BR102012021942A2 - Composição de polímero de casca solúvel, método, e, composição aquosa de revestimento - Google Patents

Abstract

Composição de polímero de casca solúvel, método, composição aquosa de revestimento. A presente invenção refere-se a uma composição de polímero de casca solúvel compreendendo uma casca de polímero em emulsão solúvel em álcali e um núcleo de polímero em emulsão insolúvel em álcali, cuja composição é estabilizada por um tensoativo de fórmula r-(och~ 2~ch~ 2~)~ 2~-~ 6~oso~ 3~ ^ -^m^ +^, em que r é um grupo alquila c~ 8~-c~ 18~ e m^ +^ é um contra-íon.a invenção adicionalmente se refere a um método de preparar a composição e ao seu uso como um aglutinante em formulações de revestimento. Formulações preparadas com a composição de polímero de casca solúvel têm excelentes perfis de congelamento-descongelamento e encobrimento.

Description

“COMPOSIÇÃO DE POLÍMERO DE CASCA SOLÚVEL E MÉTODO PARA A SUA PREPARAÇÃO” Fundamentos da invenção Composições de revestimento de látex incluem uma variedade de aditivos para aperfeiçoar o desempenho. Por exemplo, aditivos de anticongelamento tais como etileno-glicol e propileno-glicol são usados para evitar que a composição congele e para aperfeiçoar o desempenho da composição em temperaturas baixas. Solventes coalescentes também são utilizados para abaixar a temperatura mínima de formação de filme. Contudo, o uso destes aditivos tem se tomado menos desejável devido às exigências regulatórias para reduzir ou até mesmo eliminar a adição de compostos orgânicos tendo pontos de ebulição em pressão atmosférica de até 260°C (i.e., compostos orgânicos voláteis, VOCs) em formulações. Em uma abordagem para solucionar este problema, US 7.705.082 revela a adição de um derivado de etileno-glicol oligomérico baixo em compostos orgânicos voláteis para produzir uma formulação de revestimento com propriedades de congelamento-descongelamento aceitáveis. Contudo, o método revelado exige quantidades substanciais de aditivo, aumentando o custo e a complexidade da formulação, bem como formação de espuma e sensibilidade à água potencialmente crescentes. Seria, portanto desejável encontrar outras abordagens para se alcançarem propriedades de congelamento- descongelamento aceitáveis sem o uso de VOCs.

Sumário da invenção A presente invenção fornece, em um primeiro aspecto, uma composição de polímero de casca solúvel compreendendo de 5 a 20 por cento em peso de uma casca de polímero em emulsão solúvel em álcali e de 80 a 95 por cento em peso de um núcleo de polímero em emulsão insolúvel em álcali, em que: a casca de polímero em emulsão solúvel em álcali compreende de 75 a 95 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero acrílico e de 5 a 25 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero de ácido acrílico, baseado no peso do polímero em emulsão solúvel em álcali; e sendo que: o núcleo de polímero em emulsão insolúvel em álcali compreende de 0,1 a 5 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero de ácido fosforado e de 80 a 99,9 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero acrílico, baseado no peso do polímero em emulsão insolúvel em álcali; em que a composição de polímero de casca solúvel está estabilizada com 0,5 a 5 por cento em peso, baseado no peso da composição de polímero de casca solúvel, de um tensoativo de fórmula R-(OCI I2CH2)2-60S03"M+, na qual R é um grupo alquila Cg-C24 linear, ramificado ou cíclico ou aralquila C12-C30 e M+ é um contra-íon.

Em um segundo aspecto, a presente invenção é um método compreendendo as etapas de: a) contatar juntos sob condições de polimerização em emulsão um monômero acrílico e um monômero de ácido acrílico para formar um polímero solúvel em álcali; e b) contatar o polímero solúvel em álcali com um monômero acrílico e um monômero de ácido fosforado sob condições de polimerização em emulsão e na presença de um tensoativo de fórmula R-(0CH2)2-60S03'M+para formar um polímero de látex acrílico com uma porção solúvel em álcali e uma porção insolúvel em álcali, na qual R é um grupo alquila Cg-C24 linear, ramificado, ou cíclico ou um grupo aralquila C12-C30; e M+ é um contra-íon. A composição da presente invenção pode ser usada em uma formulação de revestimento para dar propriedades de encobrimento e de congelamento-descongelamento sem o uso de quer VOCs quer aditivos externos que adversamente afetam outras propriedades da formulação.

