BRPI0709464B1

BRPI0709464B1 - Substrato resistente à abrasão

Info

Publication number: BRPI0709464B1
Application number: BRPI0709464-7A
Authority: BR
Inventors: T. Adams Jerome; J. Witsch Michael; Hayakawa Osamu
Original assignee: E. I. Du Pont De Nemours And Company
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2018-07-10
Also published as: HK1130823A1; WO2007114941A2; AU2007233314A1; RU2008143367A; EP2001949B1; KR101446360B1; BRPI0709464A2; RU2439100C2; WO2007114941A3; EP2001949A2; AU2007233314B2; ES2530077T3; MX2008012362A; KR20090005142A; CA2643161A1; JP2009532247A; JP5244088B2

Abstract

substrato e composição. a presente invenção se refere a é fornecido um revestimento não pegajoso adesivo sobre um substrato, em que o revestimento compreende um sobre-revestimento e um primer que adere o sobre-revestimento ao substrato, em que o sobre-revestimento compreende fluoropolimero e uma quantidade eficaz de partículas de cerâmica, preferencialmente pelo menos 3% em peso com base no peso combinado do fluoropolimero e das partículas de cerâmica no sobre-revestimento, em que as mencionadas partículas de cerâmica possuem tamanho médio de partícula de pelo menos cerca de 10 <109>m para aumentar a resistência à abrasão do mencionado revestimento conforme determinado por meio do método de sbar seco.

Description

(54) Título: SUBSTRATO RESISTENTE À ABRASÃO (51) Int.CI.: C08K 7/18; C08K 3/36; C08L 27/12; C08L 27/18; B05D 5/08 (30) Prioridade Unionista: 04/04/2006 US 60/789,631, 04/04/2006 US 60/788,977 (73) Titular(es): E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY (72) Inventor(es): JEROME T. ADAMS; MICHAEL J. WITSCH; OSAMU HAYAKAWA

1/31 “SUBSTRATO RESISTENTE À ABRASÃO”

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a acabamentos de fluoropolímero que exibem maior resistência à abrasão.

Antecedentes da Invenção [002] A tecnologia de formação de um acabamento de fluoropolímero não adesivo sobre um substrato, tal como alumínio, para formar uma superfície de liberação para essas aplicações na forma de utensílios de cozinha tipicamente envolve o uso de pelo menos dois revestimentos sobre o substrato, um subrevestimento tipicamente denominado primer para aderir-se ao substrato e um sobre-revestimento para fornecer o revestimento não adesivo (acabamento). Devido à natureza não adesiva do fluoropolímero, o primer é formulado para que contenha um ou mais promotores de adesão. Sílica coloidal e aglutinante de polímero termicamente estável (geralmente livre de flúor) são exemplos de promotores de adesão, conforme descrito na Patente US 5.562.991 de Tannenbaum. O promotor de adesão constitui uma parte substancial do primer, tipicamente pelo menos 40% em peso, com base no peso combinado do fluoropolímero mais o promotor de adesão. A superfície do sobre-revestimento é rica em fluoropolímero, quando não inteiramente composta dele. A presença do fluoropolímero no primer e no sobrerevestimento promove a adesão entre estes revestimentos (adesão entre revestimentos).

[003] Tornou-se conhecida a incorporação de partículas relativamente grandes de partículas não metálicas inorgânicas na camada de primer para aumentar a resistência à abrasão do acabamento não adesivo. A EP 0.724.915 de Bignami descreve o uso de cristobalita, que é um mineral de SiO2 que possui dureza de Moh de 6,5 (corresponde à dureza de Knoop de 820) na camada de primer. As Patentes US 6.291.054 de Thomas et al e US

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6.761.964 de Tannenbaum descrevem o uso de partículas de cerâmica grandes mais duras, que possuem preferencialmente dureza Knoop de pelo menos 1200, na camada de primer. No Exemplo 1 de ‘054, é descrito um único sistema de revestimento no qual o revestimento isolado é muito espesso (19,5 a 59,7 pm) e a quantidade de aglutinante de polímero excede a quantidade de fluoropolímero. Na Patente US 6.863.974 de Shah et al, nenhum fluoropolímero está presente na camada de primer, apenas o promotor de adesão resistente ao calor (aglutinante de polímero) junto com partículas inorgânicas inertes (partículas de cerâmica) que possuem um tamanho médio de partícula de pelo menos 10 pm e dureza de Moh de pelo menos 5. A adesão entre revestimentos ao revestimento superior é obtida por meio da inclusão do promotor de adesão na composição de revestimento superior que contém fluoropolímero.

[004] Embora pelo menos as patentes ‘054 e ‘964 tenham fornecido aumento da resistência à abrasão em base comercial, deseja-se aumento adicional da resistência à abrasão.

Descrição Resumida da Invenção [005] A presente invenção fornece um acabamento não adesivo sobre um substrato que exibe um aprimoramento adicional da resistência à abrasão. Desta forma, uma realização da presente invenção é um substrato que possui um revestimento não adesivo sobre ele, que compreende um sobrerevestimento e um primer que adere o mencionado sobre-revestimento ao mencionado substrato, em que o mencionado sobre-revestimento compreende fluoropolímero e uma quantidade eficaz de partículas de cerâmica que possuem tamanho médio de partícula de pelo menos cerca de 10 pm para aumentar a resistência à abrasão do mencionado revestimento, conforme determinado por meio do método de SBAR seco.

[006] Preferencialmente, uma quantidade eficaz de partículas de cerâmica que possuem um tamanho médio de pelo menos cerca de 10 pm é

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3/31 aquela que aumenta a resistência à abrasão do revestimento sobre o mencionado substrato em pelo menos 10%, conforme determinado por meio do método de SBAR seco.

[007] O sobre-revestimento não é um primer, ou seja, a superfície à qual o sobre-revestimento é aplicado para formar um acabamento não adesivo não é o substrato bruto que recebe o acabamento não adesivo. Ao contrário, o substrato possui uma camada de primer para adesão ao substrato e a camada de primer forma a superfície sobre a qual é formado o sobrerevestimento que contém partículas de cerâmica/fluoropolímero. O sobrerevestimento não pode funcionar como camada de primer, pois a composição do sobre-revestimento contém ou não contém promotor de adesão ou, se contiver promotor de adesão, ela está presente em quantidade pequena, de forma a não fornecer adesão comercialmente útil a um substrato. Tipicamente, a presença de fluoropolímero na camada de primer é tudo o que é necessário para a adesão entre revestimentos à camada de fluoropolímero não adesiva. Uma pequena quantidade de promotor de adesão pode estar presente no sobre-revestimento, entretanto, para promover a adesão entre revestimentos entre a camada de primer e a camada de sobre-revestimento, quando a camada de primer não contiver fluoropolímero como na Patente US 6.863.974.

[008] Desta forma, a presente invenção é a combinação da camada de sobre-revestimento descrita acima aplicada a um substrato revestido por uma camada de primer. A camada de sobre-revestimento pode servir de superfície exposta do acabamento não adesivo sobre o substrato ou pode servir de revestimento intermediário, sobre o qual é formado um revestimento superior. O revestimento superior possui uma concentração maior de fluoropolímero que o revestimento intermediário para fornecer a melhor propriedade não adesiva ao acabamento final. Seja o sobre-revestimento uma camada isolada (sobre um substrato com primer) que forma a superfície

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4/31 exposta do revestimento não adesivo ou uma camada de revestimento intermediário que contém o fluoropolímero e partículas de cerâmica que possuem um tamanho médio de pelo menos 10 μm, prefere-se que essa camada contenha pelo menos 3% em peso das partículas de cerâmica, com base no peso combinado do fluoropolímero e das partículas de cerâmica. Caso o promotor de adesão esteja presente nessa camada para promover a adesão entre revestimentos entre essa camada e a camada de primer, a quantidade de promotor de adesão deverá ser de não mais de 10% em peso do peso do fluoropolímero na camada de sobre-revestimento. A expressão “sobrerevestimento” utilizada no presente designa o sobre-revestimento como camada isolada que forma a superfície exposta do acabamento não adesivo e o revestimento intermediário em um composto de camadas de revestimento intermediário e revestimento superior.

