BRPI0709098A2 - revestimento de camada de transparente com resina de siloxano funcional de carbinol - Google Patents
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Abstract
REVESTIMENTOS DE CAMADA TRANSPARENTE COM RESINA DE SILOXANO FUNCIONAL DE CARBINOL. A presente invenção refere-se a uma composição de revestimento de camada transparente que contém um material de formação de película funcional de carbamato, uma resina de siloxano não-linear, funcional de carbinol, e um agente de reticulação de aminoplasto. A composição de revestimento transparente fornece excelente adesão de reparo por cozimento elevado de uma camada de revestimento de reparo sobre o revestimento de camada transparente.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "REVESTI-MENTOS DE CAMADA TRANSPARENTE COM RESINA DE SILOXANOFUNCIONAL DE CARBINOL".
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se às composições de revestimento
industrial e automotivo, particularmente para revestimentos de topo ou re-vestimentos formando a camada mais externa de revestimentos de compósi-to.
Antecedentes da Invenção
Revestimentos de compósito de base de camada transparentesão amplamente utilizados na técnica de revestimentos e são notáveis parabrilho desejável, intensidade de cor, nitidez de imagem e/ou efeitos metáli-cos especiais. Sistemas de compósito são particularmente utilizados pelaindústria automotiva para obter efeitos visuais vantajosos, especialmente umgrau elevado de claridade. Entretanto, um grau elevado de claridade no re-vestimento transparente torna mais fácil observar defeitos.
Materiais contendo silício foram introduzidos em composições derevestimento para aumentar a resistência de revestimentos ao dano e ranhu-ra da superfície. Uma camada de revestimento com materiais contendo silí-cio pode ter adesão pobre com camadas de revestimento subseqüentemen-te aplicadas, entretanto, devido à baixa tensão de superfície produzida pelosátomos de silício. Geralmente, quando os materiais contendo silício são adi-cionados à camada de revestimento externa para resistência à ranhura edano, é contemplado que nenhuma outra camada de revestimento será apli-cada sobre esta camada de revestimento externa. Algumas vezes torna-senecessário aplicar uma outra camada, entretanto, tal como quando um defei-to no revestimento externo deve ser reparado aplicando-se uma camada derevestimento de reparo. Um reparo bem-sucedido requer boa adesão dacamada de revestimento de reparo à camada de revestimento subjacente,que pode ser comprometida quando a camada de revestimento subjacenteinclui materiais contendo silício. Etapas extras devem então ser empregadaspara assegurar boa adesão da camada de reparo, por exemplo, lixar e Iimpar o revestimento subjacente antes de aplicar a camada de revestimento dereparo.
Sumário da Invenção
A presente invenção fornece uma composição de revestimentode camada transparente contendo um material de formação de película fun-cional de carbamato, uma resina de polissiloxano não-linear, funcional decarbinol, e um agente de reticulação de aminoplasto. Em outro aspecto, ainvenção fornece um método de realizar um reparo por cozimento elevadode um revestimento de camada transparente automotivo, aplicando-se acomposição de revestimento de camada transparente da invenção em umacamada de revestimento transparente, restabelecendo a camada de reves-timento transparente aplicada, e aplicando e restabelecendo uma segundacamada de revestimento transparente.
Os revestimentos transparentes da invenção fornecem excelenteresistência à ranhadura, ao mesmo tempo que têm excelente adesão às ca-madas de revestimento de reparo de cozimento elevado, sem uso de prepa-rações especiais ou camadas iniciadoras.
"Um" e "uma", como utilizado aqui, indicam que "pelo menos um"do item está presente; uma pluralidade de tais itens pode estar presente,quando possível. "Cerca de", quando aplicado a valores, indica que o cálculoou a medição permite alguma imprecisão leve no valor (com algum métodopara exatidão no valor; aproximadamente ou razoavelmente próximo ao va-lor; quase). Se, por alguma razão, a imprecisão fornecida por "cerca de" nãofor de outra maneira entendida na técnica com este significado comum, en-tão "cerca de", como utilizado aqui, indica uma variação possível de até 5 %- no valor.
Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas
A seguinte descrição da(s) modalidade(s) preferida(s) é natural emeramente exemplar e não é de nenhuma maneira destinada a limitar a in-venção, sua aplicação, ou usos.
As composições de revestimento de camada transparente dainvenção incluem um material de formação de película funcional de carba-mato, uma resina de siloxano não-linear, funcional de carbinol, e um agentede reticulação de aminoplasto.
