cromatografia gasosa para identificar FAME nào reagido e ácidos graxos. Na Tabela 1, a quantidade de FAME e de ácidos graxos como uma porcentagem {w/w) de tira de revestimento é apresentada. [050] A quantidade indica que ca 101 de FAME na formulação não reagiu.

Exemplo 3 [051] De modo a verificar que o FAME não foi perdido através da evaporação durante o processo de cura, a perda de peso foi monitorada durante o aquecimento usando Análise Gravimétrica Térmica (TGA - Therraal Gravimetric Analysís).

Nesta configuração, o aumento na temperatura e a convecção do ar a partir das condições de revestimento de bobina reais nào puderam ser exatamente copiadas. No instrumento, a temperatura foi aumentada de 3 0°C para 3 0 0°C a uma taxa de 20GC/minuto, a amostra foi subseqüentemente deixada por 5 minutos a 3QQ°C. Um fluxo baixo de ar ou de nitrogênio foi passado sobre a amostra. Uma alíquota de aproximadamente 30 mg da formulação foi colocada em um cadinho de alumina com uma área superficial de 1,5 mm''. [052] Misturas 1 a 4 como no Exemplo 1. [053] Mistura 6: Como a mistura 1 mas [33,5 mmol de Ester) de C2 (MSt) adicionados. [054] A perda de peso registrada é devida a diversos processos: (i) evaporação do solvente no poliéster, (i i} ruptura térmica do poliéster, <iii) evaporação do FAME. Na Tabela 2 a perda de peso (como % w/w da mistura total) após a subtração do peso atribuível ao solvente é apresentada [055] Estas medições indicaram que um RME puro a 300eC tinha evaporado completamente da superfície do metal. Na formulação com poliéster, aproximadamente 50% do RME permanece no revestimento a esta temperatura. A 24 0<:C, que é a PMT típica para revestimento de bobina, aproximadamente 75% do RME permanece na formulação. [056] Na Tabela 3, a perda de peso (como % w/w) na cura em atmosfera de nitrogênio após a subtração da perda atribuível ao solvente é apresentada. [057] As diferenças entre as medições em nitrogênio e ar sào muito pequenas, indicando· que as reações oxidantes não sào uma maneira predominante para FAME ser incorporado na película.

Exemplo 3 Materiais [058] Poliéster hidroxifuncional: Valor ácido: 8 - 12 mg KOH/g de resina => 0, 14 iramol de ácido/g resina Valor de hidroxila: 120 mg de KOH/g de resina => 2,14 mmol de OH/g de resina Tg = -6°C

Mn: 2500 g/mol 60% de teor seco (w/w), solvente: xileno Estrutura ramificada Funcionalidade: 5,3 OH, 0,5 ácido Fornecido por: Beckers Industrial Coatings [059] B) Hexametoxi metil melamina (HMMM): C? [,Ν ¢0^3(:, Peso molecular: 390 g/mol Funcionalidade: 6 Fornecido por: Becfcers Industrial Coatings [060] C3) ésteres de metil de êster graxo (FAME) Ci90?H36 (metil linoleato, metil oleato, etc.) Peso molecular: 296 g/mol Funcionalidade: 1 Fornecido por Svenska Lantmânnen, Nome comercial: Linutinâ Catalisador: ácido sulfúrico Composição Mistura de poliéster 7,55 g 9,7 mraol OH (60% de teor seco) HMMM 1,25 g 19,2 mmol de metilol FAME 0,52 g 1,76 mmol éster Catalisador 0,024g Total 9,34 g (67,7% teor seco) Aplicação e Cura [061] A mistura foi aplicada sobre um substrato de aço croraado (0,6 mm de espessura) com um aplicador de fio de 16 ocm para dar uma espessura de película seca de 10 «m. Então, o revestimento foi curado por 37 segundos em um forno a 300ÜC e então foi rapidamente resfriado em água fria. Uma temperatura de pico do metal (PMT) de 241 °C foi obtida para o revestimento. Teor final de FAME no revestimento foi aproximadamente 8% (w/w). O revestimento final tinha alto brilho, boa adesão, não amarelado e dureza a lápis H. Estas propriedades foram comparáveis às propriedades de um revestimento preparado usando solventes orgânicos voláteis ao invés de FAME.

Referência [062] Derksen, J.T.P, F.P. Cuperus, e P.Kolster, Renewable resources in coatings technology: a review.

Claims (14)

1. Composição de revestimento liquida, capaz de curar por ativação térmica, caracterizada por compreender: uma resina polifuncional, um ácido graxo ou derivado do mesmo e, opcionalmente, um agente de cura e/ou um ou mais aditivos, em que a resina compreende grupos funcionais capazes de reagir com carboxila ou grupos acil do ácido graxo ou derivados do mesmo.

2. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da resina polifuncional ser um alcido, poliéster, poliacrilato, polimetacrilato, fenólica ou resina amino.

3. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato do agente de cura ser um composto amino, um composto epoxifuncional, um fenólico, hidroxila, amina, carboxilato ou reticulador funcional de isocianato.

4. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o composto amino é hexametoximetilolmelamina.

5. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o composto epoxifuncional é bis-fenol-A-diglicidil éter ou triglicidilisocianurato.

6. Composição de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato do derivado de ácido graxo ser um éster monofuncional ou um éster polifuncional.

7. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o éster monofuncional é um alquil éster.

8. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o alquil éster é um metil éster.

9. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o éster polifuncional é um glicerol éster.

10. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato do ácido graxo ou derivado do mesmo ter um comprimento de cadeia de carbono de não mais do que 22 átomos de carbono.

11. Método para a produção de um revestimento sobre um substrato sólido caracterizado por compreender as etapas de: aplicação da composição de revestimento liquida, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, sobre o substrato, e curar o revestimento por ativação térmica.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato do substrato ser uma superfície de metal, opcionalmente pré-tratado para ser resistente a corrosão e adesivo à composição de revestimento.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato do substrato é uma superfície de aço.

14. Substrato sólido caracterizado por ter um revestimento produzido de acordo com o método como definido em qualquer uma das reivindicações de 11 a 13.