[009] Surpreendentemente, a presença das partículas de cerâmica no sobre-revestimento fornece melhoria adicional da resistência à abrasão, como será demonstrado nos Exemplos. Desta forma, o acabamento não adesivo (revestimento) de acordo com a presente invenção fornece resistência à abrasão surpreendentemente aprimorada. Uma pequena quantidade das partículas de cerâmica no sobre-revestimento exibe, por exemplo, maior resistência à abrasão que quando (a) o primer contém uma quantidade muito maior das mesmas partículas de cerâmica; e (b) o sobrerevestimento não contém nenhuma das partículas de cerâmica. Surpreendentemente, a colocação das partículas de cerâmica no sobrerevestimento aumenta a resistência à abrasão com relação ao uso apenas das partículas de cerâmica na camada de primer.

[010] Em um aspecto da presente invenção, a camada de sobrerevestimento possui uma espessura de cerca de 12,7 a 25,4 μm. Em outro aspecto, o sobre-revestimento possui uma espessura que é maior que a menor

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5/31 dimensão das mencionadas partículas de cerâmica. Em ainda outro aspecto, a espessura do sobre-revestimento é menor que a maior dimensão das partículas de cerâmica. A partir dos aspectos acima, fica evidente que as partículas de cerâmica possuem formato tipicamente irregular, com aparência similar a cascalho ou pastilhas (observadas sob ampliação) que possuem uma dimensão maior (comprimento ou eixo principal) e uma dimensão menor (altura ou eixo menor). Mediante aplicação da composição de sobre-revestimento de um meio líquido para um substrato com primer, seguida por secagem, as partículas tendem a depositar-se na espessura do sobre-revestimento resultante, por meio do quê a dimensão menor das partículas tende a estenderse perpendicularmente a partir do substrato sendo revestido. Isso tende a fornecer boa superfície exposta não adesiva, o que ajuda na propriedade não adesiva do revestimento. Esta camada de revestimento intermediário pode ser sobre-revestida com um revestimento superior de essencialmente todo o fluoropolímero para fornecer melhoria ainda maior à propriedade de liberação.

[011] Outra realização da presente invenção é a composição de sobre-revestimento (revestimento intermediário) descrita acima. Esta composição é aplicável para fornecer um revestimento resistente à abrasão não adesivo sobre uma superfície, notadamente uma camada de primer, em que a mencionada composição compreende um fluoropolímero e uma quantidade eficaz de partículas de cerâmica que possuem um tamanho médio de pelo menos cerca de 10 pm para aumentar a resistência à abrasão do mencionado revestimento sobre a mencionada superfície, preferencialmente pelo menos 10% conforme determinado por meio do método SBAR seco, em que a mencionada composição contém opcionalmente um promotor de adesão em quantidade de até cerca de 10% em peso do peso do mencionado fluoropolímero. Preferencialmente, a quantidade do mencionado fluoropolímero no sobre-revestimento é uma quantidade eficaz para fornecer um filme

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6/31 contínuo no qual as mencionadas partículas de cerâmica são dispersas mediante aplicação da mencionada composição à superfície para formar o revestimento, em que as partículas de cerâmica presentes na mencionada composição constituem pelo menos cerca de 3% em peso até o peso combinado do mencionado fluoropolímero e das partículas de cerâmica. A composição de sobre-revestimento de acordo com a presente invenção também contém preferencialmente, como componente adicional, partículas de endurecedor de filme inorgânico que possuem tamanho médio de partícula de menos de cerca de 5 pm.

Descrição Detalhada da Invenção [012] Os componentes principais do sobre-revestimento utilizado na presente invenção são o fluoropolímero como componente não adesivo e as partículas de cerâmica que possuem um tamanho médio de pelo menos 10 pm como o componente resistente à abrasão. Estes componentes podem também estar presentes na camada de primer, junto com promotor de adesão suficiente para obter adesão ao substrato que recebe o revestimento não adesivo.

[013] Com relação ao fluoropolímero, a descrição a seguir aplicase ao fluoropolímero presente no primer e no sobre-revestimento, bem como no revestimento superior. O fluoropolímero é uma resina de fluorocarbono. O fluoropolímero pode ser fluoropolímero não fabricável por fusão com viscosidade de arrasto de fusão de pelo menos 1 x 10⁷ Pa-s. Uma realização é politetrafluoroetileno (PTFE) que possui viscosidade de arrasto de fusão de pelo menos 1 x 10⁷ Pa-s a 380°C com a estabilidade de aquecimento mais alta entre o fluoropolímero. Esse PTFE não fabricável por fusão pode também conter uma pequena quantidade de modificador de comonômero que aumenta a capacidade de formação de filme durante o cozimento (fusão), tal como perfluoroolefina, notadamente hexafluoropropileno (HFP) ou perfluoro (alquil vinil) éter, notadamente em que o grupo alquila contém de um a cinco átomos

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7/31 de carbono, em que perfluoro (propil vinil éter) (PPVE) é preferido. A quantidade desse modificador será insuficiente para conferir capacidade de fabricação por fusão para o PTFE, geralmente não mais de 0,5% molar. O PTFE, também por motivo de simplicidade, pode possuir uma viscosidade de arrasto por fusão isolada, normalmente de pelo menos 1 x 10⁸ Pa^s, mas uma mistura de PTFEs que possuem diferentes viscosidades de fusão pode ser utilizada para formar o componente não adesivo.

[014] O fluoropolímero pode também ser fluoropolímero fabricável por fusão, seja combinado (misturado) com o PTFE, ou no seu lugar. Exemplos desses fluoropolímeros fabricáveis por fusão incluem copolímeros de TFE e pelo menos um monômero copolimerizável fluoretado (comonômero) presente no polímero em quantidade suficiente para reduzir o ponto de fusão do copolímero substancialmente abaixo do homopolímero de TFE, politetrafluoroetileno (PTFE), tal como até uma temperatura de fusão de não mais de 315°C. Comonômeros preferidos com TFE incluem os monômeros perfluoretados, tais como perfluoroolefinas que contêm de três a seis átomos de carbono e perfluoro(alquil vinil éteres) (PAVE) em que o grupo alquila contém de um a cinco átomos de carbono, especialmente de um a três átomos de carbono. Comonômeros especialmente preferidos incluem hexafluoropropileno (HFP), perfluoro(etil vinil éter) (PEVE), perfluoro(propil vinil éter) (PPVE) e perfluoro(metil vinil éter) (PMVE). Os copolímeros de TFE preferidos incluem FEP (copolímero de TFE/HFP), PFA (copolímero de TFE/PAVE), TFE/HFP/PAVE em que PAVE é PEVE e/ou PPVE e MFA (TFE/PMVE/PAVE em que o grupo alquila de PAVE contém pelo menos dois átomos de carbono). O peso molecular dos copolímeros de tetrafluoroetileno fabricáveis por fusão não é importante, exceto pelo fato de que é suficiente para que seja formador de filme e seja capaz de sustentar uma forma moldada, de forma a ter integridade na aplicação de subrevestimento. Tipicamente, a

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8/31 viscosidade de fusão será de pelo menos 1 x 10² Pa-s e pode variar até cerca de 60-100 x 10³ Pa-s conforme determinado a 372°C de acordo com ASTM D1238.

[015] Uma composição preferida é uma mistura de fluoropolímero não fabricável por fusão que possui, por exemplo, viscosidade de arrasto de fusão na faixa de 1 x 10⁷ a 1 x 10¹¹ Pa-s e fluoropolímero fabricável por fusão que possui, por exemplo, uma viscosidade na faixa de 1 x 10³ a 1 x 10⁵ Pa-s.