A resina de siloxano funcional de carbinol inclui uma estrutura
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em que R é um radical hidrocarbila tendo três carbonos. É contemplado queesta estrutura pode ser formada por reação de um alceno com um siloxano,por exemplo, com um catalisador de platina. A resina de siloxano funcionalde carbinol tem uma estrutura de treliça tridimensional em que certos átomosde silício são ligados com três ou mais átomos de oxigênio. A resina de silo-xano preferivelmente inclui pelo menos cerca de 20 por cento em mol, prefe-rivelmente cerca de 20 a cerca de 80 por cento em mol de unidades mono-méricas tendo uma estrutura
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Em certas modalidades, o peso molecular médio do peso da re-sina de siloxano não-linear, funcional de carbinol pode ser entre 1000 e200.000, preferivelmente entre 1000 e 80.000. Em certas modalidades prefe-ridas, o peso molecular médio do peso do siloxano não-linear, funcional decarbinol é pelo menos cerca de 2500, preferivelmente pelo menos cerca de3000. Também em certas modalidades, o peso molecular médio do peso daresina de siloxano funcional de carbinol pode ser até cerca de 30.000, prefe-rivelmente até cerca de 28.000.
Os por cento em mol de unidades de siloxano, tendo funcionali-dade carbinol são uma outra consideração. Em certas modalidades, de cer-ca de 5 a cerca de 25 por cento em mol de unidades de siloxano têm funcio-nalidade carbinol. Também em certas modalidades, pelo menos 5 por centoem mol de unidades de siloxano têm funcionalidade carbinol. Ainda outra,até cerca de 25 por cento em mol, preferivelmente até cerca de 20 por centoem mol de unidades de siloxano têm funcionalidade carbinol.
A resina de siloxano não-linear, funcional de carbinol pode serinclusa na composição de revestimento de camada transparente em umaquantidade de pelo menos cerca de 0,1 por cento em peso, preferivelmentepelo menos cerca de 0,2 por cento em peso, com base em materiais de for-mação de película (veículo não-volátil ou fixo). Em certas modalidades, aresina de siloxano funcional de carbinol pode ser inclusa na composição derevestimento de camada transparente em uma quantidade de 0,1 a cerca de20 por cento em peso, preferivelmente de 0,1 a cerca de 5 por cento em pe-so, com base em materiais de formação de película (veículo não-volátil ou fixo).
O material de formação de película funcional de carbamato podeincluir um polímero acrílico tendo grupos carbamato. Um grupo carbamato,de acordo com a invenção pode ser representado pela estrutura
<formula>formula see original document page 5</formula>
em que R1 é H ou alquila. Preferivelmente, R1 é H ou alquila de 1 a cerca de4 átomos de carbono, e mais preferivelmente R1 é H (um carbamato primário).
Em geral, um polímero acrílico com grupos carbamato pode serpreparado de duas maneiras. Primeiro, o polímero acrílico com grupos car-bamato pode ser preparado por polimerização utilizando-se um monômerotendo um grupo carbamato. Em segundo lugar, o polímero acrílico pode serpreparado por polimerização de um monômero tendo funcionalidade quepode ser convertida em ou aduzida com funcionalidade carbamato após po-limerização. Qualquer um dos métodos descritos na Patente dos EstadosUnidos N9 6.160.058, a descrição da qual é incorporada aqui por referência,pode ser utilizado.
No primeiro método, o polímero acrílico é preparado por polime-rização de um monômero tendo um grupo carbamato. Por exemplo, Patentedos Estados Unidos Ns 5.412.049, incorporada aqui por referência, descrevepolimerização do produto de reação de um éster de metacrilato de hidroxilade um composto carbamato de hidroxialquila.
Em outra modalidade do primeiro método, o polímero acrílicopode ser polimerizado com um monômero de β-hidróxi carbamato tendo aestrutura
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em que cada R é hidrogênio ou um R é hidrogênio e o outro R émetila; η é de 1 a cerca de 4, preferivelmente 1; e um de Y e Z é OH e o ou-tro de Y e Z é um grupo carbamato ou uréia como anteriormente definido.Em uma síntese típica de um tal monômero, os cinéticos de reação produ-zem um produto que é uma mistura dos compostos em que Y é hidroxila e Zé hidroxila. Quando Y é o grupo hidroxila, o monômero também fornece umgrupo hidroxila secundário para o polímero acrílico.
Uma maneira de preparar um monômero de β-hidróxi carbamatodesta estrutura é por reação de um grupo glicidila contendo monômero poli-merizável, primeiro com dióxido de carbono para converter o grupo oxiranoem um grupo carbonato cíclico, e em seguida com amônia ou uma aminaprimária para converter o grupo carbonato cíclico em um grupo β-hidróxicarbamato. Exemplos de monômeros polimerizáveis contendo grupo oxiranoadequados incluem, sem limitação, acrilato de glicidila, metacrilato de glicidi-la, crotonato de glicidila, e alil glicidil éter. Grupos oxiranos podem ser con-vertidos em grupos carbamatos, primeiro convertendo-se em um grupo car-bonato cíclico por reação com CO2. Isto pode ser feito em qualquer pressãoda atmosférica até pressões de CO2 supercríticas, porém é preferivelmentesob pressão elevada (por exemplo, 4,2184 - 10,54 kg/cm2(60-150psi). Atemperatura para esta reação é preferivelmente 60-150°C. Catalisadoresúteis incluem qualquer um que ative um anel de oxirano, tal como amina ter-ciária ou sais quaternários (por exemplo, brometo de amônio de tetrametila),combinações de haletos de organoestanho complexos e haletos de fosfôniode alquila (por exemplo, (CH3)3SnI, Bu4SnI, Bu4PI1 e (CH3)4PI), sais de po-tássio (por exemplo, K2CO3, Kl) preferivelmente em combinação com éteresde coroas, octoato de estanho, octoato de cálcio, e similares. O grupo car-bonato cíclico é reagido com amônia ou uma amina primária. A amina primá-ria preferivelmente tem até quatro carbonos, por exemplo, metil amina. Pre-ferivelmente, o carbonato cíclico é reagido com amônia. A amônia pode seramônia aquosa (isto é, NH4OH). O anel de reação abre o carbonato cíclicopara formar um monômero β-hidróxi carbamato.