Descrição detalhada da invenção Em um primeiro aspecto, a presente invenção fornece uma composição de polímero de casca solúvel compreendendo de 5 a 20 por cento em peso de uma casca de polímero em emulsão solúvel em álcali e de 80 a 95 por cento em peso de um núcleo de polímero em emulsão insolúvel em álcali, sendo que: a casca de polímero em emulsão solúvel em álcali compreende de 75 a 95 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero acrílico e de 5 a 25 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero de ácido acrílico, baseado no peso do polímero em emulsão solúvel em álcali; e sendo que: o núcleo de polímero em emulsão insolúvel em álcali compreende de 0,1 a 5 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero de ácido fosforado e de 80 a 99,9 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero acrílico, baseado no peso do polímero em emulsão insolúvel em álcali; em que a composição de polímero de casca solúvel está estabilizada com 0,5 a 5 por cento em peso, baseado no peso da composição de polímero de casca solúvel, de um tensoativo de fórmula R-(0CH2CH2)2_60S03‘M+, na qual R é um grupo alquila C8-C24 linear, ramificado, ou cíclico ou um grupo aralquila C]2-C18 e Mfi é um contra-íon.

Como aqui usado, o termo “unidades estruturais” do monômero ou da classe nomeado(a), refere-se ao restante do monômero após a polimerização. Uma unidade estrutural de metacrilato de metila é ilustrada: unidade estrutural de metacrilato de metila na qual as linhas tracejadas representam os pontos de ligação da unidade estrutural na estrutura principal do polímero.

Exemplos de monômeros acrílicos adequados usados na preparação da casca de polímero em emulsão solúvel em álcali e do núcleo de polímero em emulsão insolúvel em álcali incluem acrilatos e metacrilatos tais como metacrilato de metila, metacrilato de etila, acrilato de etila, acrilato de butila, metacrilato de butila, acrilato de etil-hexila e suas combinações.

Combinações preferidas de monômeros acrílicos incluem metacrilato de metila e um ou mais monômeros selecionados de acrilato de etila, acrilato de butila, e acrilato de 2-etil-hexila. Combinações mais preferidas de monômeros acrílicos incluem metacrilato de metila e acrilato de butila; metacrilato de metila e acrilato de etil-hexila; e metacrilato de metila, acrilato de butila, e acrilato de etila.

Exemplos de monômeros acrílicos adequados usados na preparação da casca de polímero solúvel em álcali incluem ácido metacrílico, ácido acrílico, e ácido itacônico, com ácido metacrílico sendo preferido.

Exemplos de monômeros de ácido fosforoso adequados usados na preparação do núcleo de polímero insolúvel em álcali incluem fosfonatos e ésteres de di-hidrogeno-fosfato de um álcool nos quais o álcool contém ou está substituído com um grupo vinila ou olefmico polimerizável. Unidades estruturais preferidas de ésteres de di-hidrogeno-fosfato são unidades estruturais de fosfatos de metacrilatos de hidróxi-alquila, incluindo unidades estruturais de metacrilato de fosfoetila e metacrilatos de fosfopropila, com unidades estruturais de metacrilato de fosfoetila sendo especialmente preferidas. “Metacrilato de fosfoetila” (PEM) é aqui usado para se referir à seguinte estrutura: em que RéHou Preferivelmente, a casca de polímero em emulsão solúvel em álcali compreende de 85 a 95 por cento em peso de unidades estruturais de monômero acrílico e de 5 a 15 por cento em peso de unidades estruturais de monômero de ácido acrílico, baseado no peso do polímero solúvel em álcali. O núcleo de polímero em emulsão insolúvel em álcali preferivelmente compreende de 0,5 a 3 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero de ácido fosforado e de 85 a 95 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero acrílico, baseado no peso do polímero em emulsão insolúvel em álcali. A casca de polímero em emulsão solúvel em álcali e o núcleo de polímero em emulsão insolúvel em álcali podem incluir unidades estruturais de outros monômeros tais como monômeros funcionalizados com ácido contendo enxofre, incluindo metacrilato de sulfo-etila, metacrilato de sulfo-propila, ácido estireno-sulfônico, ácido vinil-sulfônico, e ácido 2- metacrilamido-2-metil-propano-sulfônico, e seus sais; monômeros estireno tais como estireno e vinil-toluenos; monômeros multietilenicamente insaturados tal como metacrilato de alila; vinil-ésteres tal como acetato de vinila; e monômeros multifuncionais tais como metacrilato de ureído e metacrilato de aceto-acetóxi-etila. A composição de polímero de casca solúvel é vantajosamente preparada em estágios múltiplos. Em um primeiro estágio, um monômero acrílico e um monômero de ácido acrílico são vantajosamente contatados juntos sob condições de polimerização em emulsão.