[016] O fluoropolímero é selecionado nas camadas de primer e sobre-revestimento e nas camadas de revestimento intermediário e revestimento superior, de forma a serem suficientemente compatíveis entre si, para atingir adesão entre revestimentos mediante cozimento quando o fluoropolímero estiver presente em camadas adjacentes.

[017] O componente de fluoropolímero geralmente é disponível comercialmente na forma de dispersão do polímero em água, que é a forma preferida para as composições de primer, sobre-revestimento, revestimento intermediário e revestimento superior utilizadas na presente invenção para facilidade de aplicação e aceitação ambiental. Por “dispersão”, indica-se que as partículas de resina de fluoropolímero são de tamanho coloidal e dispersas de forma estável no meio aquoso, de forma que não ocorra sedimentação das partículas no momento do uso da dispersão. Isso é atingido pelo pequeno tamanho das partículas de fluoropolímero, tipicamente da ordem de menos de 0,5 pm, e pelo uso de tensoativo na dispersão aquosa pelo fabricante de dispersões. Essas dispersões podem ser obtidas diretamente por meio do processo conhecido como polimerização de dispersões aquosas, opcionalmente seguido por concentração e/ou agregação adicional de tensoativo.

[018] Outra forma líquida do fluoropolímero a ser utilizada para

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9/31 formar qualquer das camadas descritas acima é a dispersão do fluoropolímero em um líquido orgânico. Isso é particularmente útil quando o fluoropolímero for micropó de PTFE, que é um PTFE com baixo peso molecular que possui capacidade de fluxo de fusão. Micropó de PTFE pode também ser utilizado em forma de dispersão aquosa. As dispersões aquosas de fluoropolímero descritas acima podem incluir líquido orgânico miscível.

[019] Com relação ao componente de partícula de cerâmica, a cerâmica da qual as partículas são feitas é um ou mais materiais do tipo carga não metálica inorgânica que são inertes com relação aos demais componentes da composição e termicamente estáveis na sua eventual temperatura de cozimento, que funde o fluoropolímero. As partículas de cerâmica são insolúveis em água e/ou solvente, de forma que sejam tipicamente dispersíveis uniformemente, mas não dissolvidas no meio aquoso ou orgânico no qual o fluoropolímero é disperso. As partículas de cerâmica possuem preferencialmente tamanho médio de partícula de não mais de cerca de 50 pm. O tamanho médio de partícula preferido para as partículas de cerâmica é de cerca de 14 a 36 pm e, de preferência superior, cerca de 20 a 30 pm. As partículas de cerâmica que possuem tamanho médio de partícula de pelo menos cerca de 10 pm, conforme descrito no presente, podem ser descritas como partículas de cerâmica grandes.

[020] As partículas de cerâmica possuem preferencialmente dureza Knoop de pelo menos 1200 e, de maior preferência, pelo menos 1500. Dureza Knoop é uma escala para descrição da resistência de um material à formação de dentes ou arranhões. As partículas de cerâmica grandes impõem resistência à abrasão ao revestimento não adesivo utilizado na presente invenção por meio de deflexão das forças abrasivas aplicadas à superfície de revestimento.

[021] As partículas de cerâmica grandes possuem tipicamente

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10/31 uma razão de aspecto de mais de 1,5, o que indica alguma irregularidade de formato, mas preferencialmente não mais de cerca de 5:1, de forma a não serem similares a placas. Por razão de aspecto, indica-se uma razão entre o diâmetro ou dimensão mais longa (eixo maior ou comprimento) de uma partícula e a maior distância da dimensão menor (altura) medida perpendicularmente ao diâmetro mais longo de uma partícula, conforme exibido na Fig. 1 da Patente US 6.291.054. A razão de aspecto é um meio de quantificar uma forma e orientação de partícula preferida.

[022] Exemplos de endurecedores de filme de carga inorgânica incluem óxidos inorgânicos, carbonetos, boretos e nitretos que possuem dureza Knoop de pelo menos 1200. São preferidos óxidos inorgânicos, nitretos, boretos e carbonetos de zircônio, tântalo, titânio, tungstênio, boro, alumínio e berílio. São particularmente preferidos carboneto de silício e óxido de alumínio. Valores típicos de dureza Knoop para composições inorgânicas preferidas são: zircônia (1200); nitreto de alumínio (1225); berília (1300); nitreto de zircônio (1510); boreto de zircônio (1560); nitreto de titânio (1770); carboneto de tântalo (1800); carboneto de tungstênio (1880); alumina (2025); carboneto de zircônio (2150); carboneto de titânio (2470); carboneto de silício (2500); boreto de alumínio (2500); boreto de titânio (2850). É evidente, portanto, a partir dos exemplos acima da cerâmica da qual são elaboradas as partículas de cerâmica grandes utilizadas na presente invenção, que a cerâmica é um composto inorgânico, não um elemento isolado. A cerâmica poderá também ser considerada um óxido, nitreto, boreto ou carboneto de um elemento metálico. O componente de partícula de cerâmica grande da composição utilizada na presente invenção pode ser partícula de uma única cerâmica ou uma mistura de partículas de cerâmicas diferentes. A partícula de cerâmica grande preferida é SiC. Outra partícula de cerâmica grande preferida é Al2O3.

[023] Segundo a presente invenção, as partículas de cerâmica

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11/31 grandes estão presentes no sobre-revestimento e também estão preferencialmente presentes na camada de primer.

[024] A quantidade de partículas de cerâmica grandes presentes na camada de sobre-revestimento é aquela que é eficaz para aumentar a resistência à abrasão desta camada, preferencialmente em pelo menos 20% mais que a resistência à abrasão da camada, mas sem a presença das partículas de cerâmica grandes. De maior preferência, as partículas de cerâmica grandes estão presentes em quantidade eficaz para aumentar a resistência à abrasão em pelo menos 50% e, de preferência ainda maior, pelo menos 100% em comparação com a camada sem as partículas de cerâmica grandes. A quantidade de fluoropolímero que está presente na camada de sobre-revestimento é uma quantidade pelo menos suficiente (eficaz) para fornecer um filme contínuo mediante cozimento da camada, em que o fluoropolímero forma uma matriz na qual é disperso nas partículas de cerâmica grandes. Um aumento significativo da resistência à abrasão é obtido quando o teor de partículas de cerâmica grandes é de pelo menos cerca de 3% em peso com base no peso combinado das partículas de cerâmica grandes e o fluoropolímero na camada de sobre-revestimento que contém estes dois componentes, preferencialmente cerca de 3 a 40% em peso com base no peso combinado das partículas de cerâmica grandes e fluoropolímero na camada, em que o teor de fluoropolímero é de 96 a 60% em peso. Esta quantidade de fluoropolímero é suficiente para fornecer o filme desejado mediante cozimento do revestimento obtido a partir da composição. De maior preferência, as partículas de cerâmica grandes constituem cerca de 5 a 40% em peso, de preferência superior cerca de 5 a 20% em peso, ambos com base no peso combinado destas partículas e o fluoropolímero na camada que contém estes dois componentes, em que o teor de fluoropolímero é de 95 a 60% em peso. Estas proporções de partículas de cerâmica grandes e fluoropolímero aplicamPetição 870180018613, de 07/03/2018, pág. 20/43

12/31 se a cada um dos tamanhos de partícula para as partículas de cerâmica grandes descritas acima.

[025] Componentes adicionais podem estar presentes na camada de sobre-revestimento do revestimento não adesivo utilizado na presente invenção. A camada de sobre-revestimento pode conter, por exemplo, endurecedor de filme inorgânico de pequeno tamanho de partícula, ou seja, endurecedor de filme inorgânico que possui tamanho médio de partícula de menos de 5 pm, preferencialmente menos de cerca de 3 pm e, de maior preferência, menos de cerca de 1 pm. A identidade do endurecedor de filme inorgânico de pequeno tamanho de partícula pode ser idêntica às grandes partículas de cerâmica, exceto pelo fato de que as partículas grandes e pequenas não necessitam ter a mesma identidade de partícula. A presença das partículas pequenas de endurecedor de filme inorgânico tende a não aumentar a resistência à abrasão do revestimento não adesivo obtido a partir da composição utilizada na presente invenção, mas aumenta a dureza do revestimento e, portanto, a sua durabilidade contra arranhões. Desta forma, a camada de sobre-revestimento utilizada na presente invenção pode conter de 0 a cerca de 30% em peso das partículas pequenas de endurecedor de filme inorgânico. Preferencialmente, cerca de 5 a 30% em peso destas partículas pequenas estão presentes, com base no peso combinado de partículas de cerâmica grandes, fluoropolímero e partículas pequenas de endurecedor de filme inorgânico em uma única camada, de maior preferência cerca de 8 a 20% em peso.