Outro método de preparar um monômero funcional de carbama-to é por reação de um monômero etilenicamente insaturado, funcional dehidróxi com ácido ciânico, que pode ser formado pela decomposição térmicade uréia ou ácido cianúrico. Um outro método é por reação de um monômeroetilenicamente insaturado funcional de ácido ou funcional de isocianato quepode ser reagido com um composto carbamato de hidroxialquila, tal comocarbamato de hidroxipropila, ou com um composto epóxido contendo hidróxicom o grupo epóxido sendo subseqüentemente convertido em um grupocarbamato como descrito acima. Em ainda um outro método, um monômeroetilenicamente insaturado funcional de hidroxila pode ser reagido com umcarbamato de alquila em uma reação de transesterificação para introduzir ogrupo carbamato. Outra maneira de formar um monômero etilenicamenteinsaturado, funcional de carbamato é por reação de um monômero etileni-camente insaturado, funcional de ácido com um composto epihaloidrina, emseguida reagindo o grupo oxirano com dióxido de carbono para formar ocarbonato, em seguida reagindo o anel de carbonato com amônia ou umaamina primária para formar um carbamato primário ou carbamato secundá-rio, respectivamente. Ainda outra técnica envolve formação de um carbama-to de hidroxialquila por reação de uma diamina ou amina primária ou secun-dária com um carbonato cíclico tal como carbonato de etileno. O grupo hi-droxila no carbamato de hidroxialquila é em seguida esterificado por reaçãocom ácido acrílico ou metacrílico para formar o monômero. Outros detalhesde síntese de monômeros tendo funcionalidade carbamato são descritos, porexemplo, nas Patentes dos Estados Unidos N25 3.479.328, 3.674.838,4.126.747, 4.279.833, 4.340.497, e 5.356.669 e WO 94/10211, as descriçõesde cada das quais são incorporadas aqui por referência.No segundo método, um polímero acrílico é preparado tendo umgrupo funcional que é reagido após polimerização para fornecer um grupocarbamato. Patentes dos Estados Unidos Nq 4.758.632 e 5.356.669, as des-crições de cada das quais são incorporadas aqui por referência, descrevema preparação de um esqueleto de polímero tendo anexo a ele pelo menosum grupo funcional de carbamato desta maneira. Uma técnica envolve ter-micamente decompor uréia (para fornecer amônia e HNCO) ou ácido cianú-rico na presença de um polímero acrílico funcional de hidróxi para formar umpolímero acrílico funcional de carbamato. Outra técnica envolve reagir o gru-po hidroxila de um carbamato de hidroxialquila com grupos isocianatos ougrupos de ácido carboxílico no polímero acrílico. Acrílicos funcionais de iso-cianato são preparados por polimerização de monômeros de vinila de isoci-anato, que incluem isocianato de xileno de m-tetrametila insaturado e meta-crilato de isocianatoetila. Exemplos de polímeros acrílicos funcionais de áci-do carboxílico incluem aqueles preparados por polimerização de ácido acríli-co, ácido metacrílico, ácido crotônico, e anidrido maléico, que é hidrolisadoapós síntese. Ainda outra técnica é reagir o grupo carbonato cíclico em umpolímero funcional cíclico de carbonato com amônia ou uma amina primáriapara formar o acrílico funcional de carbamato. Polímeros acrílicos funcionaiscíclicos de carbonato são conhecidos na técnica e são descritos, por exem-plo, na Patente dos Estados Unidos N5 2.979.514, a descrição da qual é in-corporada aqui por referência. Outra técnica é transcarbamilar um polímerofuncional de hidróxi com um carbamato de alquila. Uma maneira mais difícil,porém viável, de preparar o polímero seria trans-esterificar um polímero comum carbamato de hidroxialquila. Um outro método é reagir um polímero acrí-lico contendo o grupo glicidila com dióxido de carbono para produzir um gru-po carbonato cíclico, e em seguida com amônia ou uma amina primária co-mo antes para fornecer a funcionalidade carbamato. Grupo glicidila contendopolímeros acrílicos pode ser produzido por copolimerização de glicidil acrila-to, glicidil metacrilato, ou alil glicidil éter, por exemplo.
