ES3039272T3 - Ambient cure high temperature protective coating - Google Patents

Ambient cure high temperature protective coating

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ES3039272T3
ES3039272T3 ES19835764T ES19835764T ES3039272T3 ES 3039272 T3 ES3039272 T3 ES 3039272T3 ES 19835764 T ES19835764 T ES 19835764T ES 19835764 T ES19835764 T ES 19835764T ES 3039272 T3 ES3039272 T3 ES 3039272T3
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curing
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Qiang Huang
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PPG Industries Ohio Inc
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Abstract

Una composición de revestimiento curable a temperatura ambiente incluye una mezcla de componentes que comprenden un polisiloxano que tiene un Mw de al menos 10.000 según lo determinado por cromatografía de permeación en gel usando un estándar de poliestireno, (b) un polisiloxano con funcionalidad alcoxi y (c) un inhibidor de corrosión inorgánico; un método para preparar un revestimiento resistente a la corrosión que comprende (i) aplicar la composición de revestimiento a un sustrato y (ii) curar el componente (b) en condiciones ambientales; y un sustrato al menos parcialmente recubierto con la composición de revestimiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Recubrimiento protector de alta temperatura curable a temperatura ambiente
Campo de la invención
La presente invención se refiere a composiciones de recubrimiento de silicona, recubrimientos formados a partir de las mismas y procedimientos para formar tales recubrimientos.
Antecedentes de la invención
Los polímeros de silicona se han utilizado en recubrimientos resistentes a la corrosión. Por ejemplo, los documentos US 2018/0334587 A1 y WO 2014/164202 A1 describen composiciones de recubrimiento de siloxano epoxi anticorrosivo. Tales polímeros de silicona suelen aplicarse a un sustrato, secarse al aire y, a continuación, curarse a temperaturas elevadas de 175-200°C (350-400°F). Cuando se utilizan a temperaturas superiores a 350°C (660°F), tales recubrimientos tienden a volverse porosos, lo que por lo tanto reduce su efecto protector sobre el sustrato.
Resumen de la invención
La presente invención comprende una composición de recubrimiento curable a temperatura ambiente que comprende una mezcla de componentes que comprenden (a) un polisiloxano que tiene un Mw de al menos 20,000 determinado por cromatografía de permeación en gel, (b) un alcoxi polisiloxano, y (c) un inhibidor de corrosión inorgánico; un procedimiento de preparación de un recubrimiento que comprende (i) aplicar la composición de recubrimiento a un sustrato y (ii) curar el componente (b) a temperatura ambiente; y un sustrato recubierto al menos parcialmente con la composición de recubrimiento.
Breve descripción del dibujo
La Fig. 1 es un conjunto de fotografías de los paneles recubiertos probados en los Ejemplos 1-10.
Descripción detallada de la invención
Para los fines de la siguiente descripción detallada, debe entenderse que la invención puede asumir diversas variaciones y secuencias de pasos alternativos, excepto donde se especifique expresamente lo contrario. Mas aún, aparte de en cualquier ejemplo operativo, o cuando se indique lo contrario, todos los números que expresan, por ejemplo, cantidades de ingredientes utilizados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones deben entenderse como modificados en todos los casos por la expresión "aproximadamente". En consecuencia, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos establecidos en la siguiente memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas son aproximaciones que pueden variar en función de las propiedades que se desean obtener con la presente invención. Como mínimo y no como un intento para limitar la aplicación de la doctrina de equivalentes al alcance de las reivindicaciones, cada parámetro numérico debe interpretarse al menos a la luz de la cantidad de dígitos significativos informados y mediante la aplicación de técnicas de redondeo habituales.
A pesar de que los intervalos y parámetros numéricos que establecen el amplio alcance de la invención son aproximaciones, los valores numéricos establecidos en los ejemplos específicos se informan de la manera más precisa posible. Sin embargo, cualquier valor numérico contiene inherentemente ciertos errores que resultan necesariamente de la desviación estándar encontrada en sus respectivas mediciones de prueba.
Asimismo, debe entenderse que se pretende que cualquier intervalo numérico mencionado en este documento incluya todos los subintervalos contenidos en él. Por ejemplo, un intervalo de "1 a 10" pretende incluir todos los subintervalos entre (e inclusive) el valor mínimo recitado de 1 y el valor máximo recitado de 10, esto es, que tiene un valor mínimo igual o mayor de 1 y un valor máximo igual o menor de 10.
