BR102017021832A2 - Látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico para pintura de marcação de tráfego altamente durável - Google Patents

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Abstract

trata-se de um látex de polímero híbrido, uma composição de revestimento que pode ser usada para marcações de tráfego, transporte e sinalizações. a composição de revestimento compreende produtos de polimerização de monômeros orgânicos e dispersão de nanoparticulado de componentes inorgânicos que são distribuídos de modo homogêneo e são associados através de ligações covalentes ou coordenadas com o polímero de modo que haja integração homogênea e associação da porção química inorgânica no polímero, o que aumenta as propriedades de abrasão da composição de revestimento. adicionalmente, a composição revela aditivos na forma de aminas polifuncionais que fornecem qualidades superiores de proteção contra umidificação, repelência à água e resistência à chuva inicial para aprimorar a durabilidade do produto. a presente invenção também inclui processos e métodos para preparar o látex de polímero híbrido para a composição de revestimento.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO
LÁTEX DE POLÍMERO HÍBRIDO ORGÂNICO-INORGÂNICO PARA PINTURA DE MARCAÇÃO DE TRÁFEGO ALTAMENTE DURÁVEL REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS E PRIORIDADE [001] O presente pedido reivindica prioridade do pedido de patente n2 IN 201721028295, depositado em 9 de agosto de 2017.
CAMPO DA TÉCNICA [002] A presente invenção refere-se a composições de revestimento e, particularmente, a látices de polímero orgânico-inorgânico híbridos usados em pinturas de marcação de tráfego para uma pluralidade de aplicações em superfícies de estrada.
ANTECEDENTES [003] Estradas, pistas de aeroporto, pontes, cruzamentos de trilhos, etc. precisam conter certas marcações, normalmente executadas através de pinturas. Essas superfícies de transporte são marcadas para marcações de faixas, cruzamentos de pedestres, marcações direcionais e outras marcações que têm múltiplos propósitos. Por um lado, isso auxilia a controlar o fluxo de tráfego, enquanto, por outro lado, evita os riscos de colisão. Adicionalmente, as ditas marcações de tráfego também atuam como marcações de segurança para fornecer informações ao operador de veículo. Com tal papel importante em manter a ordem em estradas, pistas e outras superfícies de transporte, essas marcações precisam ser altamente duráveis, de modo a serem visíveis ao condutor sob condições climáticas diferentes, como umidade alta, exposição aos raios ultravioletas, chuva forte, etc.
[004] Na técnica anterior, as marcações de tráfego para estradas e outras superfícies foram produzidas com o uso de aglutinantes orgânicos de porcentagem alta. Entretanto, os materiais de revestimento orgânico à base de solvente são associados a vários problemas. Primeiramente, os revestimentos orgânicos à base de solvente puro tendem a degradar mais rápido em
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2/43 exposição à umidade alta, chuva pesada e mediante exposição a raios ultravioleta e isso diminui grandemente sua vida em prateleira que exige que as marcações de tráfego sejam substituídas em períodos de tempo curtos. Em segundo lugar, os revestimentos orgânicos à base de solvente puro são associados à liberação de composto orgânico volátil (VOC) na atmosfera, o que é ambientalmente insustentável devido ao impacto catastrófico na camada de ozônio protetora da Terra. Em terceiro lugar, muitas tais porções químicas orgânicas são fotossensíveis e são submetidas à degradação rápida. Por exemplo, o poliestireno (PS), um dos materiais mais importantes na indústria de plástico moderna, foi usado em todo o mundo, devido às suas propriedades físicas excelentes e ao custo baixo, entretanto, quando o poliestireno é submetido à irradiação UV na presença de ar, o mesmo é submetido a um amarelecimento rápido e uma deterioração gradual (Yousif, E., e Haddad, R., Springerplus. 2013; 2:398).
[005] No estado da técnica, as composições de revestimento com aglutinantes termoplásticos foram utilizadas em escala comercial para marcações de tráfego como alternativa para aglutinantes orgânicos à base de solvente devido à ausência de VOC. Entretanto, a faixa de aplicação que cobre a adequabilidade dessas composições de revestimento termoplástico é limitada e a aplicação de pinturas que têm os aglutinantes termoplásticos é difícil devido ao fato de que exige aquecimento e espalhamento das pinturas durante a aplicação das pinturas.