O polímero acrílico tendo funcionalidade carbamato pode serpolimerizado utilizando-se um ou mais comonômeros. Exemplos de tais co-monômeros incluem, sem limitação, ácidos monocarboxílicos α,β-etilenicamente insaturados contendo 3 a 5 átomos de carbono tais como á-cidos acrílico, metacrílico, e ácidos crotônicos e os ésteres daqueles ácidos;ácidos dicarboxílicos α,β-etilenicamente insaturados contendo 4 a 6 átomosde carbono e os anidridos, monoésteres, e diésteres daqueles ácidos; vinilésteres, vinil éteres, vinil cetonas, e compostos de vinila alifáticos aromáticosou heterocíclicos. Exemplos representativos de ésteres adequados de áci-dos acrílico, metacrílico, e ácidos crotônicos incluem, sem limitação, aquelesésteres de reação com álcoois cicloalifáticos e alifáticos saturados contendo1 a 20 átomos de carbono, tal como acrilatos, metacrilatos, e crotonatos demetila, etila, propila, isopropila, n-butila, isobutila, terc-butila, 2-etilhexila, Iau-rila, estearila, cicloexila, trimetilcicloexila, tetraidrofurfurila, estearila, sulfoeti-la, e isobornila. Exemplos representativos de outros monômeros polimerizá-veis etilenicamente insaturados incluem, sem limitação, tais compostos co-mo anidridos fumárico, maléico, e itacônico, monoésteres, e diésteres comálcoois tais como metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol,e terc-butanol. Exemplos representativos de polimerização de monômerosde vinila incluem, sem limitação, tais compostos como acetato de vinila, pro-pionato de vinila, vinil éteres tais como vinil etil éter, haletos de vinilideno evinila, e vinil etil cetona. Exemplos representativos de compostos de vinilaalifáticos aromáticos ou heterocíclicos incluem, sem limitação, tais compos-tos como estireno, α-metil estireno, vinil tolueno, terc-butil estireno, e 2-vinilpirrolidona. Os comonômeros podem ser utilizados em qualquer combinaçãodesejada para produzir propriedades de polímero acrílico desejadas.
O polímero acrílico pode ser preparado utilizando-se técnicasconvencionais, tais como por aquecimento dos monômeros na presença deum agente de iniciação de polimerização e opcionalmente agentes de trans-ferência de cadeia. A polimerização é preferivelmente realizada em solução,embora também seja possível polimerizar o polímero acrílico a granel. Sol-ventes de polimerização adequados incluem, sem limitação, ésteres, ceto-nas, monoalquil éteres de etileno glicol e monoalquil éteres de propileno gli-col, álcoois, e hidrocarbonetos aromáticos tais como xileno, tolueno, e Aro-mático 100.
Iniciadores típicos são peróxidos orgânicos tais como dialquil,peróxidos tais como di-t-butila peróxido, peroxiésteres tais como peroctoatode t-butila e peracetato de t-butil, peroxidicarbonatos, peróxidos diacila, hi-droperóxidos tais como hidroperóxido de t-butila, e peroxicetais; compostosazo tais como 2,2'azobis(2-metilbutanonitrila) e 1,1'-azobis(cicloexanocar-bonitrila); e combinações destes. Agentes de transferência de cadeia típicossão mercaptanos tais como octil mercaptano, n- ou terc-dodecil mercaptano;compostos halogenados, ácido tiosalicílico, ácido mercaptoacético, mercap-toetanol, e alfa-metil estireno dimérico.
O solvente ou mistura de solvente pode ser aquecida à tempera-tura de reação e os monômeros e iniciador(es) e opcionalmente agente(s) detransferência de cadeia adicionados em uma taxa controlada durante umperíodo de tempo, tipicamente de cerca de duas a cerca de seis horas. Areação de polimerização pode habitualmente ser realizada em temperaturasde cerca de 20 9C a cerca de 200 eC. A reação pode convenientemente serrealizada em uma temperatura na qual o solvente ou mistura de solventerefluxa, embora com controle próprio uma temperatura abaixo do refluxopossa ser mantida. O iniciador deve ser escolhido para igualar a temperaturana qual a reação é realizada, a fim de que a meia-vida do iniciador naquelatemperatura preferivelmente seja não mais do que cerca de trinta minutos,mais preferivelmente não mais do que cerca de cinco minutos. Solvente adi-cional pode ser adicionado concomitantemente. A mistura pode ser mantidana temperatura de reação, após as adições serem completadas, durante umperíodo de tempo para completar a polimerização. Opcionalmente, iniciadoradicional pode ser adicionado para assegurar conversão completa de mo-nômeros para polímero.