[026] A camada de sobre-revestimento de acordo com a presente invenção preferencialmente não contém, ou seja, é livre de promotor de adesão. Um promotor de adesão é um material normalmente presente na camada de primer para aderir à camada de primer ao substrato não revestido, tal como de metal, vidro ou material cerâmico. O fluoropolímero, devido à sua

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13/31 propriedade não adesiva, não se adere ao substrato não revestido e, desta forma, não realiza a função promotora de adesão. O fluoropolímero presente na camada de sobre-revestimento também não é um promotor de adesão, não obstante este fluoropolímero possa aderir esta camada a uma camada adjacente que contém fluoropolímero durante o processo de cozimento, ou seja, para fornecer adesão entre revestimentos. Uma pequena quantidade de promotor de adesão pode estar presente na composição de sobre-revestimento utilizada na presente invenção, entretanto, para obter adesão entre revestimentos quando a camada sobre a qual a composição de sobrerevestimento é revestida não contiver fluoropolímero. Como a presença de promotor de adesão na camada formada a partir dessa composição tende a (a) prejudicar a propriedade não adesiva da superfície exposta dessa camada e (b) aumentar a dificuldade da aplicação por pulverização da composição na forma de dispersão aquosa, a quantidade de promotor de adesão deverá ser a menor possível. Preferencialmente, a quantidade de promotor de adesão presente na composição, quando presente, é de não mais de cerca de 8% em peso, de maior preferência não mais de cerca de 5% em peso, com base no peso do fluoropolímero na camada de sobre-revestimento. A composição pode ser substancialmente livre de promotor de adesão, ou seja, que contém menos de 2% em peso, preferencialmente menos de 1,5% em peso e, de maior preferência, menos de 1% em peso de promotor de adesão, em que estes pesos são baseados no peso do fluoropolímero na composição.

[027] O promotor de adesão geralmente não contém flúor. Promotores de adesão típicos são os utilizados em camadas de primers, tais como sílica coloidal e/ou polímeros termicamente estáveis, tipicamente denominados aglutinantes de polímeros. Embora o aglutinante de polímero geralmente não contenha flúor, ele se adere ao fluoropolímero tão bem quanto o substrato ao qual o primer é aplicado. No caso presente, o promotor de

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14/31 adesão promove adesão entre revestimentos, especialmente quando o primer, embora contenha aglutinante polimérico, não contiver fluoropolímero. Aglutinantes de polímeros preferidos são aqueles que são solúveis ou solubilizados em água ou uma mistura de água e solvente orgânico para o aglutinante, solvente este que é miscível com água. Esta solubilidade ajuda na mistura do aglutinante com o componente de fluoropolímero na forma de dispersão aquosa.

[028] Um exemplo do componente aglutinante é o sal de ácido poliâmico, que se converte em poliamidoimida (PAI) mediante cozimento da composição. Este aglutinante é preferido porque, na forma totalmente imidizada obtida por meio de cozimento do sal de ácido poliâmico, este aglutinante possui temperatura de serviço contínua de mais de 250°C. O sal de ácido poliâmico geralmente é disponível na forma de ácido poliâmico que possui viscosidade inerente de pelo menos 0,1, medida na forma de solução a 0,5% em peso em N, N-dimetilacetamida a 30°C. Ele é dissolvido em um agente coalescente tal como N-metilpirrolidona e um agente redutor da viscosidade, tal como ácido furfurílico, e reagido com uma amina terciária, preferencialmente trietilamina, para formar o sal, que é solúvel em água, conforme descrito com mais detalhes na Patente US 4.014.834 (Concannon). O meio de reação resultante que contém o sal de ácido poliâmico pode ser misturado em seguida com a dispersão aquosa de fluoropolímero e, como o agente coalescente e o agente redutor da viscosidade são miscíveis em água, a mistura produz uma composição de revestimento uniforme. A mistura pode ser atingida por meio de simples mistura dos líquidos entre si sem utilizar excesso de agitação, de forma a evitar a coagulação da dispersão aquosa de fluoropolímero. Exemplos de outros aglutinantes apropriados para uso com a presente invenção incluem poliamidoimida (PAI), poliimida (PI), sulfeto de polifenileno (PPS), poliéter sulfona (PES), poliarileno-etercetona, polieterimida

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15/31 e óxido de poli(1,4 (2,6-dimetilfenila) comumente conhecido como óxido de polifenileno (PPO). Todas estas resinas são termicamente estáveis sob temperatura de pelo menos 140°C. Polietersulfona é um polímero amorfo que possui uma temperatura de uso sustentada (estabilidade térmica) de até 190°C e temperatura de transição vítrea de 220°C. Poliamidoimida é termicamente estável sob temperaturas de pelo menos 250°C e funde-se sob temperaturas de pelo menos 290°C. Sulfeto de polifenileno funde-se a 285°C. Poliarilenoétercetonas são termicamente estáveis sob temperaturas de pelo menos 250°C e fundem-se sob temperaturas de pelo menos 300°C.

[029] Por simplicidade, somente um aglutinante polimérico pode ser utilizado para formar o componente promotor de adesão, quando presente, da camada de sobre-revestimento. Diversos aglutinantes poliméricos, entretanto, também são contemplados para uso na presente invenção. Isso é particularmente verdadeiro para o uso de aglutinante polimérico na camada de primer. Os aglutinantes de polímeros preferidos são pelo menos um polímero selecionado a partir do grupo que consiste de PAI, PES e PPS. Esta preferência aplica o aglutinante de polímero utilizado no primer e no sobrerevestimento, caso promotor de adesão esteja presente no sobre-revestimento.

[030] O revestimento não adesivo de acordo com a presente invenção pode conter outros materiais de carga que possuem valor de dureza Knoop de menos de 1200 em uma ou mais camadas que compõem o revestimento não adesivo. Cargas adicionais apropriadas incluem flocos de vidro, esferas de vidro, fibra de vidro, silicato de alumínio ou zircônio, mica, flocos metálicos, fibra metálica, pós cerâmicos finos, dióxido de silício, sulfato de bário, talco etc. que poderão ser utilizados nas camadas de primer, sobrerevestimento e/ou revestimento superior. O revestimento não adesivo pode também conter pigmento, cuja quantidade dependerá da coloração desejada e do pigmento específico utilizado. O pigmento pode estar presente em qualquer

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16/31 uma dentre as camadas de primer, sobre-revestimento e revestimento superior (composições) utilizadas na presente invenção.

[031] Cada uma das camadas do revestimento não adesivo de acordo com a presente invenção pode ser aplicada sequencialmente ao substrato por meios convencionais, preferencialmente na forma de um meio líquido e, de maior preferência, em que o líquido do meio compreende água e a composição aplicada ao substrato é uma dispersão aquosa. O primer pode ser qualquer dos primers descritos no estado da técnica, que contêm tipicamente promotor de adesão, tal como descrito acima, e fluoropolímero como os ingredientes essenciais. Diversos aglutinantes de polímeros podem ser utilizados no primer, especialmente quando são desejadas certas propriedades de uso final, tais como flexibilidade, dureza ou proteção contra a corrosão. Combinações comuns incluem PAI/PES, PAI/PPS e PES/PPS. O promotor de adesão no primer pode também incluir uma combinação de diferentes promotores de adesão, tais como sílica coloidal e aglutinante de polímero.