En esta solicitud, el uso del singular incluye el plural y el plural abarca el singular, a menos que se indique específicamente lo contrario. Además, en esta solicitud, el uso de "o" significa "y/o" a menos que se indique específicamente lo contrario, aunque "y/o" se puede usar explícitamente en ciertos casos. Además, en esta solicitud, el uso de "un" o "una" significa "al menos uno/a", a menos que se indique específicamente lo contrario. Por ejemplo, "un" polímero, "un" reticulante y similares se refieren a uno o más de cualquiera de estos elementos.
Tal y como se utiliza en el presente documento, el término de transición "que comprende" (y otros términos comparables,por ejemplo,"que contiene" y "que incluye") es "abierto" y está abierto a la inclusión de materia no especificada. A pesar de ser descritos en los términos de "que comprende", los términos "que consiste esencialmente de" y "que consiste de" se encuentran también dentro del alcance de la invención.
La composición de recubrimiento de silicona de la presente invención es curable en condiciones ambientales, por ejemplo a temperatura ambiente, tal como en el intervalo de 2-60°C (incluyendo la temperatura ambiente, por ejemplo 20-25°C) y humedad relativa en el intervalo de 1-100%. La composición de recubrimiento curable a temperatura ambiente incluye (a) un polisiloxano que tiene un peso molecular (Mw) de al menos 20,000 o al menos 100,000 o al menos 200,000 (todos los Mw divulgados en el presente documento se determinan mediante cromatografía de permeación en gel utilizando un estándar de poliestireno para la calibración), (b) un polisiloxano alcoxi y (c) un inhibidor de corrosión inorgánico, así como un agente de curado opcional.
Polisiloxano
El polisiloxano (a) que tiene un Mw de al menos 20,000 o al menos 100,000 o al menos 200,000 puede denominarse en el presente documento, en relación con otros componentes poliméricos como "polisiloxano de alto Mw". Los polisiloxanos adecuados tienen la fórmula (I):
donde cada R1 es independientemente un grupo hidroxi o un grupo alquilo, arilo o alcoxi que tiene hasta seis átomos de carbono, y donde n se selecciona de modo que el peso molecular del polisiloxano sea al menos 10,000. Tales polisiloxanos de alto Mw están disponibles en el comercio, tales como SILRES REN 50, SILRES REN 60 y SILRES REN 80 a través de Wacker Chemical Corporation (Adrian, MI) o DOWSIL RSN-0805, DOWSIL RSN-0806 y DOWSIL RSN-0808 a través de Dow Chemical Company (Midland, MI) o SILIKOPHEN P50/X y SILIKOPHEN P80/X a través de Evonik Corporation (Parsippany, NJ).
Alcoxi Polisiloxano
El alcoxi polisiloxano (b) utilizado en la presente invención incluye polisiloxanos diferentes del polisiloxano (a) y que tienen la fórmula general (II):
( II )
donde cada grupo R2 puede ser hidrógeno, alquilo o alcoxi, y cada grupo R3 puede ser alcoxi o acetoxi, teniendo cada uno de R2 y R3 hasta seis átomos de carbono, donde m se selecciona de modo que el peso molecular para el alcoxi polisiloxano sea de hasta 8,000. Tales alcoxi polisiloxanos están disponibles en el comercio, tales como SILRES MSE 100 a través de Wacker Chemical Corporation (Adrian, MI) y DOWSIL 2403 a través de Dow Chemical Company (Midland, MI). Por ejemplo, el grupo R2 puede ser un grupo metilo de un metilo polisiloxano funcional metoxi. El alcoxi polisiloxano es curable con humedad, lo que significa que se polimeriza y/o retícula en presencia de humedad disponible en la atmósfera circundante. El polisiloxano se polimeriza y/o retícula aún más, normalmente utilizando agua que está disponible en la atmósfera circundante (es decir, como humedad), y presente dentro de la composición de recubrimiento curable. El agua hidroliza los grupos alcoxi del polisiloxano, dando lugar a grupos hidroxilo libres. En una reacción de condensación posterior entre los grupos hidroxilo libres, se considera que el polisiloxano está curado. Este mecanismo de reacción puede describirse como un mecanismo de hidrólisis-discondensación, en el que las reacciones suelen catalizarse con un titanato de alquilo (reacción de hidrólisis) y una base fuerte (reacción de condensación).