[006] No estado da técnica, o uso de aglutinantes inorgânicos para composições de revestimento foi revelado. Tais materiais de revestimento inorgânico podem ser produzidos com propriedades de adesão satisfatórias, resistência ao craqueamento alta, resistência ao fogo, resistência ao clima e brilho alto. Vários ingredientes podem ser usados para produzir formulação de aglutinante inorgânico viscosa aquosa que endurece adicionalmente o material de revestimento inorgânico juntamente com o uso de um agente de reticulação
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3/43 e aglutinante à base de água e sílica de um silicato de metal alcalino é uma escolha popular. Entretanto, esses materiais à base de inorgânicos não possuem as propriedades desejadas para as marcações de tráfego, e são quebradiços e inflexíveis, o que prejudica a integridade visual e estrutural das marcações e não são, portanto, adequados para esse propósito. Adicionalmente, o acúmulo de poeira e o amarelecimento da composição de pintura ao longo do curso de tempo diminui sua visibilidade e utilidade.
[007] No estado da técnica, o uso de alguns polímeros híbridos de porções químicas orgânicas e inorgânicas foi revelado. Entretanto, tais látices híbridos sofrem de várias desvantagens. Primeiro, o modo de preparação de tais revestimentos híbridos se dá de modo que o híbrido de polímero não seja formado in situ, mas, em vez disso, separadamente preparado e não permite a integração homogênea e associação da porção química inorgânica no polímero resultando em pinturas com durabilidade mais curta, e, de modo resultante, tais pinturas são insustentáveis a longo prazo.
[008] O que é necessário é um látex de polímero durável, favorável ao meio ambiente e custo-eficaz para aplicação de ampla escala e diversa através de uma pluralidade de marcações de tráfego. Na presente invenção, uma composição híbrida orgânica-inorgânica de revestimento é descrita, a qual é durável, fácil de aplicar e estável durante um período de tempo aprimorado para marcações de tráfego e estrada e, ao mesmo tempo, é favorável ao meio ambiente, o que pode resolver uma necessidade urgente.
SUMÁRIO [009] Esse sumário é fornecido para introduzir aspectos relacionados ao desenvolvimento de um látex de polímero que compreende uma composição híbrida orgânica-inorgânica a ser usada como marcação de tráfego altamente durável. Esse sumário, entretanto, não é destinado a revelar recursos essenciais da inovação, nem é destinado a determinar, limitar ou restringir o escopo da inovação.
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4/43 [010] A presente invenção fornece uma composição de revestimento de látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico para marcações de tráfego e estrada que superam os problemas na técnica anterior. A composição de revestimento da invenção tem propriedades físicas excelentes que possibilitam resistir melhor a fatores mecânicos e climáticos, como força de cisalhamento, carga de veículo, chuva, umidade, luz solar extrema, etc., tornando a mesma uma opção extremamente viável para comercialização em larga escala.
[011] Em um aspecto da invenção, os recursos de um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o dito látex de polímero pode compreender uma fração orgânica composta por polímero, em que o teor de sólido total de ingredientes constituintes é de pelo menos 45% p/p, são revelados. O dito látex de polímero pode compreender adicionalmente um componente inorgânico modificado. O dito componente inorgânico modificado pode compreender uma fração inorgânica, sendo que a fração inorgânica é pelo menos 50% do componente inorgânico modificado em qualquer dado caso. A dita fração inorgânica pode ser composta por dispersão de nanoparticulado de um óxido de um metaloide do Grupo 14 da tabela periódica que tem 4 elétrons de valência em seu orbital p, e de modo que o componente inorgânico modificado no dito látex de polímero seja de pelo menos 0,4 parte por 100 partes em peso do polímero. O dito látex de polímero pode compreender adicionalmente aminas polifuncionais, como polietilenoamina ou produtos de polimerização de aziridina, ou uma combinação dos mesmos, que compreendem pelo menos 2 partes por 100 partes em peso do polímero. O dito látex de polímero pode possuir adicionalmente uma temperatura de transição vítrea entre a faixa de 0 grau Celsius a 60 graus Celsius e, mais preferencialmente, na faixa de 15 graus Celsius e 35 graus Celsius.