[032] O primer contém promotor de adesão e os promotores de adesão descritos acima como sendo possivelmente utilizados no sobrerevestimento podem ser utilizados no primer. Os promotores de adesão preferidos utilizados no primer incluem pelo menos um dentre PAI, PES e PPS. O primer pode ou não conter, entretanto, grandes partículas de cerâmica e pode excluir fluoropolímero. Quando partículas de cerâmica grandes (tamanho médio de pelo menos 10 pm) forem utilizadas na camada de primer, elas estão presentes em uma quantidade eficaz para aumentar a resistência à abrasão (SBAR seca) do revestimento não adesivo, em que o sobre-revestimento também contém as partículas de cerâmica grandes. Tipicamente, isso necessitará da presença de pelo menos 3% em peso das partículas de cerâmica grandes na camada de primer, com base no peso total da camada de primer (base sólida seca). A camada de primer pode também conter até 60%

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17/31 em peso das partículas de cerâmica grandes, com base no peso da camada de primer (base sólida seca). A camada de primer pode também conter endurecedor de filme inorgânico que possui tamanho médio de partícula de menos de 5 pm, conforme descrito acima. O uso de um fluoropolímero na camada de primer é preferido, mas não é necessário para a prática da presente invenção. Desta forma, o primer pode ser substancialmente livre de fluoropolímero, ou seja, conterá menos de 10% em peso de fluoropolímero, preferencialmente menos de 5% em peso de fluoropolímero, com base no peso de sólidos na composição de camada de primer. A referência a pesos sólidos no presente se refere ao peso após o cozimento.

[033] Geralmente, o fluoropolímero compreenderá de 10 a 45% em peso da camada de primer, quando presente na camada de primer, pelo menos 70% em peso da camada de revestimento intermediário e pelo menos 90% em peso da camada de sobre-revestimento. Todos estes percentuais em peso são baseados em sólidos.

[034] Aplicações de rolo e pulverização que formam cada camada são os métodos de aplicação mais convenientes, dependendo do substrato sendo revestido com primer. Outros métodos de revestimento bem conhecidos, que incluem mergulhamento e revestimento com bobina, são apropriados. O sobre-revestimento pode ser aplicado por meio de métodos convencionais sobre a camada de primer antes da sua secagem. Quando as composições de primer e sobre-revestimento forem dispersões aquosas, entretanto, a composição de sobre-revestimento pode ser aplicada à camada de primer preferencialmente após a secagem ao toque. O mesmo é verdadeiro para aplicação da camada de revestimento superior ao sobre-revestimento, que então se torna a camada de revestimento intermediário do acabamento não adesivo. A composição de revestimento superior pode ser qualquer das composições de fluoropolímero de revestimento superior publicadas. Quando a

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18/31 camada de primer é elaborada por meio da aplicação da composição de primer a partir de um solvente orgânico e a camada de sobre-revestimento é aplicada a partir de um meio aquoso, a camada de primer deverá ser seca de forma que todo o solvente incompatível com água seja removido antes da aplicação do revestimento superior. As propriedades de adesão do primer ao substrato e a adesão entre revestimentos manifestar-se-ão mediante secagem e cozimento da camada de sobre-revestimento junto com a secagem e o cozimento do primer (presença obrigatória) e revestimento superior (presença opcional) para formar o acabamento não adesivo sobre o substrato.

[035] A estrutura em camadas composta resultante pode ser cozida para fundir todos os revestimentos ao mesmo tempo, para formar um acabamento não adesivo sobre o substrato. Quando o fluoropolímero for PTFE, prefere-se uma temperatura de cozimento alta e rápida, tal como por 5 minutos, sob temperatura inicial de 427°C que se eleva até 435°C. Quando o fluoropolímero no primer ou o sobre-revestimento for uma mistura de PTFE e FEP, tal como 50 a 70% em peso de PTFE e 50 a 30% em peso de FEP, a temperatura de cozimento pode ser reduzida para 415°C, elevando-se até 427°C em 3 minutos (tempo total de cozimento).

[036] O substrato revestido resultante possui preferencialmente uma camada de primer que possui não mais de 16 pm de espessura, de maior preferência de 8 a 13 pm de espessura. Preferencialmente, a camada de revestimento intermediário é mais espessa que a camada de primer e, de maior preferência, é pelo menos 50% mais espessa. A espessura da camada de revestimento intermediário após o cozimento pode ser de 12,5 a 15 pm. Após o cozimento, a camada de revestimento intermediário possui preferencialmente uma espessura que é de não mais que a menor dimensão das partículas de cerâmica presentes no revestimento intermediário e menos que a maior dimensão destas partículas. Preferencialmente, a camada de revestimento

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19/31 intermediário é de 15 a 23 pm e a camada de revestimento superior possui de 5 a 12 pm de espessura. A espessura das camadas que contêm grandes partículas de cerâmica é medida pelo princípio de corrente parasita (ASTM B244) após o cozimento. Os valores de corrente parasita refletem uma média dos valores ao longo do substrato que incluem a altura da partícula grande e a profundidade dos vales entre as partículas. Este método é adicionalmente descrito em Métodos de Teste, conforme aplicado ao estabelecimento das camadas de revestimento sobre um substrato na formação do revestimento não adesivo. A espessura da camada de primer pode também ser medida sobre o revestimento não adesivo cozido por meio de seccionamento do substrato revestido, tal como frigideira, e medição da espessura a partir de micrografia obtida por meio de um microscópio eletrônico de varrimento (SEM). Utilizando SEM, pode-se fazer uma distinção entre a altura das partículas grandes e a profundidade do vale entre as partículas. Valores SEM que relatam a espessura do primer no vale entre as partículas são de cerca de 50% dos valores de corrente parasita relatados.

[037] O substrato utilizado na presente invenção pode ser um metal ou cerâmica, cujos exemplos incluem alumínio, alumínio anodizado, aço enrolado a frio, aço inoxidável, esmalte, vidro e pirocerâmica. Estes materiais podem formar todo o substrato ou, no caso de materiais compostos, apenas a superfície do substrato. O substrato pode ser macio, ou seja, possui um perfil de superfície de menos de 1,25 pm, conforme medido por um aparelho de teste de superfície modelo RT 60 fabricado pela Alpa Co. de Milão, Itália, e necessita ser limpo. Para pirocerâmica e alguns vidros, os resultados aprimorados são obtidos por meio da ativação da superfície de substrato tal como por leve corrosão química, que não é visível a olho nu, ou seja, a superfície ainda é macia. O substrato pode também ser tratado quimicamente com um agente de adesão tal como

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20/31 revestimento úmido de sal de ácido poliâmico, conforme descrito na Patente US 5.079.073 de Tannenbaum.

[038] Produtos que possuem acabamentos não adesivos de acordo com a presente invenção incluem utensílios de cozinha, utensílios de forno, cozedores de arroz e seus insertos, potes de água, placas isoladas de ferro, condutores, calhas, superfícies de rolo, lâminas de corte etc.

Métodos de Teste

Teste SBAR seco [039] Um substrato revestido não adesivo é avaliado para determinar a resistência à abrasão dos revestimentos não adesivos utilizando o teste SBAR. Este teste baseia-se na Especificação Padrão Britânica para utensílios de cozinha BS 7069: 1988, em que o sistema de revestimento é submetido a uma almofada abrasiva fixada sobre um braço vertical com movimento horizontal recíproco. O aparelho realiza um movimento horizontal recíproco de braço de 100 mm ± 5 mm a partir do centro do cilindro sob velocidade média de ± 10 m/min. A almofada abrasiva (3M Scotch-Brite 7447) é uma teia de nylon aleatória impregnada com resina fenólica e óxido de alumínio fixado ao cilindro e carregado para aplicar uma força total de ± 15 N (massa do braço + peso do corpo = 4,5 kg) sobre o revestimento. A amostra de teste é preparada por meio de revestimento de um substrato, conforme explicado nos Exemplos, com secagem e cozimento conforme o especificado.