Em um segundo estágio, o polímero solúvel em álcali é vantajosamente contatado com um monômero acrílico e um monômero de ácido fosforado sob condições de polimerização em emulsão para formar um polímero de látex acrílico (i.e., um polímero de casca solúvel) com uma casca solúvel em álcali e um núcleo insolúvel em álcali.

Qualquer um dos ou ambos os primeiro e segundo estágios de polimerização são realizado na presença de emulsificador R-(OCH2CH2)2. ôOSCVlVb no qual R e M+ são como previamente definidos. É preferido este tensoativo seja usado pelo menos no segundo estágio; é mais preferido que este tensoativo seja usado em ambos os estágios e predominantemente no segundo estágio da reação. A concentração do emulsificador é preferivelmente de 1 a 3 por cento em peso, baseada no peso do polímero de casca solúvel.

Preferivelmente, R é um grupo alquila C|0-C[8 linear ou ramificado; e Mh é preferivelmente Na+, K+, ou NH4+. Um exemplo de um tensoativo comercialmente disponível é emulsificador Disponil FES 32, que é nominalmente n-dodecil-(OCH2CH2)4-OS03TSÍa+. O número de grupos óxido de etileno neste tensoativo realmente inclui predominantemente de 2 a 6 grupos óxido de etileno. A composição de polímero de casca solúvel pode ser o produto de estágios adicionais de polimerização, por exemplo, pelo contato sob condições de polimerização em emulsão do polímero de casca solúvel de estágio-2 com um acrilato ou metacrilato, tais como aqueles aqui descritos. A composição de polímero de casca solúvel pode ser usada como um aglutinante para composições aquosas de revestimento, que podem incluir um ou mais dos seguintes aditivos: solventes; cargas; modificadores de reologia; pigmentos, tais como dióxido de titânio, mica, carbonato de cálcio, sílica, óxido de zinco, vidro moído, tri-hidrato de alumínio, talco, trióxido de antimônio, cinza de carvão pulverizado, e argila; pigmentos encapsulados por polímero, tais como partículas de pigmento opacificador parcialmente encapsuladas ou encapsuladas por polímero incluindo dióxido de titânio, óxido de zinco, ou polímeros de litopônio; polímeros ou emulsão de polímero adsorventes ou ligantes na superfície de pigmentos tal como dióxido de titânio; pigmentos ocos, incluindo pigmentos tendo um ou mais vazios; dispersantes, tais como amino-alcoóis e policarboxilatos; tensoativos adicionais, desespumantes; conservantes, tais como biocidas, mildiocidas, fungicidas, algicidas, e suas combinações; agentes de fluxo; agentes de nivelamento; e agentes neutralizadores, tais como hidróxidos, aminas, amônia, e carbonatos.

Uma composição de revestimento preferida contém menos do que 1.000 ppm de VOCs ou quaisquer compostos adicionais que melhoram a estabilidade de congelamento-descongelamento da composição. Como os seguintes exemplos e exemplos comparativos demonstram, composições de revestimento que usam a composição de polímero de casca solúvel da presente invenção dão excelente estabilidade de congelamento- descongelamento sem o uso de VOCs ou de outros aditivos que promovem estabilidade de congelamento-descongelamento.