[012] Em um aspecto da invenção, os recursos do processo para obter um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de
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5/43 marcação de tráfego, em que o dito processo pode compreender uma etapa inicial de preparar a pré-emulsão de mistura de monômero inicial (Sistema Bifásico A) em água desmineralizada de compostos orgânicos insaturados que contêm o grupo COOH, preferencialmente, de compostos orgânicos com a fórmula geral CH2=CHCOOH, incluindo sais, ésteres, ésteres de alquila dos ditos compostos e com o uso de agentes redutores de tensão de superfície convencionais como detergentes ou emulsificantes ou agentes umectantes, são revelados. O dito processo pode compreender uma etapa adicional de preparar um componente inorgânico modificado inicial que pode compreender uma dispersão de fração inorgânica (Sistema Bifásico Β) misturando-se a dispersão de nanoparticulado química ou termicamente modificada de óxido de um elemento que tem 4 elétrons em seu orbital externo em água desmineralizada. O dito processo pode compreender uma etapa adicional de preparar uma solução iniciadora (Solução C) para a polimerização misturandose um composto em água desmineralizada e adicionando-se a 82 graus C, em que o dito composto inicia, através de geração térmica de radicais livres, a polimerização da pré-emulsão inicial. O dito processo pode incluir em uma etapa adicional a adição de Solução C simultaneamente com o Sistema Bifásico A e o Sistema Bifásico Β a 82 graus Celsius a um látex de polímero acrílico pré-formado usado como semente externa em uma carga de chaleira que compreende pelo menos 33% de sólidos de tamanho de partícula de máximo de 60 nm (Látex de Semente D) para formar o Látex de polímero E. O dito processo pode incluir uma etapa adicional de manter a mistura a 82 a 86 graus Celsius durante pelo menos 30 minutos e resfriar subsequente e parcialmente o Látex de polímero E até 70 graus C seguido por adição de sistema de reforço-catalisador que compreende a solução de Hidroperóxido de butila terciária simultaneamente com a solução de Metabissulfito de sódio para permitir que vestígios de monômero reajam. O dito processo pode compreender adicionalmente uma etapa adicional de resfriar o Látex de polímero E adicionalmente até 45 graus Celsius seguido por neutralização com
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6/43 amônia até pH 9,5 a 10,5 e adição de pelo menos 2 partes por 100 partes em peso do polímero de produtos de polimerização de aziridina ou polietilenoamina ou uma combinação dos mesmos como pós-aditivos para resultar em látex de polímero híbrido final (Látex de polímero F).
[013] Em outro aspecto da invenção, os recursos do processo para obter um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o dito processo pode compreender métodos alternativos de adição de fração inorgânica de nanoparticulado (Sistema Bifásico B), e em que a dita fração inorgânica de nanoparticulado (Sistema Bifásico B) pode ser adicionada através da técnica de adição atrasada ou pode ser pré-misturada com a pré-emulsão de mistura de monômero inicial (Sistema Bifásico A) ou pode ser pré-adicionada à carga de chaleira antes da adição da pré-emulsão de mistura de monômero inicial (Sistema Bifásico A).
[014] Em outro aspecto da invenção, os recursos do processo para obter um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o dito processo pode compreender uma etapa inicial de preparar mistura de monômero pura (Sistema Monofásico A) de compostos orgânicos insaturados que contêm o grupo COOH, preferencialmente, de compostos orgânicos com a fórmula geral CH2=CHCOOH, incluindo sais, ésteres, ésteres de alquila dos ditos compostos e adição simultânea de fração inorgânica de nanoparticulado (Sistema Bifásico B) com o uso de agentes redutores de tensão de superfície convencionais, como detergentes ou emulsificantes ou agentes umectantes, são revelados.