[040] O substrato revestido é testado conforme preparado, sem lavagem. O substrato revestido é fixado sobre um suporte fixo e a almofada abrasiva carregada é aplicada sobre a superfície não adesiva. A amostra é mantida estacionária e o braço de almofada abrasiva é movido para a frente e para trás ao longo de uma distância de 50 mm ± 2,5 mm sobre os dois lados do ponto central do cilindro.

[041] A almofada abrasiva é girada após 250 ciclos e renovada

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21/31 após outros 250 ciclos. Este procedimento prossegue até que o metal seja visível e, em seguida, é registrada a quantidade de ciclos para rompimento do revestimento. O rompimento do revestimento é o ponto final do teste.

Teste de liberação [042] A frigideira revestida não adesiva é aquecida até a faixa de 190°C a 200°C e mantida nesta faixa de temperatura conforme medido por meio de um pirômetro de contato sobre a superfície de substrato ao longo de todo o teste. Um ovo é frito em uma frigideira não temperada. Para conduzir o teste, um ovo é quebrado sobre a frigideira e cozido por 3 minutos. O ovo é erguido com uma espátula e a frigideira é inclinada para permitir o deslizamento do ovo. É determinada a facilidade com que o ovo desliza. A frigideira retorna para o queimador e o ovo é virado. A gema do ovo é rompida com uma espátula e o ovo é cozido por mais dois minutos. O ovo é novamente erguido com uma espátula e a facilidade com que a espátula remove o ovo do revestimento não adesivo é a avaliação de liberação para o revestimento. Este teste de liberação é repetido após cada 7500 ciclos do teste SBAR realizado sobre o revestimento não adesivo. Para todos os revestimentos não adesivos dos Exemplos a seguir, incluindo os revestimentos comparativos, o ovo foi facilmente removido da superfície não adesiva pela espátula ao longo da vida do revestimento no teste SBAR, até o momento em que o metal do substrato torna-se visível pela primeira vez. A exceção a esta observação é o revestimento não adesivo do Exemplo 12 na Tabela 8, em que a liberação começou a deteriorar-se após 45.000 ciclos.

Espessura de filme seco (DFT):

[043] A espessura de revestimento cozido é medida com um instrumento de espessura de filme, tal como Fisherscope, com base no princípio de corrente parasita (ASTM B244). Devido à presença de grandes partículas nos revestimentos, a determinação da espessura é realizada sobre

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22/31 cupons colocados na frigideira. Para preparar os cupons, um cupom é fixado à frigideira de metal e dois pontos adjacentes são colados com fita antes de qualquer aplicação do revestimento. O primer é aplicado conforme especificado nos exemplos e uma fita é removida para expor o metal bruto sobre o qual é colocado um segundo cupom. O revestimento intermediário é aplicado em seguida e a segunda fita é removida para exposição, sobre a qual é aplicado um terceiro cupom. A medição do primeiro cupom fornece espessura total de todos os três revestimentos (primer, revestimento intermediário e revestimento superior). A medição do segundo cupom fornece espessura do revestimento intermediário e revestimento superior. A medição do terceiro cupom fornece a espessura do revestimento superior. Valores individuais de espessura de primer e espessura de revestimento intermediário são calculados por meio de subtração. A espessura do primer é determinada subtraindo-se o valor da espessura do segundo cupom do primeiro cupom. A espessura de revestimento intermediário é determinada subtraindo-se a espessura do terceiro cupom do segundo cupom.

Fluoropolímero [044] Dispersão de PTFE: dispersão de fluoropolímero DuPont TFE com teor de sólidos de 59 a 61% em peso e RDPS de 170 a 210 nm. Dispersão de fluoropolímero PTFE grau 30 é disponível por meio da DuPont Company, Wilmington DE.

[045] Dispersão de FEP: dispersão de fluoropolímero TFE/HFP com teor de sólidos de 54,5 a 56,5% em peso e RDPS de 150 a 210 nm, em que a resina possui teor de HFP de 9,3 a 12,4% em peso e velocidade de fluxo de fusão de 11,8 a 21,3 g/10 min medida a 372°C por meio do método de ASTM D-1238 modificado conforme descrito na

Patente US 4.380.618.

[046] Dispersão de PFA: dispersão de fluoropolímero DuPont

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PFA com teor de sólidos de 58 a 62% em peso e RDPS de 185 a 245 nm, em que a resina possui teor de PPVE de 2,9 a 3,6% em peso e velocidade de fluxo de fusão de 1,3 a 2,7 g/10 min medida a 372°C por meio dos métodos de ASTM D-1238 modificados conforme descrito na Patente US 4.380.618. Fluoropolímero PFA com grau de dispersão 335 é disponível por meio da DuPont Company, Wilmington DE.

Aglutinante de polímero [047] PAI é poli(amidoimida) Torlon® AI-10 (polímeros da Solvay Advanced), uma resina sólida (que pode ser revertida para sal poliâmico) que contém de 6 a 8% de NMP residual.

[048] Sal de ácido poliâmico geralmente é disponível na forma de ácido poliâmico que possui viscosidade inerente de pelo menos 0,1 conforme medido na forma de solução a 0,5% em peso em N, Ndimetilacetamida a 30°C. Ele é dissolvido em um agente coalescente tal como N-metil pirrolidona e um agente redutor da viscosidade, tal como álcool furfurílico, e reagido com uma amina terciária, preferencialmente trietil amina para formar o sal que é solúvel em água, conforme descrito com mais detalhes na Patente US 4.014.834 (Concannon).

Carboneto de silício [049] Utiliza-se carboneto de silício fornecido pela

Elektroschemelzwerk Kempten GmbH (ESK), Munique, Alemanha.

[050] P 1200 = tamanho médio de partícula de 15,3 ± 1 pm.

[051] P 600 = tamanho médio de partícula de 25,8 ± 1 pm.

[052] P 400 = tamanho médio de partícula de 35,0 ± 1,5 pm.

[053] P 320 = tamanho médio de partícula de 46,2 ± 1,5 pm.

[054] F1000-D = tamanho médio de partícula de 5 a 7 pm.

[055] O tamanho médio de partícula é medido por meio de sedimentação utilizando Padrão FEPA 43-GB 1984R 1993 resp. ISO 8486 de

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24/31 acordo com informações oferecidas pelo fornecedor.

ÓXIDO DE ALUMÍNIO [056] O óxido de alumínio (partículas pequenas) é fornecido pela

Aluminum Corporation of America - Grau SG A-16 com tamanho médio de partícula de 0,35 a 0,50 pm.

Exemplos [057] Um sistema não adesivo com três revestimentos representativo da presente invenção é pulverizado sobre frigideiras de teste de alumínio macio que tenham sido tratadas apenas por meio de lavagem para remover graxa, mas sem serem encrespados mecanicamente. As composições de dispersão aquosa do primer, revestimento intermediário e revestimento superior são relacionadas nas Tabelas 1,2, 3 e 4, respectivamente.