O polímero acrílico pode ter um peso molecular médio do pesode pelo menos cerca de 2400, em algumas modalidades pelo menos cercade 3000, em modalidades adicionais pelo menos cerca de 3500, e em certasmodalidades preferidas pelo menos cerca de 4000. O peso molecular médiodo peso pode ser determinado por cromatografia de permeação de gel utili-zando-se padrão de poliestireno. Além disso, o peso molecular médio dopeso de certas modalidades pode ser até cerca de 5000, em algumas moda-lidades até cerca de 4750, e em ainda outras modalidades até cerca de4500. O polímero acrílico tendo funcionalidade carbamato pode ter um pesoequivalente, com base na funcionalidade carbamato, de até cerca de 700gramas por equivalente, em algumas modalidades até cerca de 500 gramaspor equivalente, e em algumas modalidades até cerca de 425 gramas porequivalente. O peso equivalente de carbamato pode ser pelo menos cercade 350 gramas por equivalente.
A composição de revestimento de camada transparente podetambém incluir um material funcional de carbamato que é o produto de rea-ção de (1) um composto compreendendo um grupo carbamato primário e umgrupo hidroxila e (2) um composto que é reativo com grupos hidroxila emuma pluralidade de moléculas de composto (1), porém que é não reativocom os grupos carbamato no composto (1). O composto (1) pode ser, porexemplo e sem limitação, hidroxietil carbamato, hidroxipropil carbamato, ouhidroxibutil carbamato. O composto (2) é preferivelmente um diisocianato,triisocianato, isocianurato ou biureto deste, mistura de tais compostos. Oscompostos particularmente preferidos (2) são isocianurato de diisocianato deisoforona e o isocianurato de diisocianato de hexametileno.
O composto de funcional de carbamato que é o produto de rea-ção dos compostos (1) e (2), pode ser incluído em uma composição de re-vestimento transparente em uma quantidade de cerca de 5 por cento empeso a cerca de 30 por cento em peso, com base no peso do veículo. Emcertas modalidades, o composto de funcional de carbamato pode ser incluí-do em uma composição de revestimento transparente em uma quantidadede cerca de 10 por cento em peso a cerca de 15 por cento em peso, combase no peso do veículo. O "peso do veículo" é o peso total dos componen-tes de formação de película, termocuráveis, na composição de revestimento.
A composição de revestimento de camada transparente podeincluir outros compostos de funcional de carbamato. Tais compostos de fun-cional de carbamato incluem, sem limitação, quaisquer daqueles descritosnas Patentes dos Estados Unidos Nes 6.160.058, 6.084.038, 6.080.825,5.994.479, as descrições das quais estão incorporadas por referência. Emparticular, a composição pode incluir um material funcional de carbamato oufuncional de uréia compreendendo pelo menos dois grupos funcionais, pelomenos um dos quais é um grupo de carbamato ou uréia, que é o produto dereação de (1) um grupo hidroxila de um primeiro composto que é o resultadode uma reação de abertura de anel entre um composto com um grupo epóxie um composto com um grupo de ácido orgânico e (2) ácido ciânico ou umcomposto contendo grupo carbamato ou uréia.
Em outra modalidade, a composição de revestimento transpa-rente pode incluir um material funcional de carbamato ou funcional de uréia,que é o produto de reação de (1) um composto compreendendo um grupocarbamato ou uréia e um grupo hidrogênio ativo, que é reativo com (2), e (2)uma Iactona ou um ácido carboxílico de hidróxi. Em uma modalidade particu-Iarmente preferida, o grupo de hidrogênio ativo do composto (1) é um grupohidroxila e o composto (2) é ε-caprolactona. O composto (1) pode ser, porexemplo, e sem limitação, carbamato de hidroxietila, carbamato de hidroxi-propila, ou carbamato de hidroxibutila.
Em outra modalidade, a composição de revestimento transpa-rente pode incluir um material funcional de carbamato ou funcional de uréia,que é o produto de reação de um primeiro material (A), que é preparado porreação (1) de um composto compreendendo um grupo carbamato primárioou uréia primário e um grupo hidroxila e (2) uma Iactona ou um ácido carbo-xílico de hidróxi, como recentemente descrito, também reagido com um se-gundo material (B), que é reativo com grupos hidroxila em uma pluralidadede moléculas de composto (A)1 porém que não é reativo com os grupos car-bamato ou uréia no composto (A). Por exemplo, o composto (B) pode ser umpoliisocianato, especialmente um isocianato, particularmente o isocianuratode diisocianato de isoforona. Novamente, o composto (2) é preferivelmenteε- caprolactona.
Em ainda outra modalidade, uma composição de revestimentotransparente pode incluir um material funcional de carbamato ou funcional deuréia, que é o produto de reação de um primeiro material (A), que é prepara-do por reação de (1) um composto compreendendo um grupo carbamatoprimário ou uréia primário e um grupo hidroxila e (2) uma Iactona ou um áci-do carboxílico de hidróxi, como recentemente descrito, também reagido comum segundo material ou materiais (B), que convertem um grupo hidroxila noproduto de reação para um grupo carbamato, ou um componente compre-endendo um grupo que é reativo com o grupo hidroxila e um grupo carbama-to ou uréia ou grupo que possa ser convertido em carbamato ou uréia. Ogrupo hidroxila pode ser reagido, por exemplo, sem limitação, com monoiso-cianatos tal como isocianato de metila e isociananto de butila, que reage pa-ra formar um grupo carbamato secundário; ácido ciânico (que pode ser for-mado pela decomposição térmica de uréia), que reage com grupos hidroxilaspara formar um grupo carbamato primário; ou fosgene, seguido por reaçãocom amônia (grupo carbamato primário) ou uma amina primária ( grupo car-bamato secundário).