[015] Ainda em outro aspecto, os recursos do processo para obter um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que a adição da fração de nano particulado inorgânica pode compreender carregar a dita fração inorgânica de nanoparticulado até uma préemulsão de mistura de monômero como uma alimentação separada com o uso simultaneamente da técnica de adição atrasada a 82 graus Celsius ou pode
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7/43 compreender a adição da dita dispersão de nanoparticulado através da préemulsão de mistura de monômero ou pode compreender a adição da dita dispersão de nanoparticulado na carga de reator inicial, são revelados.
[016] Em um aspecto da invenção, os recursos de um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o dito látex de polímero pode ser incorporado em pintura de tráfego convencional com aplicação de espessura de filme úmido mais baixa ou pode ser incorporado em pinturas altamente duráveis com aplicação de espessura de filme úmido mais alta, são revelados.
[017] Em um aspecto da invenção, os recursos de um híbrido orgânicoinorgânico que resulta em integração homogênea e associação da porção química inorgânica no polímero por reticulação e polimerização são revelados.
[018] Em um aspecto da invenção, os recursos de um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, sendo que o dito látex de polímero contém o componente inorgânico modificado que pode compreender pelo menos 50% de fração inorgânica e que pode ser adicionado durante a polimerização juntamente com a pré-emulsão de mistura de monômero ou separadamente no fim da reação, são revelados.
[019] Em um aspecto da invenção, os recursos de um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, sendo que o dito látex de polímero tem propriedades de ligação forte a uma pluralidade de substratos, possui propriedades de repelência à água satisfatórias, possui força mecânica para resistir depuração úmida, resistência mais alta às condições climáticas umidificadas e úmidas e tem durabilidade forte para reter a aparência física mesmo após um período de tempo considerável, são revelados.
[020] Em um aspecto da invenção, os recursos de um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, sendo que o dito látex de polímero tem tempo de secagem reduzido e tempo
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8/43 livre de pegajosidade e é favorável ao meio ambiente e é fácil de aplicar, são revelados.
[021] Em um aspecto da invenção, os recursos de método de aplicação de uma pintura de marcação de tráfego que compreende pelo menos um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico, sendo que o dito látex de polímero compreende uma fração orgânica que compreende pelo menos 45% p/p sólidos por ingredientes totais do polímero, um componente inorgânico modificado que compreende em qualquer dado caso pelo menos 50% de fração inorgânica, sendo que a dita fração inorgânica pode compreender dispersão de nanoparticulado de um óxido de um metaloide do Grupo 14 da tabela periódica que tem 4 elétrons de valência em seu orbital p e de modo que o componente inorgânico modificado no dito látex de polímero seja de pelo menos 0,4 parte por 100 partes em peso do polímero, e pode compreender adicionalmente as aminas polifuncionais como polietilenoamina ou produtos de polimerização de aziridina ou uma combinação dos mesmos que compreendem pelo menos 2 partes por 100 partes em peso do polímero, são revelados.
[022] Outros recursos e vantagens da presente invenção serão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir da invenção que ilustra, a título de exemplo, os princípios da invenção.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [023] A descrição detalhada é dada com referência à figura anexa. Na Figura, o dígito (ou dígitos) mais à esquerda de um número de referência identifica a Figura na qual o número de referência aparece primeiro. Os mesmos números são usados ao longo dos desenhos para se referir a recursos e componentes semelhantes. As Figuras fornecidas abaixo no presente documento não exibem termos, como Sistema Bifásico A, Sistema Bifásico B, Solução C, Látex de semente D, Látex de polímero E ou Látex de polímero F, os quais são usados ao longo do relatório descritivo, e as Figuras devem ser lidas de modo a se referir a etapas do processo para obter o dito látex de polímero híbrido.