Inhibidor de Corrosión Inorgánico
La composición de recubrimiento de la presente invención incluye un inhibidor de corrosión inorgánico tal como óxido de magnesio, fosfato de zinc, fosfatos de zinc modificados con metal, fosfosilicato modificado con metal y/o borosilicato modificado con metal, en el que el metal comprende calcio, bario, estroncio, molibdeno, magnesio y/o aluminio y "modificado con metal" se refiere a los aditivos metálicos incluidos en el mismo. Por "inhibidor de corrosión" se entiende un componente que mejora la resistencia a la corrosión, es decir, la resistencia del recubrimiento frente a la reacción u otro tipo de degradación por condiciones adversas en el entorno circundante, de un sustrato subyacente en comparación con la misma composición de recubrimiento salvo que no contenga el inhibidor de corrosión.
Agente de curado
Cuando está presente, el agente de curado puede comprender un compuesto organometálico tal como el titanato de alquilo, por ejemplo el titanato detetra-n-butilo, ácidos (tales como los ácidos sulfónico, fosfórico y bórico), compuestos de zinc, acetonato de acetilo y otros compuestos básicos diversos.
El polisiloxano (a) puede estar presente en la composición de recubrimiento (con todas las referencias a porcentajes en el presente documento basadas en toda la composición de recubrimiento, incluido el disolvente, en una forma lista para su uso) en una cantidad del 1 % en peso (wt.) o superior, o del 2 % en peso (wt.) o superior, o puede estar presente en un 20 % en peso (wt.) o menos, o en un 5 % en peso (wt.) o menos, o en un 12 % en peso (wt.) o menos. El polisiloxano (a) puede estar presente en la composición de recubrimiento en un intervalo de % en peso de 1-20, tal como de 2-15 o de 2-12 u otro intervalo en combinación utilizando estos puntos finales. El alcoxi polisiloxano (b) puede estar presente en la composición de recubrimiento en una cantidad del 2 % en peso o superior, o del 3 % en peso o superior, o del 5 % en peso o superior, o puede estar presente en un 40 % en peso o menos, o en un 30 % en peso o menos, o en un 25 % en peso o menos. El alcoxi polisiloxano (b) puede estar presente en la composición de recubrimiento en un intervalo de % en peso de 240, tal como de 3-30 o 5-25 u otro intervalo en combinación utilizando estos puntos finales. El inhibidor de corrosión inorgánico (c) puede estar presente en la composición de recubrimiento en una cantidad de 1 % en peso o superior, o 2 % en peso o superior, o 4 % en peso o superior, o puede estar presente en 35 % en peso o menos, o 25 % en peso o menos, o 20 % en peso o menos. La composición de recubrimiento en (c) puede estar presente en la composición de recubrimiento en un intervalo de % en peso de 1-35, tal como 2-25 o de 4 -20. El agente de curado opcional puede estar presente en la composición de recubrimiento en una cantidad de 0.05 % en peso o superior, o 0.1 % en peso o superior, o 0.2 % en peso o superior, o puede estar presente en 5 % en peso o menos, o 3 % en peso o menos, o 2 % en peso o menos, o puede estar presente en un intervalo de % en peso de 0.05-5, tal como de 0.1-3, o de 0.2-2, u otro intervalo en combinación utilizando estos puntos finales.
La composición de recubrimiento curable a temperatura ambiente de la presente invención puede prepararse como un sistema de "dos componentes", en el que un primer componente incluye una mezcla del polisiloxano de alto Mw (a) el alcoxi polisiloxano, (b) el inhibidor de corrosión inorgánico, y (c) y un segundo componente incluye un agente de curado. En el segundo componente puede haber polisiloxano de alto Mw (a) adicional. El inhibidor de corrosión inorgánico (c) puede estar presente alternativamente en el segundo componente o en ambos componentes. Los componentes primero y segundo se mezclan posteriormente antes de su aplicación a un sustrato. La composición de recubrimiento curable a temperatura ambiente de la presente invención también puede prepararse como un "componente único" en el que todos los componentes se mezclan antes de la aplicación a un sustrato.
La presente invención se describe en el presente documento con referencia a un sistema de dos componentes para el propósito general de la vida útil, en el que el curado de la composición de recubrimiento no comienza hasta que los materiales están todos combinados, por lo tanto, manteniendo el segundo componente separado del primero, el sistema puede ser estable (no curará) durante un período prolongado de tiempo. Sin embargo, esto no pretende ser limitativo, ya que un sistema de un componente también está abarcado en la presente invención, incluso si su vida útil (período de tiempo antes del curado) es relativamente corta.