Em outra modalidade, a composição de revestimento transpa-rente pode incluir um material funcional de carbamato ou funcional de uréia,que é o produto de reação de (1) um primeiro material, que é o produto dereação de uma mistura incluindo pelo menos um poliisocianato e um agentede extensão de cadeia contendo hidrogênio ativo com (2) um compostocompreendendo um grupo que é reativo com o referido primeiro material eum grupo carbamato ou grupo que pode ser convertido em carbamato. Osexemplos adequados do material (1) incluem, sem limitação, o produto dereação de uma mistura, incluindo pelo menos um dentre um diisocianato,triisocianato, isocianurato ou biureto deste, mistura de tais compostos, e pelomenos um agente de extensão de cadeia selecionado de 1,6-hexanodiol,cicloexanodimetilol, 2-etil-l,6-hexanodiol, 3-hidróxi-2,2-dimetilpropil 3-hidróxi-2,2- dimetilpropionato, 1,4-butanodiol, e misturas destes. Os exemplos ade-quados de composto (2) incluem, sem limitação, carbamato de hidroxietila,carbamato de hidroxibutila, carbamato de hidroxipropila, e combinações destes.
A composição de revestimento de camada transparente tambéminclui um ou mais reticuladores de aminoplasto. Os reticuladores úteis inclu-em, sem limitação, os materiais tendo grupos metilol ou metilalcóxi ativos.Os exemplos de tais compostos de agente de cura incluem reticuladores deformaldeído de melamina, incluindo resina de formaldeído de melamina mo-nomérica ou polimérica e resina de formaldeído de melamina parcialmenteou completamente alquilada, resinas de uréia, e uréias de metilol tal comoresina de formaldeído de uréia, uréias de alcóxi tal como resina de formalde-ído de uréia butilada.
Em certas modalidades, o reticulador de aminoplasto pode serpelo menos cerca de 5 %, mais preferivelmente pelo menos cerca de 10 %em peso do veículo não-volátil. "Veículo não-volátil" refere-se aos compo-nents de formação de película. Também é preferido para o reticulador deaminoplasto ser até cerca de 40 %, mais preferivelmente até cerca de 30 %em peso do veículo não-volátil. Em certas modalidades, o reticulador podeser de cerca de 5 % a cerca de 40 %, mais preferivelmente de cerca de 10% a cerca de 35 %, e ainda mais preferivelmente de cerca de 15 % a cercade 35 % em peso do veículo não-volátil.
A composição de revestimento de camada transparente podeincluir um catalisador para realçar a reação de cura. Por exemplo, especial-mente quando melaminas monoméricas são usadas como um agente decura, um catalisador de ácido forte pode ser utilizado para realçar a reaçãode cura. Tais catalisadores são bem conhecidos na técnica e incluem, semlimitação, ácido p-tolueno sulfônico, ácido dinonilnaftaleno dissulfônico, ácidododecilbenzenossulfônico, fosfato de fenila ácido, maleato de monobutila,fosfato de butila, e éster de fosfato de hidróxi. Os catalisadores de ácido for-te são geralmente bloqueados, por exemplo, com uma amina.
Um solvente ou solventes podem ser utilizados na composiçãode revestimento usada na prática da presente invenção. Em geral, o solven-te pode ser qualquer solvente orgânico e/ou água. Em uma modalidade pre-ferida, o solvente inclui um solvente orgânico polar. Mais preferivelmente, osolvente inclui um ou mais solventes orgânicos selecionados de solventesalifáticos polares ou solventes aromáticos polares. Ainda mais preferivelmen-te, o solvente inclui uma cetona, éster, acetato, amida aprótica, sulfóxidoaprótico, amina aprótica, ou uma combinação de quaisquer destes. Os e-xemplos de solventes úteis incluem, sem limitação, metil cetona etil, metilisobutil cetona, acetato de m-amila, éter-acetato de butil de etileno glicol,acetato de monometil éter de propileno glicol, xileno, N-metilpirrolidona,combinações de hidrocarbonetos aromáticos, e misturas destes. Em outramodalidade preferida, o solvente é água ou uma mistura de água com pe-quenas quantidades de co-solventes.
A composição de revestimento, de acordo com a invenção, é útilcomo o revestimento transparente de um compósito de revestimento auto-motivo de cor transparente. Os agentes adicionais, por exemplo, tensoativos,estabilizadores, agentes umectantes, agentes de controle de reologia, agen-tes dispersantes, promotores de adesão, absorventes UV, estabilizadoresleves de amina impedida, etc, podem ser incorporados na composição derevestimento.