Os seguintes exemplos são apenas para propósitos ilustrativos e não são intencionados para limitarem o escopo da invenção.

Exemplo 1 - Preparação de aglutinante de polímero de casca solúvel usando Disponil FES-32 com tensoativo Uma primeira emulsão de monômeros (ME1) pela misturação em um vaso de água deionizada (100 g), emulsificador Disponil FES-32 (5,20 g, 30% de agente ativo), acrilato de butila (36 g), metacrilato de metila (143,9 g), ácido metacrílico (20 g), estireno (0,1 g), e agente de transferência de cadeia mercapto-propionato de metila (10,2 g). Uma segunda emulsão de monômeros (ME2) foi preparada pela misturação em um vaso separado de água deionizada (495 g), tensoativo Disponil FES-32 (79,9 g, 30% de agente ativo), acrilato de butila (468 g), acrilato de etila (540 g), metacrilato de metila (702 g), metacrilato de fosfoetila (36 g, 65% de agente ativo), metacrilato de aceto-acetil-óxi-etila (36 g), e metacrilato de ureído (36 g, 50% de agente ativo).

Em um frasco de fundo redondo de quatro bocas, de 5 L, equipado com um agitador de pás, um termômetro, entrada de nitrogênio, e um condensador de refluxo foram adicionados água deionizada (700 g) e tensoativo Disponil FES-32 (13,4 g, 30% de agente ativo). O conteúdo do frasco foi aquecido com agitação para 86°C sob uma atmosfera de nitrogênio.

Uma solução tampão de carbonato de sódio (2,1 g) dissolvido em água deionizada (25 g) foi adicionada no frasco. Uma porção de ME1 (81 g) foi então adicionada seguida por uma solução de persulfato de amônio (4 g) em água deionizada (27 g). Após a temperatura de reação ter alcançado o pico, foi adicionada uma mistura de uma solução de sulfato ferroso hepta-hidratado em água (19,8 g, 0,15% p/p) e uma solução de sal de tetrassódio de ácido etileno-diamino-tetraacético em água (2,9 g, 1% p/p). As duas soluções coalimentadas foram então alimentadas ao frasco durante um período de 85 min: A primeira solução de coalimentação foi preparada a partir de hidro- peróxido de t-amila (4,0 g, 85% de agente ativo), tensoativo Disponil FES-32 (1,2 g, 30% de agente ativo), e água deionizada (95 g), e a segunda solução coalimentada foi preparada a partir de ácido isoascórbico (3,08 g) e água deionizada (100 g). Após 2 min do início da coalimentação, a ME1 restante foi alimentada ao frasco durante 15 min simultaneamente mantendo a temperatura em 86°C.

Logo que a alimentação de ME1 havia se completado, o vaso contendo ME1 residual foi lavado com água deionizada, e a lavagem foi adicionada no frasco. O conteúdo do frasco foi mantido a 86°C por 20 min, após cujo tempo a adição de coalimentações foi interrompida por 20 min.

Adição de coalimentações foi continuada, em cujo momento ME2 foi alimentada ao frasco durante 65 min. Após adição de 34% de ME2, solução de hidróxido de amônio (11,3 g 28% de amônia) foi adicionada na segunda solução de coalimentação.

Após a completitude da adição de MB2, o vaso contendo ME2 residual foi lavado com água deionizada, e a lavagem foi adicionada no frasco. O conteúdo do frasco foi mantido a 86°C por 15 min., após cujo tempo, o conteúdo de frasco foi esfriado para 60°C; uma solução de hidro- peróxido de t-butila (70% de agente ativo, 1 g) em água deionizada (30,0 g) e uma solução de ácido isoascórbico (1,0 g) em água deionizada (30,0 g) foram então alimentadas ao reator durante um período de 45 min para reduzir monômero residual. O polímero foi neutralizado para pH 7,7 com NH4OH aquoso. O tamanho de partícula medido foi de 137 nm e os sólidos foram 50,3%.