El sustrato sobre el que puede aplicarse la composición de recubrimiento de la presente invención puede estar hecho de cualquier material adecuado, en particular de materiales (tales como metales) que pueden estar sujetos a degradación tales como ampollas, grietas, fallos de adhesión y/o corrosión en determinados entornos. Un sustrato metálico adecuado para su uso con la presente invención puede incluir materiales ferrosos o no ferrosos tales como estaño, aluminio, acero, tal como, acero inoxidable, acero chapado en estaño, acero cromado pasivado, acero galvanizado, o acero en espiral, u otro metal en espiral, y cualquier aleación metálica de los mismos. Estos sustratos pueden utilizarse en entornos agresivos en los que se desea controlar la corrosión y aislar, lo que a menudo se denomina recubrimiento bajo aislamiento (CUI), a temperaturas desde criogénicas hasta 1000°F (540°C). Las industrias en las que se encuentran estos entornos agresivos son la aeroespacial, la energética, la manufacturera, la petroquímica, la de la pulpa y el papel, y la militar. Dichos sustratos pueden ser al menos una porción de un componente de un equipo industrial, químico y/o de procedimiento. Algunos ejemplos no limitativos de los mismos incluyen los reactores, las chimeneas de escape, los reformadores, las columnas de destilación, las tuberías, los recipientes (incluidos los tanques de almacenamiento de materiales tales como líquidos industriales, combustibles de hidrocarburos y gas natural licuado), las válvulas, los intercambiadores de calor, las calderas y/o los motores de aviación.
Aunque no se desea estar limitado por ninguna teoría en particular, se cree que en la composición de recubrimiento de la presente invención, el polisiloxano de alto M wy el alcoxi polisiloxano forman un polisiloxano híbrido en el que el polisiloxano de alto Mw proporciona flexibilidad y contribuye a la resistencia a la temperatura del recubrimiento resultante, mientras que el alcoxi polisiloxano permite el curado a temperatura ambiente y contribuye a la resistencia a la temperatura del recubrimiento resultante. Además, se cree que el inhibidor de corrosión inorgánico crea un aspecto de "autocuración" en el recubrimiento resultante, en el sentido de que la porosidad que se desarrolla en los recubrimientos de silicona convencionales a altas temperaturas (por encima de 350°C) se minimiza o evita por la presencia del inhibidor de corrosión inorgánico a través de una interacción con los polisiloxanos. De este modo, el polisiloxano de alto Mw, el alcoxi polisiloxano y el inhibidor de corrosión inorgánico forman un recubrimiento organometálico protector sobre el sustrato. Un experto en la técnica que trabaje en la presente invención sabrá que la selección de los compuestos particulares para cada uno de (a) un polisiloxano que tenga un Mw de al menos 20,000 determinado por cromatografía de permeación en gel, (b) un alcoxi polisiloxano, y (c) un inhibidor de corrosión inorgánico dependerá de la aplicación particular de la composición de recubrimiento. Por ejemplo, si la composición de recubrimiento estuviera destinada a utilizarse sobre un sustrato metálico, el experto podría seleccionar componentes particulares de (a), (b) y (c) para conseguir la resistencia a la corrosión, la adhesión al sustrato y/o la resistencia al calor deseadas, dependiendo de los entornos de uso final.
Las composiciones de recubrimiento pueden comprender uno o más componentes adicionales, incluyendo pero no limitados a, mono- y di-epóxidos, secuestrantes de humedad, pigmentos, tales como pigmentos de barrera (por ejemplo, óxidos de hierro micáceos MIOX y/o aluminio foliado) y pigmentos de borato (por ejemplo, pigmento multifuncional BUSAN 11-M2, disponible a través de Buckmar Laboratories, Inc., Memphis, TN), agregados, modificadores reológicos, plastificantes, agentes antiespumantes, promotores de adhesión, agentes de suspensión, agentes tixotrópicos, catalizadores, agentes humectantes de pigmentos, extendedores bituminosos y asfálticos, agentes antisedimentación, diluyentes, estabilizadores de luz UV, agentes de liberación de aire, auxiliares de dispersión, disolventes, tensioactivos, secantes inorgánicos o mezclas de cualquiera de ellos. Entre los secantes inorgánicos adecuados (materiales que absorben fácilmente el agua de la composición de recubrimiento y se hidratan) se incluyen los secantes metálicos, tales como el manganeso, el circonio, el cerio, las tierras raras, el cobalto, el zinc, el calcio, el bario de litio y el cobre. La selección de los disolventes adecuados utilizados en la composición de recubrimiento de la presente invención será apreciada por los expertos en la técnica e incluyen, pero no se limitan a, tolueno, xileno, carbonato de dimetilo y mezcla de disolventes 150 aromáticos.