Tabela 1

Composições de Primers A, B e C

Ingredientes	% em peso
Primer A	Primer B	Primer C
Úmido	Seco	Úmido	Seco	Úmido	Seco
Primer A		Primer B		Primer C
Sílica coloidal	0,95	3,43	1,08	5,23	0,83	4,11
Polímero de poliamidaimida	4,65	16,83	5,12	24,82	5,55	27,45
Polinaftaleno sulfonato de sódio	0,19	0,68	0,00	0,00	0,16	0,81
PTFE	4,19	15,19	4,78	23,16	0,00	0,00
PFA	2,07	7,51	2,36	11,46	0,00	0,00
Tensoativo não iônico	0,96	0,00	0,67	0,00	0,14	0,00
Mica	0,00	0,00	0,05	0,24	0,00	0,00
Metil pirrolidona	2,78	0,00	3,07	0,00	3,33	0,00
Negro de fumo	0,31	1,13	0,00	0,00	0,27	1,32
Pigmento azul ultramarinho	1,76	6,38	7,22	35,02	1,55	7,65
Óxido de alumínio	8,15	29,54	0,00	0,00	7,08	35,02
Óxido de zinco	0,00	0,01	0,01	0,04	0,00	0,01
SiC, P600	5,33	19,30	0,00	0,00	2,39	11,82
SiC, P400	0,00	0,00	0,00	0,00	2,39	11,82
Hidroxipropil celulose	0,02	0,00	0,00	0,00	0,02	0,00

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Ingredientes	% em peso
Primer A	Primer B	Primer C
Úmido	Seco	Úmido	Seco	Úmido	Seco
Primer A		Primer B		Primer C
2,4,7,9-tetrametil-5 decino-4,7-diol	0,24	0,00	0,00	0,00	0,21	0,00
Água	63,09	0,00	69,47	0,00	69,97	0,00
Trietanolamina	0,01	0,00	0,00	0,00	0,01	0,00
Álcool furfurílico	3,58	0,00	4,01	0,00	3,76	0,00
Dietilaminoetanol	0,66	0,00	0,72	0,00	0,78	0,00
Trietilamina	1,31	0,00	1,44	0,00	1,57	0,00
Total	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0

[058] O primer A contém fluoropolímero e SiC. O primer B contém fluoropolímero, mas não SiC. O primer C contém SiC, mas não fluoropolímero.

Tabela 2

Composições de Revestimento Intermediário A, B

Ingredientes	% em peso
Revestimento intermediário A	Revestimento intermediário B
Úmido	Seco	Úmido	Seco
Revestimento intermediário A		Revestimento intermediário B
PAI	0,00	0,00	0,53	1,39
Polinaftaleno sulfonato de sódio	0,22	0,51	0,09	0,24
Polímero acrílico	5,13	0,00	4,75	0,00
PFA	5,01	11,73	4,51	11,85
PTFE	28,39	66,46	25,55	67,10
Ácido oleico	1,02	0,00	1,13	0,00
Mica/TiO2/óxido de estanho	0,73	1,72	0,66	1,74
Monobutil éter de dietileno glicol	2,03	0,00	2,23	0,00
Hidrocarboneto aromático	2,48	0,00	2,73	0,00
Negro de fumo	1,05	2,45	1,14	2,98
Pigmento azul ultramarinho	0,28	0,65	0,50	1,32
Óxido de alumínio	6,56	15,36	0,00	0,00
SiC	0,00	0,00	4,56	11,97
Octoato de cério	0,48	1,12	0,54	1,41
Hidroxipropil celulose	0,02	0,00	0,00	0,00
Tensoativo não iônico	3,74	0,00	4,02	0,00
Água	38,97	0,00	41,94	0,00
Trietanolamina	3,90	0,00	4,27	0,00
Dietilaminoetanol	0,00	0,00	0,08	0,00

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Ingredientes	% em peso
Revestimento intermediário A	Revestimento intermediário B
Úmido	Seco	Úmido	Seco
Revestimento intermediário A		Revestimento intermediário B
Metil pirrolidona	0,00	0,00	0,30	0,00
Álcool furfurílico	0,00	0,00	0,37	0,00
Trietilamina	0,00	0,00	0,15	0,00
Total	100,0	100,0	100,0	100,0

[059] O revestimento intermediário A não contém SiC e o revestimento intermediário B contém SiC.

Tabela 3

Composições de Revestimento Intermediário C a J

	Rev. int. c	Rev. int. D	Rev. int. E	Rev. int. F	Rev. int. G	Rev. int. H	Rev. int. I	Rev. int. J
Tipo SiC	F1000-D (5-	P600	P320	P1200	P600	P600	P600	P600
	7 pm)	(25,8)	(46,2)	(15,3)	(25,8)	(25,8)	(25,8)	(25,8)
Ingred.	% em peso
	Úmido	Úmido	Úmido	Úmido	Úmido	Úmido	Úmido	Úmido
SiC	5,50	5,50	5,50	5,50	1,74	15,40	3,55	5,43
Revest. interm. A	94,50	94,50	94,50	94,50	98,26	84,60	96,45	94,57

[060] Os revestimentos intermediários C, D, E, F e J contêm aproximadamente a mesma quantidade de SiC, mas possuem tamanhos médios de partícula diferentes. Os revestimentos intermediários G, H e I contêm SiC com o mesmo tamanho médio de partícula mas em quantidades diferentes.

Tabela 4

Composição de Revestimento Superior

Ingredientes	% em peso
Primer
Úmido	Seco
Polímero acrílico	5,17	0,00
PFA	2,09	4,89
PTFE	39,68	92,91
Ácido oleico	1,21
Mica/TiO2/óxido de estanho	0,37	0,87
Dietileno glicol monobutil éter	2,41
Hidrocarboneto aromático	2,95

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Ingredientes	% em peso
Primer
Úmido	Seco
Octoato de cério	0,57	1,33
Tensoativo não iônico	4,69
Água	36,29
Trietanolamina	4,58
Total	100,0	100,0

[061] O primer é pulverizado sobre o substrato de alumínio e seco a 66°C por 10 minutos. O revestimento intermediário é pulverizado sobre o primer seco. O revestimento superior é aplicado (pulverizado) úmido sobre úmido ao revestimento intermediário. O revestimento é forçado a secar a 149°C por 10 minutos e curado em seguida a 427°C por 5 minutos. A espessura do filme de revestimento seco (DFT) para primer/revestimento intermediário/revestimento superior é determinada por meio de cupons utilizando a análise de corrente parasita descrita acima. Geralmente, as espessuras são, para o primer, 7,8 a 13,8 pm/revestimento intermediário, 15,5 a 20,5 pm/revestimento superior, 5 a 12 pm.

[062] Os Exemplos apresentados nas tabelas abaixo exibem uma resistência à abrasão do sistema com três revestimentos com quantidades e tamanhos variáveis de partículas de SiC no revestimento intermediário do sistema de revestimento. Frigideiras de teste revestidas não adesivas são submetidas a teste SBAR seco para avaliar a resistência à abrasão.

Partículas de SiC no revestimento intermediário - percentual de carga [063] Os resultados do teste de abrasão de um sistema com três revestimentos com partículas de SiC no revestimento intermediário são exibidos na Tabela 5. O tamanho de partícula de SiC é mantido a 25,8 pm enquanto varia o percentual em peso. Maior aperfeiçoamento dos resultados de SBAR seco é observada mesmo com pequenas quantidades de SiC e aumenta com carga mais alta de partículas de SiC. Nenhuma partícula de SiC está presente no primer utilizado (Primer B).

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Tabela 5

Desempenho com Base em Carga de SiC em Revestimento Intermediário

Exemplo	Comp. 1	1	2	3	4
Ciclo médio de SBAR K seco	1,1	26,5	35,8	31,0	43,8
% de melhoria de SBAR seco x Comp. 1	-	2260	3080	2660	3790
Primer	B	B	B	B	B
% em peso de primer de SiC	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
Tamanho de partícula do primer de SiC (mícrons)	-	-	-	-	-
Revestimento intermediário	A	G	I	D	H
% em peso de revestimento intermediário de SiC do total de sólidos (seco)	0,00	3,98	7,93	11,99	29,88
Tamanho de partícula de revestimento intermediário de SiC (micra)	-	25,8	25,8	25,8	25,8
% em peso de revestimento intermediário de fluoropolímero (seco)	78,19	75,08	71,99	68,81	54,83
% em peso de revestimento intermediário de SiC/SiC mais fluoropolímero (seco)	-	5,03	9,92	14,84	35,27

Partículas de SiC no revestimento intermediário - efeito do tamanho de partículas [064] Os resultados do teste de abrasão de um sistema com três revestimentos com partículas de SiC no revestimento intermediário são exibidos nas Tabelas 6 e 7. O tamanho de partículas de SiC no revestimento intermediário varia na faixa de 5 a 7 pm até 46 pm na razão de carga de cerca de 12% em peso no filme seco. Na Tabela 6, as amostras também contêm partículas de SiC no primer, em que estas partículas possuem um tamanho de partícula de 25,8 pm. Na Tabela 7, as amostras não contêm partículas de SiC no primer. Os resultados exibem melhores resultados de SBAR seco de todas as amostras que possuem partícula acima de 14 pm no revestimento intermediário, com resultados surpreendentemente superiores para amostras que contêm partículas de SiC na faixa de 20 a 30 pm no revestimento intermediário. A comparação do Exemplo Comparativo 2, em que o primer contém 19,30% em peso de SiC, com o Exemplo 1 da Tabela 5, em que nenhuma partícula de SiC está presente no primer e apenas 3,98% em peso de

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SiC estão presentes no revestimento intermediário, revela a eficácia muito maior da presença das partículas de SiC grandes no revestimento intermediário com relação ao primer. O revestimento do Exemplo 1 exibe mais de 40% de melhoria em resistência à abrasão SBAR sobre o Exemplo Comparativo 2 com menos de 25% da quantidade de SiC utilizada no primer do Exemplo Comparativo 2.