Exemplo Comparativo 1 - Preparação de aglutinante de polímero de casca solúvel usando tensoativo Disponil FES-993 O procedimento de Exemplo 1 foi seguido exceto que tensoativo Disponil FES-993 (nominalmente sódio-dodecil^OCEQuOSCV

Na+, e predominantemente sódio-dodecil-(OCH2)8-i20S03‘Na+ foi usado como o emulsificador.

Exemplo Comparativo 2 - Preparação de aglutinante de polímero de casca solúvel usando tensoativo Soprophor 4D384 O procedimento de Exemplo 1 foi seguido exceto que tensoativo Soprophor 4D384 (ilustrado) foi usado como um emulsificador. tensoativo Soprophor 4D384 Exemplo Comparativo 3 - Preparação de um aglutinante de metacrilato de fosfoetila de casca não solúvel Uma primeira emulsão de monômeros (ME1) foi preparada por misturação de água deionizada (545 g), tensoativo Disponil FES-993 (82,5 g, 30% de agente ativo), acrilato de butila (456 g), acrilato de etila (570 g), metacrilato de metila (802,75 g), metacrilato de fosfoetila (38 g, 65% de agente ativo), ácido metacrílico (4,75 g), metacrilato de ureído (57 g, 50% de agente ativo), e n-dodecil-mercaptano (2,38 g). Uma segunda emulsão de monômeros (ME2) foi preparada por misturação de água deionizada (25 g), tensoativo Disponil FES-993 (30% de agente ativo, 2,6 g), acrilato de butila (20 g), e metacrilato de metila (80 g).

Em um frasco de fundo redondo de 4 bocas, de 5 litros, equipado com um agitador de pás, um termômetro, uma entrada de nitrogênio, e um condensador de refluxo foram adicionados água deionizada (700 g) e tensoativo Disponil FES-993 (30% de agente ativo, 13,4 g). O conteúdo do frasco foi aquecido com agitação para 86°C sob uma atmosfera de nitrogênio.

Uma solução tampão de bicarbonato de amônio (3,2 g) dissolvido em água deionizada (25 g) foi adicionada no frasco. Uma porção de ME1 (81 g) foi então adicionada, seguida pela adição de uma solução de persulfato de amônio (4 g) dissolvido em água deionizada (27 g). Após a temperatura de reação ter alcançado o pico, foi adicionada uma mistura feita de uma solução a 0,15% de sulfato ferroso hepta-hidratado em água (19,8 g) e uma solução a 1% de sal de tetrassódio de ácido etileno-diamino-tetraacético em água (2,9 g). As duas soluções coalimentadas foram então alimentadas ao frasco durante um período de 85 min: a primeira solução de coalimentação foi preparada a partir de hidroperóxido de t-amila (85% de agente ativo, 4,0 g), tensoativo Disponil FES-993 (1,2 g), e água deionizada (95 g), e a segunda solução coalimentada foi preparada a partir de ácido isoascórbico (3,08 g) e água deionizada (100 g). Após 2 min do início da coalimentação, a ME1 restante foi alimentada ao frasco durante 80 min simultaneamente mantendo a temperatura em 86°C.

Logo que a alimentação de ME1 havia se completado, o vaso contendo ME1 residual foi lavado com água deionizada, e a lavagem foi adicionada no frasco. O conteúdo do frasco foi mantido a 86°C por 15 min, após cujo tempo o conteúdo do frasco foi esfriado para 60°C. ME2 foi então adicionada ao frasco durante 5 min. O vaso contendo ME2 residual foi lavado com água deionizada, e a lavagem foi adicionada no frasco, seguido por mais hidro-peróxido de t-butila (70% de agente ativo, 0,5 g) em água deionizada (8 g), então uma solução de ácido isoascórbico (0,4 g) em água deionizada (12 g). Uma solução de hidro-peróxido de t-butila (70% de agente ativo, 1,0 g) em água deionizada (30,0 g) e uma solução de ácido isoascórbico (1,0 g) em água deionizada (30,0 g) foram então alimentadas ao reator durante um período de 45 min para reduzir monômero residual, e o polímero foi neutralizado para pH 8,0 com NH4OH aquoso. O tamanho de partícula medido foi de 110 nm e os sólidos foram 49,5%.