Una persona con conocimientos ordinarios en la técnica de las composiciones de recubrimiento de resina entendería que tales otros componentes comunes pueden incorporarse a la composición de recubrimiento. La composición de recubrimiento puede comprender hasta un 50% en peso de dichos componentes.
Por ejemplo, la composición de recubrimiento de la presente invención puede incluir, pero no se limita a, los componentes indicados en la Tabla 1. En uso, los componentes de la Parte A se combinan juntos y los componentes de la Parte B se combinan juntos, y a partir de entonces las Partes A y B se combinan, con las Partes A y B totalizando cada una el 100%.
Tabla 1
Las composiciones de recubrimiento de la presente invención se pueden aplicar al sustrato mediante varios procedimientos. Por ejemplo, la composición de recubrimiento de la presente divulgación puede formularse para su aplicación con equipos convencionales de pulverización con aire, sin aire, sin aire asistida por aire y electrostática, brocha o rodillo. Las composiciones pueden utilizarse como recubrimientos protectores para acero, aluminio, hormigón y otros sustratos con espesores de película seca comprendidos entre 25 micrómetros y dos milímetros.
Las composiciones de recubrimiento descritas en el presente documento pueden aplicarse a una superficie a tratar mediante técnicas convencionales tales como la pulverización o el cepillado o similares, y pueden aplicarse en películas de 50 a 400 micrómetros de espesor, o de hasta 1.5 milímetros de espesor. Si es necesario, múltiples capas de la composición de recubrimiento pueden aplicarse a la superficie que se desea proteger. Por ejemplo, para su uso con un sustrato metálico, tal como en la industria química, el recubrimiento puede aplicarse con un espesor de película seca de 75 a 350 micrómetros para proporcionar un grado deseado de protección a la superficie subyacente. En otras estructuras superficiales, pueden aplicarse recubrimientos del espesor adecuado para proporcionar el nivel de protección deseado. La composición de recubrimiento, una vez aplicada a la al menos una superficie del sustrato, puede dejarse curar en condiciones ambientales hasta que esté completamente curada o, alternativamente, puede curarse a una temperatura elevada, desde por encima de la temperatura ambiente hasta 150°C-200°C, por ejemplo, colocando el sustrato recubierto en un horno de secado o curado. El sustrato puede retirarse del horno tras el curado completo de la composición de recubrimiento o tras el curado parcial de la composición de recubrimiento, tras lo cual la composición de recubrimiento puede continuar curándose sobre el sustrato a temperatura ambiente hasta que se alcance el curado completo.
Las superficies adecuadas para las composiciones proporcionadas en el presente documento pueden comprender cualquier material sustancialmente sólido deseable. Por ejemplo, los tipos de superficies que pueden tratarse con las composiciones de esta divulgación incluyen vidrio; fibra de vidrio; compuestos de fibra de carbono; compuestos de fibra de basalto; fibras de siloxano y cerámica; cerámica, tales como nitruro de silicio, carburo de silicio, sílice, alúmina, circonio y similares; metales, tales como, por ejemplo, hierro, acero inoxidable, acero galvanizado, zinc, aluminio, níquel, cobre, magnesio y aleaciones de los mismos, plata y oro y similares; plásticos, tales como, polimetacrilato de metilo, poliuretano, policarbonato, poliésteres, incluido el tereftalato de polietileno, poliimidas, poliamidas, resinas epoxi, polímero ABS, polietileno, polipropileno, polioximetileno; materiales minerales porosos, tales como, hormigón, ladrillos de arcilla, mármol, basalto, asfalto, marga, terracota; materiales orgánicos, tales como madera, cuero, pergamino, papel y textiles; y superficies recubiertas, tales como pinturas de emulsión plástica, recubrimientos acrílicos, recubrimientos epoxi, resinas melamínicas, resinas de poliuretano y recubrimientos alquídicos. La superficie o sustrato contemplado en el presente documento también puede comprender al menos dos capas de materiales. Una capa de material, por ejemplo, puede incluir vidrio, metal, cerámica, plásticos, madera o material compuesto. Otras capas de material que comprenden la superficie o sustrato pueden incluir capas de polímeros, monómeros, compuestos orgánicos, compuestos inorgánicos, compuestos organometálicos, capas continuas, capas porosas y nanoporosas.