As composições de revestimento podem ser revestidas no artigopor quaisquer das várias técnicas bem conhecidas na técnica. Estes inclu-em, por exemplo, revestimento por spray, revestimento por imersão, reves-timento por rolo, revestimento por curtina, e similares. Para painéis de carro-ceria automotiva, o revestimento por spray é preferido.
A composição de revestimento, de acordo com a invenção, éusada como o revestimento transparente compósito de revestimento de umacor mais transparente. A composição de revestimento de base pigmentadasobre a qual é aplicada, pode ser quaisquer dos vários tipos bem conhecidosna técnica, e não requerem explicação em detalhes nesta. Os polímeros co-nhecidos na técnica para serem úteis em composições de revestimento debase incluem acrílicos, vinilas, poliuretanos, policarbonatos, poliésteres, al-quídicos, e polissiloxanos. Os polímeros preferidos incluem acrílicos e poliu-retanos. Em uma modalidade preferida da invenção, a composição de reves-timento de base também utiliza um polímero acrílico funcional de carbamato.
Os polímeros de revestimento de base podem ser termoplásticos, porém sãopreferivelmente reticuláveis e compreendem um ou mais tipos de gruposfuncionais reticuláveis. Tais grupos incluem, por exemplo, grupos hidróxi,isocianato, amina, epóxi, acrilato, vinila, silano, e acetoacetato. Estes grupospodem ser mascarados ou bloqueados de um tal modo que eles fiquem des-bloqueados e disponíveis para a reação de reticulação sob as condições decura desejadas, temperaturas geralmente elevadas. Os grupos funcionaisreticuláveis úteis incluem grupos hidróxi, epóxi, ácido, anidreto, silano, e ace-toacetato. Os grupos funcionais reticuláveis preferidos incluem grupos fun-cionais de hidróxi e grupos funcionais de amino.
Os polímeros de revestimento de base podem ser auto-reticuláveis, ou podem requerer um agente de reticulação separadp, que éreativo com os grupos funcionais do polímero. Quando o polímero compre-ende grupos hidróxi funcional, por exemplo, o agente de reticulação pode seruma resina de aminoplasto, isocianato e isocianatos bloqueados (incluindoisocianuratos), e agentes de reticulação funcionais de ácido ou anidreto.
A composição de revestimento de camada transparente podeser aplicada umidade-sobre-umidade sobre uma composição de revestimen-to de camada de base como é amplamente feito na indústria. As composi-ções de revestimento descritas aqui são preferivelmente submetidas às con-dições para curar as camadas de revestimento. Embora vários métodos decura possam ser usados, a cura térmica é preferida. Geralmente, a cura tér-mica é efetuada expondo-se o artigo revestido à temperaturas elevadas for-necidas principalmente por fontes de calor radioativo, geralmente temperatu-ras entre 90 °C e 180 °C. Em certas modalidades, a temperatura de curapode ser entre 115 °C e 150 °C, e tipicamente temperaturas entre 115 °C e140 °C são usadas para um sistema catalisado de ácido bloqueado. Para umsistema catalisado de ácido bloqueado, a temperatura de cura tipicamentepode ser entre 80 °C e 100 °C. O tempo de cura variará dependendo doscomponentes particulares usados, e parâmetros físicos, tais como as espes-suras das camadas; entretanto, os tempos de cura típicos variam de 15 a 60minutos, e mais geralmente 15 a 25 minutos para sistemas catalisados deácido bloqueado e 10 a 20 minutos para sistemas catalisados de ácido des-bloqueado. Os tempos de cura também podem ser expressados como tem-po após a temperatura do metal alcançar a temperatura de cozimento ("tem-peratura do metal"). Por exemplo, o tempo de cura pode ser durante 5 a 30minutos, preferivelmente 10 a 20 minutos, na temperatura de metal.
Em um método para reparo da camada de revestimento transpa-rente de um revestimento automotivo, a camada de revestimento transparen-te é lixada, se necessário, para remover um defeito, em seguida uma com-posição de revestimento de camada transparente da invenção é aplicadasobre pelo menos uma porção da camada de revestimento transparente pa-ra formar uma segunda camada de revestimento transparente, que é entãocurada. A segunda camada de revestimento transparente pode ser curadade 15 minutos a 129,44 0C a 30 minutos a 148,88 0C (300 0F), já menciona-do. A composição de revestimento transparente da invenção oferece melho-ra significante na adesão quando aplicada sobre a primeira camada de re-vestimento transparente curada.
A invenção é ilustrada pelos seguintes exemplos. Os exemplossão meramente ilustrativos e de, nenhuma maneira, limitam o escopo dainvenção como descrito e reivindicado. Todas as partes são partes em peso,a menos que de outro modo notado.Exemplos
Exemplo 1 2 3 4 5
R10CG069 320g 320g 320g 320g 320g
Resinadesiloxano 0,0 0,11 0,22 0,67g 1,12g
Adesão falha falha falha aprovado aprovado
As composições de revestimento transparente foram preparadascomo mostrado na tabela acima utilizando-se R10CG069 (lote 101319739),um produto comercial de BASF Corporation, e adicionando uma resina não-Iinear de siloxano (69,5 % de resina de siloxano funcional de carbinol N.V.em Aromatic 100, 25 por cento em mol - OSi(CH3)2((CH2)2(CH3)2OH), 72,7por cento em mol,<formula>formula see original document page 18</formula>
-OSí(CH3)20-) de equilíbrio.