Exemplo Comparativo 4 - Preparação de um aglutinante de não-PEM de casca solúvel Uma primeira emulsão de monômeros (ME1) pela mistura em um vaso de água deionizada (100 g), emulsificador Disponil FES-32 (5,20 g, 30% de agente ativo), acrilato de butila (36 g), metacrilato de metila (143,9 g), ácido metacrílico (20 g), estireno (0,1 g), e agente de transferência de cadeia mercapto-propionato de metila (10,2 g). Uma segunda emulsão de monômeros (ME2) foi preparada pela misturação em um vaso separado de água deionizada (495 g), tensoativo Disponil FES-32 (79,9 g, 31% de agente ativo), acrilato de butila (468 g), acrilato de etila (540 g), metacrilato de metila (720 g), ácido metacrílico (18 g), metacrilato de aceto-acetil-όχϊ-etila (36 g), e metacrilato de ureído (36 g, 50% de agente ativo).

Em um frasco de fundo redondo de quatro bocas, de 5 L, equipado com um agitador de pás, um termômetro, entrada de nitrogênio, e um condensador de refluxo foram adicionados água deionizada (700 g) e tensoativo Disponil FES-32 (13,4 g, 31% de agente ativo). O conteúdo do frasco foi aquecido com agitação para 86°C sob uma atmosfera de nitrogênio.

Uma solução tampão de carbonato de sódio (2,1 g) dissolvido em água deionizada (25 g) foi adicionada no frasco. Uma porção de ME1 (81 g) foi então adicionada seguida por uma solução de persulfato de amônio (4 g) em água deionizada (27 g). Após a temperatura de reação ter alcançado o pico, foi adicionada uma mistura de uma solução de sulfato ferroso hepta-hidratado em água (19,8 g, 0,15% p/p) e uma solução de sal de tetrassódio de ácido etileno-diamino-tetraacético em água (2,9 g, 1% p/p). As duas soluções coalimentadas foram então alimentadas ao frasco durante um período de 85 min: A primeira solução de coalimentação foi preparada a partir de hidroperóxido de t-amila (4,0 g, 85% de agente ativo), tensoativo Disponil FES-32 (1,2 g, 30% de agente ativo), e água deionizada (95 g), e a segunda solução coalimentada foi preparada a partir de ácido isoascórbico (3,08 g) e água deionizada (100 g). Após 2 min do início da coalimentação, a ME1 restante foi alimentada ao frasco durante 15 min simultaneamente mantendo a temperatura em 86°C.

Logo que a alimentação de ME1 havia terminado, o vaso contendo ME1 foi lavado com água deionizada, e a lavagem foi adicionada no frasco. O conteúdo do frasco foi mantido a 86°C por 20 min, em cujo momento a adição de coalimentações foi interrompida por 20 min. Adição de coalimentações foi continuada, em cujo momento ME2 foi alimentada ao frasco durante 65 min. Após adição de 34% de ME2, uma solução de KOH (45% de agente ativo, 23,5 g) em água deionizada (50 g) foi adicionada na ME2 restante. Após a completitude da adição de ME2, o frasco contendo a emulsão foi lavado com água deionizada, e a lavagem foi adicionada no frasco; o conteúdo do frasco foi então mantido a 86°C por 15 min. Após a espera de 15 minutos, o conteúdo do frasco foi esfriado para 60°C e uma solução de hidro-peróxido de t-butila (70% de agente ativo, 1,0 g) em água deionizada (30,0 g) e uma solução de ácido isoascórbico (1,0 g) em água deionizada (30,0 g) foram adicionadas ao reator durante um período de 45 min para reduzir monômero residual. O polímero foi neutralizado para pH 8,2 com NH4OH aquoso. O tamanho de partícula medido foi de 132 nm e os sólidos foram 50,3%.