La presente invención también está dirigida a las siguientes cláusulas, sin estar limitada a las mismas.
Una primera cláusula se dirige a una composición de recubrimiento curable a temperatura ambiente que comprende una mezcla de componentes que comprenden (a) un polisiloxano que tiene un Mw de al menos 20,000 según se determina por cromatografía de permeación en gel utilizando un estándar de poliestireno para la calibración; (b) un alcoxi polisiloxano; y (c) un inhibidor de corrosión inorgánico. Una segunda cláusula está dirigida a la composición de recubrimiento de la cláusula uno, que comprende además un agente de curado para curar el componente (b) mediante curado por humedad. La cláusula tercera está dirigida a la composición de recubrimiento de las cláusulas primera o segunda, donde el Mw del componente (a) es de al menos 100,000. La cláusula cuarta está dirigida a la composición de recubrimiento de las cláusulas primera o segunda, donde el Mw del componente (a) es de al menos 200,000. La cláusula quinta está dirigida a la composición de recubrimiento de cualquiera de las cláusulas uno a cuatro, en la que el componente (a) comprende un alquilo arilo polisiloxano. La cláusula sexta está dirigida a la composición de recubrimiento de cualquiera de las cláusulas uno a cinco, en la que el componente (b) comprende un alquilo polisiloxano funcional alcoxi. La cláusula séptima está dirigida a la composición de recubrimiento de cualquiera de las cláusulas uno a seis, en la que el inhibidor de corrosión inorgánico (c) comprende óxido de magnesio, fosfato de zinc, fosfatos de zinc modificados con metal, fosfosilicato modificado con metal y/o borosilicato modificado con metal, en el que el metal comprende calcio, bario, estroncio, molibdeno, magnesio y/o aluminio. La cláusula octava está dirigida a un procedimiento de preparación de un recubrimiento que comprende: (i) aplicar la composición de recubrimiento de cualquiera de las cláusulas primera a séptima a un sustrato; y (ii) curar el componente (b) en condiciones ambientales. La cláusula novena está dirigida al procedimiento de la cláusula octava, que comprende además antes del paso (i) preparar una mezcla de reactivos que comprende un primer componente que comprende el polisiloxano (a) y el polisiloxano funcional alcoxi (b) y un segundo componente que comprende el inhibidor de corrosión inorgánico (c); y mezclar los componentes primero y segundo. La cláusula décima está dirigida al procedimiento de las cláusulas octava o novena, en el que el segundo componente comprende además polisiloxano adicional (a). La cláusula decimoprimera está dirigida al procedimiento de cualquiera de las cláusulas octava a décima, que comprende además un paso adicional de curado del componente polisiloxano funcional alcoxi (b) a una temperatura de al menos 200 °F. La cláusula décimo segunda está dirigida a un sustrato recubierto al menos parcialmente con la composición de recubrimiento de cualquiera de las cláusulas uno a siete. La cláusula decimotercera está dirigida al sustrato de la cláusula decimosegunda, en el que el sustrato es metálico. La cláusula decimocuarta está dirigida a un componente de procesamiento industrial que comprende el sustrato de las cláusulas decimosegunda o decimotercera. La cláusula decimoquinta está dirigida al componente de procesamiento industrial de la cláusula decimocuarta, en el que el componente comprende un reactor, una chimenea de escape, un reformador, una columna de destilación, una tubería, una válvula, un intercambiador de calor, una caldera o un tanque de almacenamiento, o un motor de aeronave. La cláusula decimosexta está dirigida a la composición de recubrimiento de cualquiera de las cláusulas primera a sétima en la que el polisiloxano (a) está presente en una cantidad en peso de 1-20% o de 2-15% o de 2-12%. La cláusula decimoséptima está dirigida a la composición de recubrimiento de cualquiera de las cláusulas primera a séptima, decimosexta o decimoséptima, en la que el inhibidor de corrosión inorgánico está preestablecido en una cantidad en peso de 135% o de 2-25% o de 4-20%. La cláusula decimonovena está dirigida a la composición de recubrimiento de cualquiera de las cláusulas primera a sétima o decimosexta a decimoctava, que comprende además un agente de curado para el curado por humedad del alcoxi polisiloxano (b) en una cantidad en peso de 0.05-5 o de 0.1-3 o de 0.2 2.
Ilustran la invención los siguientes ejemplos que no deben considerarse limitativos de la invención en sus detalles. Todas las partes y porcentajes en los ejemplos, así como en toda la memoria descriptiva, se expresan en peso, a menos que se indique lo contrario.