O teste de adesão foi realizado como segue. Painéis eletrorre-vestidos de 10,16X30,48 cm (Cathogard 310B) foram iniciados com iniciadorde pó G27AM127 de BASF Corp. Os painéis foram então revestidos por re-vestimento de base com R174KW502 de BASF Corp e estimulados durante5 minutos em temperatura ambiente antes do revestimento transparente. Ocompósito de revestimento de base-revestimento transparente foi então co-zido durante 20 minutos em temperatura de metal a 140,55°C (285°F). Apóscozimento, o painel foi novamente revestido por revestimento transparente ecozido durante 20 minutos a 140,55°C (285°F). Após resfriar, o painel foiriscado com uma ferramenta de hachuramento de 1 mm. A fita adesivaScotch Brand 898 foi aplicada sobre a área arranhada e extraída. Se algumdo segundo revestimento de camada transparente foi removido do primeirorevestimento, o resultado foi registrado como falha. Se nenhum foi removido,o resultado foi registrado como aprovado.
Os exemplos 4 e 5 foram aprovados no teste de adesão.
A descrição da invenção é meramente exemplar e naturalmentee, desse modo, as variações que não se afastam do objetivo da invençãosão pretendidas a estar dentro do escopo da invenção. Tais variações nãodevem ser consideradas como um afastamento do espírito e escopo da invenção.
Claims (13)
1. Composição de revestimento compreendendo um material deformação de película funcional de carbamato, uma resina de siloxano não-linear, funcional de carbinol, e um agente de reticulação de aminoplasto, emque a resina de siloxano não-linear, funcional de carbinol inclui uma estrutura<formula>formula see original document page 19</formula>em que R é um radical hidrocarbila tendo < 5 átomos de carbonoe em que o referido revestimento é uma composição de revestimento decamada transparente.
2. Composição de revestimento de camada transparente de a-cordo com a reivindicação 1, em que R é um radical hidrocarbila tendo trêsátomos de carbono.
3. Composição de revestimento de camada transparente de a-cordo com a reivindicação 2, em que R é -CH2CH2CH2-.
4. Composição de revestimento de camada transparente de a-cordo com a reivindicação 2, em que a resina de siloxano não-linear, funcio-nal de carbinol compreende pelo menos cerca de 20 por cento em mol deunidades de monômerotendo uma estrutura<formula>formula see original document page 19</formula>
5. Composição de revestimento de camada transparente de a-cordo com a reivindicação 1, compreendendo de cerca de 0,1 a cerca de 20por cento em peso da resina de siloxano não-linear, funcional de carbinol.
6. Composição de revestimento de camada transparente de a-cordo com a reivindicação 1 , em que o material de formação de película fun-cional de carbamato compreende um polímero acrílico tendo grupos carba-mato.
7. Composição de revestimento de camada transparente de a-cordo com a reivindicação 1, em que o material de formação de película fun-cional de carbamato compreende um material funcional de carbamato que éo produto de reação de (1) um composto compreendendo um grupo carba-mato primário e um grupo hidroxila e (2) um composto que é reativo comgrupos hidroxila em uma pluralidade de moléculas do composto (1), porémque é não reativo com os grupos carbamato no composto (1).
8. Composição de revestimento de camada transparente de a-cordo com a reivindicação 1, em que o agente de reticulação de aminoplastocompreende uma resina de formaldeído de melamina.
9. Método de reparar uma área de revestimento de camadatransparente automotivo, compreendendo:preparar o revestimento de camada transparente automotivo aplicando erestabelecendo a composição de revestimento de camada transparentecompreendendo um material de formação de película funcional de carbama-to, uma resina de siloxano não-linear, funcional de carbinol, e um agente dereticulação de aminoplasto ena área do revestimento de camada transparente automotivo aser reparada, aplicando-se uma segunda camada de composição de reves-timento de camada transparente compreendendo um material de formaçãode película funcional de carbamato, uma resina de siloxano funcional de car-binol, e um agente de reticulação de aminoplasto e restabelecendo a segun-da camada.
10. Método de acordo com a reivindicação 9, em que a resina desiloxano não-linear, funcional de carbinol inclui uma estrutura<formula>formula see original document page 20</formula>em que R é um radical hidrocarbila tendo três átomos de carbo-no.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, em que Ré —CH2CH2CH2—.
12. Método de acordo com a reivindicação 10, em que a resinade siloxano não-linear, funcional de carbinol compreende pelo menos cercade 20 por cento em mol de unidades de monômero tendo uma estrutura<formula>formula see original document page 21</formula>
13. Método de acordo com a reivindicação 9, compreendendo decerca de 0,1 a cerca de 20 por cento em peso da resina de siloxano não-linear, funcional de carbinol.
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