Formulações de tinta (Exemplo la e Exemplo Comparativos la-4a) foram preparadas como mostrado em Tabela 1 pela adição dos componentes em um recipiente na ordem listada. As quantidades usadas foram iguais para formulações preparadas usando o aglutinante do Exemplo 1 e cada um dos Exemplos Comparativos 1-4 exceto onde indicado. PVC refere-se à concentração em volume de pigmento. TSSP refere-se ao pirofosfato tetrassódico; SHMP refere-se ao hexametafosfato de sódio; RM- 5000 refere-se ao modificador de reologia ACRYSOL™ RM-5000 Rheology Modifier; Ultra E refere-se ao polímero opaco ROPAQUE™ Ultra E Opaque Polymer; RM-895 refere-se ao modificador de reologia ACRYSOL™ RM- 895 Rheology Modifier; Dispersante refere-se ao dispersante TAMOL™ 2002 Dispersant (ROPAQUE, TAMOL e ACRYSOL são marcas comerciais de The Dow Chemical Company ou suas Afiliadas); e Enhancer 400 refere-se ao plastificante Optifilm Enhancer 400 plasticizer. a - As quantidades de adição final de água, aglutinante, e modificador de reologia ACRYSOL™ RM-895 Rheology Modifier usadas na formulação de tinta semibrilhosa são mostradas em Tabela la.

Tabela la - Quantidades de água, aglutinante e RM-895 usados para formulações As formulações foram avaliadas para Poder Tintorial pelo seguinte método, adaptado de ASTM D 2745-89. 1. Cada um dos revestimentos sendo comparado com foi pintado em um nível de 14,98 kg/m3 ou outro nível desejado com o colorante desejado. 2. O recipiente foi vibrado manualmente para se ter certeza que o colorante se depositou para dentro da tinta. 3. A amostra foi deixada em um agitador mecânico por 5 min. 4. Puxadas espessas (Aplicador de Filme Bird de 76,2 micrômetros ou maior) das tintas pintadas foram feitas e permitidas secar sob condições controladas (24°C / Umidade Relativa (UR) de 50%) por 1 dia. 5. A refletância (R) - Y foi medida em 3 áreas da puxada de tinta e o número médio foi relatado. O Poder Tintorial (TS) foi calculado como segue: TS= ((R2)/(l-R2)2) x ((1-Ri)2/(Ri» x 100 onde Rj representa o padrão e R2 representa a tinta testada. Os resultados dão mostrados em Tabela 2.

As formulações foram avaliadas para o comportamento de congelamento / descongelamento pelo seguinte método de teste de congelamento / descongelamento: Amostras foram preparadas pelo enchimento de recipientes de metal de 0,24 Litro até 75% de sua capacidade com a formulação de teste. A viscosidade inicial foi medida em Unidades de Krebs (KU) usando um Viscosímetro Brookfíeld KU-1. Os recipientes foram então fechados e deixados dentro de um congelador a 0°F (—18°C) por 16 h.

Os recipientes foram removidos e permitidos descongelarem para as condições ambientais por 8 h. Os revestimentos aquosos foram cisalhados manualmente e a aparência foi classificada em uma escala de 1-5, com um 5 indicando que o revestimento estava uniforme e cremoso, um 3 indicando que o revestimento estava utilizável, mas não mais uniforme e cremoso, e um 1 indicando que o revestimento tinha se solidificado. Então a viscosidade KU do revestimento foi medida e registrada. O congelamento / descongelamento foi repetido por três ciclos. Os resultados são mostrados em Tabela 3. KU0 refere-se à viscosidade inicial em Unidades de Krebs.

Os resultados de Tabelas 2 e 3 mostram criticamente a combinação de um aglutinante de polímero de casca solúvel baseado em ácido fosforado e a faixa de grupos EO no tensoativo de alquil- ou aralquil- sulfato etoxilado usado para estabilizar o aglutinante. Apenas a formulação de Exemplo la exibe tanto estabilidade de congelamento-descongelamento quanto a preservação de encobrimento em comparação com uma formulação preparada sem um polímero de casca solúvel (Exemplo Comparativo 3a).

Assim, tem sido descoberto de modo surpreendente que polímeros de casca solúveis, que, como observado, geralmente melhoram a estabilidade de congelamento-descongelamento em formulações de revestimento à custa de redução de encobrimento (Exemplos Comparativos la, 2a, e 4a), podem ser planejados para produzir formulações que exibem estabilidade de congelamento-descongelamento sem piorar o encobrimento.