Ejemplos
Las siguientes formulaciones se prepararon a partir de los componentes indicados y según se describe.
Ejemplo 1
1Metilfenil polisiloxano, Mw >100,000, disponible a través de Wacker Chemical Corporation (Adrián, MI) 2Vinil alcoxi silano, disponible a través de Wacker Chemical Corporation (Adrian, MI)
3Agente de acoplamiento de titanato, disponible a través de Kenrich Petrochemicals, Inc. (Bayonne, NJ) 4Agente humectante, disponible a través de BYK USA Inc. (Wellingford, CT)
5Modificador reológico, disponible a través de Elementis Specialties (East Windsor, NJ)
6Mica micronizada, disponible a través de Imerys Talc America, Inc. (Houston, TX)
7MI0X, disponible a través de Kish Company (Mentor, OH)
8Metilpolisiloxano, disponible a través de Wacker Chemical Corporation (Adrian, MI)
9Fosfato de zinc, disponible a través de ICL Specialty Products, Inc. (Hammond, IN)
10Agente de carga, disponible a través de Vanderbilt Minerals (Norwalk, CT)
Ejemplo Comparativo 2
Total 100
Ejemplo Comparativo 3
Parte B
Metilfenilpolisiloxano, Mw 2000-4000, disponible a través de Dow Chemical Company (Midland, MI)
Ejemplo Comparativo 4
Ejemplo 5
Metilfenilpolisiloxano, Mw >20,000, disponible a través de Wacker Chemical Corporation (Adrián, MI)
Ejemplo 6
Metilfenilpolisiloxano, Mw >200,000, disponible a través de Dow Chemical Company (Midland, MI) Metilpolisiloxano, disponible a través de Dow Chemical Company (Midland, MI)
Ejemplo 7
Fosfosilicato de calcio y estroncio, disponible a través de The Cary Company (Addison, IL)
Ejemplo 8
Fosfato de aluminio-zinc, disponible a través de ICLSpecialty Products Inc. (Hammond, IN)
Ejemplo 9
Ejemplo 10
Para los Ejemplos 1-8 (sistema de dos componentes), se mezclaron dos partes A con una parte B (por volumen) con un agitador mecánico. Para el Ejemplo 9 (también sistema de dos componentes), se mezclaron 93.3 partes A con una parte B (por volumen) con un agitador mecánico. Para el Ejemplo 10 (sistema componente único), todos los elementos se mezclaron con agitación mecánica. Las mezclas en los Ejemplos 1-10 se aplicaron cada una directamente sobre metal en paneles de acero al carbono utilizando una pistola de pulverización de aire HVLP con una abertura de punta de 1.7 mm para producir recubrimientos en condiciones ambientales sobre los paneles con un espesor de película seca de 10-12 mils.
Pruebas
Se realizaron las siguientes pruebas con los recubrimientos de los Ejemplos 1-10.
Prueba de corrosión térmica cíclica acelerada: El procedimiento de prueba de corrosión térmica cíclica acelerada utilizó un horno programable y una cámara de niebla salina basada en la prueba de niebla salina ASTM B117. La prueba de niebla salina B117 es un procedimiento de prueba de corrosión estandarizado por la ASTM, utilizado para comprobar la resistencia a la corrosión de materiales y recubrimientos superficiales. Se trata de una prueba de corrosión acelerada que produce un ataque corrosivo a muestras recubiertas con el fin de evaluar la idoneidad del recubrimiento para su uso como acabado protector. La aparición de productos de corrosión (óxido u otros óxidos) se evalúa tras un periodo de tiempo predeterminado. La duración de la prueba depende de la resistencia a la corrosión del recubrimientos; por lo general, cuanto más resistente a la corrosión sea el recubrimiento, mayor será el período de prueba antes de la aparición de corrosión/óxido.