Tabela 6

Desempenho com Base no Tamanho de Partículas de SiC em Revestimento

Intermediário, com SiC em Primer

Exemplo	Comp. 2	Comp. 3	5	6	7
Média de ciclo de SBAR K seco	18,4	20,8	29,0	42,0	38,0
% de melhoria de SBAR seco x Comp. 2	-	13	57	128	106
Primer	A	A	A	A	A
% em peso de primer de SiC (seco)	19,30	19,30	19,30	19,30	19,30
Tamanho de partícula de primer de SiC (mícrons)	25,8	25,8	25,8	25,8	25,8
% em peso de primer de fluoropolímero (seco)	22,70	22,70	22,70	22,70	22,70
Revestimento intermediário	A	C	F	J	E
% em peso de revestimento intermediário de SiC no total de sólidos (secos)	0,00	11,99	11,99	11,85	11,99
Tamanho de partículas de revestimento intermediário de SiC (mícrons)		5-7	15,3	25,8	46,2
% em peso do revestimento intermediário de fluoropolímero (seco)	78,19	68,81	68,81	68,93	68,81
% em peso de revestimento intermediário de SiC/SiC mais fluoropolímero (seco)		14,84	14,84	14,67	14,84

[065] Cálculo do aumento percentual: ((29,0 - 18,4) - 18,4) x 100

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Tabela 7

Desempenho com Base no Tamanho de Partículas de SiC no Revestimento

Intermediário Sem SiC no Primer

Exemplo	Comp. 1	8	9	10
Média de ciclo SBAR K seco	1,1	15,5	31,0	22,5
% de melhoria de SBAR seco x Comp. 1	-	1280	2660	1900
Primer	B	B	B	B
% em peso de primer de SiC	0,00	0,00	0,00	0,00
Tamanho de partícula de primer de SiC (mícrons)	-	-	-	-
Revestimento intermediário	A	F	D	E
% em peso de revestimento intermediário de SiC sobre o total de sólidos	0,00	11,99	11,99	11,99
Tamanho de partícula de revestimento intermediário de SiC (micra)	-	15,3	25,8	46,2
% em peso de revestimento intermediário de fluoropolímero (seco)	78,19	68,81	68,81	68,81
% em peso de revestimento intermediário de SiC/SiC mais fluoropolímero	-	14,84	14,84	14,84

Comparação de sistema com e sem fluoropolímero em primer [066] Os resultados do teste de abrasão de um sistema com três revestimentos com os primers A (fluoropolímero) e C (sem fluoropolímero), ambos revestidos com camada intermediária B (13,2% em peso de SiC com base no peso combinado de SiC e fluoropolímero) são exibidos na Tabela 8. O tamanho médio de partícula de SiC no revestimento intermediário é de 25,8 pm.

Tabela 8

Camada de Primer Com/Sem Fluoropolímero

Exemplo	11	12
Média de ciclo SBAR K seco	49,8	>50
Primer	A	C
% em peso de primer de SiC (seco)	19,30	11,82/11,82
Tamanho de partícula de primer de SiC (mícrons)	25,8	25,8/35,0
% em peso de primer de fluoropolímero (seco)	22,70	0,00
Revestimento intermediário	B	B
% em peso de revestimento intermediário de SiC (seco) sobre o total de sólidos	11,97	11,97
Tamanho de partícula de revestimento intermediário de SiC (mícrons)	25,8	25,8

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Exemplo	11	12
% em peso de revestimento intermediário de fluoropolímero (seco)	78,95	78,95
% em peso de revestimento intermediário de SiC/SiC mais fluoropolímero (seco)	13,17	13,17

[067] Em outro Exemplo da presente invenção, um primer que não contém fluoropolímero é utilizado em combinação com um revestimento intermediário que não contém promotor de adesão. O primer é similar ao primer C, exceto pelo fato de que o SiC é inteiramente P600, ou seja, compõe 25,2% em peso do peso seco da composição de primer. O revestimento intermediário é similar ao revestimento intermediário D, exceto pelo fato de que a quantidade de SiC é de 11,7% em peso com base no peso seco da composição. Como no caso do revestimento intermediário D, a composição de revestimento intermediário utilizada neste Exemplo não contém o promotor de adesão PAI. O revestimento superior é a mesma composição da Tabela 4. As composições do primer, revestimento intermediário e revestimento superior são aplicadas sequencialmente a um substrato (frigideira de alumínio) da mesma forma descrita acima para formar um revestimento não adesivo sobre o substrato. As espessuras de revestimento (seco) são de 11,3 pm para a camada de primer, 19 pm para a camada de revestimento intermediário e 9,3 pm para a camada de revestimento superior. O resultado do teste SBAR sobre este revestimento é de 39.000 ciclos.

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Claims

Reivindicações

1. SUBSTRATO RESISTENTE À ABRASÃO, caracterizado pelo fato de que possui um revestimento não adesivo sobre ele, que compreende um sobre-revestimento e um primer que adere o mencionado sobre-revestimento ao mencionado substrato, em que o mencionado sobrerevestimento compreende fluoropolímero e pelo menos 3% em peso de partículas de cerâmica que possuem tamanho médio de partícula de pelo menos 10 pm para aumentar a resistência à abrasão do mencionado revestimento conforme determinado por meio do método SBAR seco, em que a % em peso é baseada no peso combinado das mencionadas partículas de cerâmica e do mencionado fluoropolímero no mencionado sobre-revestimento, em que dito revestimento não adesivo inclui um revestimento superior que compreende fluoropolímero, e em que dito revestimento e dito primer são livres de ditas partículas de cerâmica que possuem um tamanho médio de pelo menos 10 pm.
2. SUBSTRATO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado primer compreende um promotor de adesão e, opcionalmente, fluoropolímero.
3. SUBSTRATO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o endurecedor de filme inorgânico está adicionalmente presente em pelo menos um dentre o mencionado primer e o mencionado sobre-revestimento, em que o mencionado endurecedor de filme inorgânico possui um tamanho de partícula de menos de 5 pm.
4. SUBSTRATO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura do mencionado sobre-revestimento é pelo menos 50% maior que a espessura do mencionado primer.
5. SUBSTRATO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado sobre-revestimento contém um

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2/2 promotor de adesão em quantidade de até 10% em peso com base no peso do mencionado fluoropolímero.
6. SUBSTRATO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o mencionado promotor de adesão é selecionado a partir do grupo que consiste de poliamidoimida, poliéter sulfona e sulfeto de polifenileno.
7. SUBSTRATO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado sobre-revestimento é substancialmente livre de promotor de adesão.
8. SUBSTRATO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as mencionadas partículas de cerâmica possuem dureza Knoop de pelo menos 1200.
9. SUBSTRATO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser um produto selecionado a partir do grupo que compreende uma panela, uma assadeira, cozedores de arroz e seus insertos, um pote de água, uma chapa isolada de ferro, um condutor, uma calha de escoamento, uma superfície de rolo ou uma lâmina de corte.

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