Claims (10)

1. Composição de polímero de casca solúvel, caracterizada pelo fato de compreender de 5 a 20 por cento em peso de uma casca de polímero em emulsão solúvel em álcali e de 80 a 95 por cento em peso de um núcleo de polímero em emulsão insolúvel em álcali, sendo que: a casca de polímero em emulsão solúvel em álcali compreende de 75 a 95 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero acrílico e de 5 a 25 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero de ácido acrílico, baseado no peso do polímero em emulsão solúvel em álcali; e sendo que: o núcleo de polímero em emulsão insolúvel em álcali compreende de 0,1 a 5 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero de ácido fosforado e de 80 a 99,9 por cento em peso de unidades estruturais de um monômero acrílico, baseado no peso do polímero em emulsão insolúvel em álcali; em que a composição de polímero de casca solúvel é estabilizada com 0,5 a 5 por cento em peso, baseado no peso do polímero de casca solúvel, de um tensoativo de fórmula R-(0CH2CH2)2-60S03’M+, na qual R é um grupo alquila C8-C24 linear, ramificado ou cíclico ou um grupo aralquila C12-C30 e ivT é um contra-íon.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as unidades estruturais do monômero de ácido fosforoso são unidades estruturais de metacrilato de fosfoetila.

3. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a casca de polímero solúvel em álcali compreende de 85 a 95 por cento em peso de unidades estruturais de monômero acrílico e de 5 a 15 por cento em peso de unidades estruturais de monômero de ácido acrílico, baseado no peso do polímero solúvel em álcali; e em que o núcleo de polímero insolúvel em álcali compreende de 85 a 95 por cento em peso de unidades estruturais de monômero acrílico e de 0,5 a 3 por cento em peso de monômero de ácido fosforado, baseado no peso do polímero insolúvel em álcali.

4. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de que R é um grupo alquila Cio-Ciõ; e em que as unidades estruturais do monômero acrílico para os polímeros solúvel em álcali e insolúvel em álcali são independentemente unidades estruturais de metacrilato de metila e de um ou mais monômeros selecionados do grupo consistindo de acrilato de etila, acrilato de butila, e acrilato de 2-etil-hexila.

5. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de que as unidades estruturais do monômero acrílico para o polímero solúvel em álcali são unidades estruturais de metacrilato de metila e acrilato de butila; as unidades estruturais do monômero de ácido acrílico para o polímero solúvel em álcali são unidades estruturais de ácido metacrílico; e as unidades estruturais do monômero acrílico para o polímero insolúvel em álcali são unidades estruturais de metacrilato de metila, acrilato de butila, e acrilato de etila.

6. Método, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a) contatar juntos sob condições de polimerização em emulsão um monômero acrílico e um monômero de ácido acrílico para formar um polímero solúvel em álcali; e b) contatar o polímero solúvel em álcali com um monômero acrílico e um monômero de ácido fosforoso sob condições de polimerização em emulsão para formar um polímero de látex acrílico com uma casca solúvel em álcali e um núcleo insolúvel em álcali; em que um tensoativo de fórmula R-(0CH2CH2)2-60S03'M+, na qual R é um grupo alquila Cs-C24 linear, ramificado, ou cíclico ou um grupo aralquila Cio-Cis e M+ é um contra-íon, é adicionado em qualquer um dos ou em ambos os primeiro ou segundo estágios.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os monômeros acrílicos de etapas a) e b) são metacrilato de metila e pelo menos um monômero acrílico selecionado do grupo consistindo de acrilato de etila, acrilato de butila, e acrilato de 2-etil-hexila; o monômero de ácido acrílico é ácido metacrílico; e o monômero de ácido fosforado é metacrilato de fosfoetila.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o monômero acrílico de etapa a) é metacrilato de metila e acrilato de butila; e o monômero acrílico de etapa b) é acrilato de etila e acrilato de butila.

9. Composição aquosa de revestimento, caracterizada pelo fato de conter a composição de polímero de casca solúvel como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5; um modificador de reologia, e dióxido de titânio.

10. Composição aquosa de revestimento de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de conter menos do que 1.000 ppm de compostos orgânicos voláteis.