La prueba incluyó la exposición intermitente a la niebla salina tras la carga térmica cíclica. Cada ciclo incluía 3 días de exposición cíclica al calor seco desde temperatura ambiente hasta 800°F (427°C). Los paneles se enfriaron en agua fría al final de cada día durante el ciclo de secado. Tras un ciclo de secado de 3 días, los paneles se colocaron en una cámara de niebla salina B117 durante 3 días. Los paneles se inspeccionaron después de cada ciclo (clasificación de óxido según ASTM D610 y clasificaciones de ampollas/fisuras según ASTM D1654-08). La duración de la prueba continuó hasta que aparecieron ampollas/fisuras/delaminaciones, corrosión y/u óxido. Un mayor número de ciclos antes de que se produzca dicho deterioro es indicativo de una mayor resistencia a la corrosión. La adhesión por arrancamiento y la resistencia al calor se probaron de acuerdo con las normas ASTMD4541-17 y ASTM 2485-18, respectivamente. Los resultados de las pruebas se presentan en la Tabla 2, con imágenes de los paneles probados en la Fig. 1. Los paneles mostrados en la Fig. 1 demuestran la resistencia a la corrosión fallida del Ejemplo Comparativo 2 (sin inhibidor de corrosión), Ejemplo Comparativo 3 (polisiloxano de bajo Mw y sin inhibidor de corrosión) y Ejemplo Comparativo 4 (polisiloxano de bajo Mw con inhibidor de corrosión). Se apreciará que la presencia de inhibidor de corrosión es insuficiente para proporcionar una resistencia adecuada a la corrosión cuando se incluye polisiloxano de bajo Mw en lugar del polisiloxano de alto Mw de la presente invención. El Ejemplo 1 se comparó con productos disponibles en el comercio, como se indica en la Tabla 3.
��Tabla 3
Resultados de la Prueba de Referencia Sobre la Prueba de Corrosión Térmica Cíclica
18HEAT-FLEX HI-TEMP 1200 a través de Sherwin-WÍNiams
19INTERBOND 1202UPC a través deAkzoNobel
20THERMALINE HEAT SHIELD a través de Carboline
Si bien se han descrito anteriormente realizaciones particulares de esta invención a efectos ilustrativos, resultará evidente para aquellos expertos en la técnica que se pueden realizar numerosas variaciones de los detalles de la presente invención sin apartarse de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una composición de recubrimiento curable a temperatura ambiente, definida como una temperatura en el intervalo de 2-60 °C y una humedad relativa en el intervalo de 1-100%, que comprende una mezcla de componentes que comprenden:
(a) un polisiloxano que tenga un Mw de al menos 20,000, determinado mediante cromatografía de permeación en gel utilizando un estándar de poliestireno;
(b) un polisiloxano funcional alcoxi; y
(c) un inhibidor de corrosión inorgánico.
2. La composición de recubrimiento de la reivindicación 1, que comprende además un agente de curado para curar el componente (b) mediante curado por humedad.
3. La composición de recubrimiento de la reivindicación 1, donde el Mwdel componente (a) es de al menos 100,000.
4. La composición de recubrimiento de la reivindicación 1, donde el Mw del componente (a) es de al menos 200,000.
5. La composición de recubrimiento de la reivindicación 1, en la que el componente (a) comprende un alquilo arilo polisiloxano.
6. La composición de recubrimiento de la reivindicación 1, en la que el componente (b) comprende un alquilo polisiloxano funcional alcoxi.
7. La composición de recubrimiento de la reivindicación 1, en la que el inhibidor de corrosión inorgánico (c) comprende óxido de magnesio, fosfato de zinc, fosfatos de zinc modificados con metal, fosfosilicato modificado con metal y/o borosilicato modificado con metal, en el que el metal comprende calcio, bario, estroncio, molibdeno, magnesio y/o aluminio.
8. Un procedimiento de preparación de un recubrimiento que comprende:
(i) aplicar la composición de recubrimiento de la reivindicación 1 a un sustrato; y
(ii) curar el componente (b) en condiciones ambientales.
9. El procedimiento de la reivindicación 8, que comprende además preparar una mezcla de reactivos que comprende un primer componente que comprende el polisiloxano (a) y el polisiloxano funcional alcoxi (b) y un segundo componente que comprende el inhibidor de corrosión inorgánico (c); y mezclar el primer y segundo componentes.
10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que el segundo componente comprende además polisiloxano adicional (a).
11. El procedimiento de la reivindicación 8, que comprende además un paso adicional (iii) de curado del componente polisiloxano funcional alcoxi (b) a una temperatura de al menos 93 °C (200 °F).
12. Un sustrato al menos parcialmente recubierto con la composición de recubrimiento de la reivindicación 1.
13. El sustrato de la reivindicación 12, en el que el sustrato es metálico.
14. Un componente de procesamiento industrial que comprende el sustrato de la reivindicación 13.
15. El componente de procesamiento industrial de la reivindicación 14, en el que el componente comprende un reactor, una chimenea de escape, un reformador, una columna de destilación, una tubería, una válvula, un intercambiador de calor, una caldera o un tanque de almacenamiento, o un motor de aeronave.
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