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9/43 [024] A Figura 1a (100a) ilustra uma vista geral do processo para fazer um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego em que a adição de componente inorgânico é através da técnica de adição atrasada de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[025] A Figura 1b (100b) ilustra uma vista geral do processo para fazer um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego em que a adição de componente inorgânico é simultaneamente com a pré-emulsão de mistura de monômero, de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[026] A Figura 1c (100c) ilustra uma vista geral do processo para produzir um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que a adição de componente inorgânico é através da pré-adição em carga de chaleira, de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[027] A Figura 2 ilustra os resultados de teste de resistência à depuração úmida para o látex de polímero de controle negativo duplo, isto é, látex de polímero sem fração inorgânica, assim como sem aminas polifuncionais, de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[028] A Figura 3 ilustra os resultados de teste de resistência à depuração úmida para um látex de polímero sem componente inorgânico, mas com a presença de aminas polifuncionais, de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[029] A Figura 4 ilustra resultados de teste de resistência à depuração úmida para um látex de polímero com adição externa de componente inorgânico e presença de aminas polifuncionais, de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[030] A Figura 5 ilustra resultados de teste de resistência à depuração úmida para um látex de polímero com adição de 1,5 parte de componente inorgânico
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10/43 modificado por 100 partes de polímero durante a reação e a presença de aminas polifuncionais, de acordo com uma modalidade da presente invenção. [031] A Figura 6 ilustra resultados de teste de resistência à depuração úmida para um látex de polímero com adição de 1,5 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes de polímero durante a reação e a presença de aminas polifuncionais, de acordo com uma modalidade da presente invenção. [032] A Figura 7 ilustra resultados de teste de resistência à depuração úmida para um látex de polímero com adição de 1 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes de polímero durante a reação e a presença de aminas polifuncionais, de acordo com uma modalidade da presente invenção. [033] A Figura 8 ilustra os resultados de teste de coesão úmida para um látex de polímero com adição de 1,25 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes de polímero durante a reação e presença de aminas polifuncionais, de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[034] A Figura 9 ilustra resultados de teste de resistência à depuração úmida para um látex de polímero com adição de 0,75 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes de polímero durante a reação, mas a presença apenas de polietilenoamina, de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[035] A Figura 10 ilustra os resultados de teste de resistência à depuração úmida para um látex de polímero com a adição de 0,75 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes de polímero durante a reação, mas a ausência total de aminas polifuncionais, de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[036] A Figura 11 ilustra a Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) de látex de polímero híbrido em uma escala de 1.000 nm.
[037] As Figuras representam modalidades da presente revelação com propósitos apenas de ilustração. Uma pessoa versada na técnica reconhecerá prontamente a partir da descrição a seguir que as modalidades alternativas das
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11/43 etapas ilustradas no presente documento podem ser empregadas sem se afastar dos princípios da revelação descrita no presente documento.
DESCRIÇÃO DETALHADA [038] A descrição detalhada supracitada de modalidades é mais bem entendida quando lida em combinação com os desenhos anexos. Com o propósito de ilustrar a revelação, são mostradas no presente documento as construções exemplificativas da revelação; entretanto, a revelação não é limitada ao projeto específico revelado no documento e nos desenhos.
[039] A descrição detalhada é fornecida com referência às Figuras anexas. Nas Figuras, o dígito (ou dígitos) mais à esquerda de um número de referência identifica a Figura na qual o número de referência aparece primeiro. Os mesmos números são usados ao longo dos desenhos para se referir a recursos e componentes semelhantes.
[040] A presente invenção é direcionada para fornecer um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico para estar em pinturas de marcação de tráfego e um processo do mesmo. As pinturas de marcação de tráfego são aplicadas em estradas, estacionamentos, aeroportos, docas de expedição e semelhantes, tipicamente superfícies de concreto e de asfalto, para instruir os usuários e demarcar as faixas de tráfego, espaço para estacionamento e semelhantes. O processo de produção do látex de polímero e as características únicas atribuíveis ao látex têm base na técnica de adição para o componente inorgânico modificado que compreende uma fração inorgânica, assim como a pós-adição de aditivos, como polietilenoamina ou produtos de polimerização de aziridina ou combinações dos mesmos.
[041] Em uma das modalidades, a invenção se refere a uma composição de revestimento que pode ser usada mais particularmente para fazer com que pinturas de marcação de tráfego e estrada sejam aplicadas com uma pluralidade de propósitos incluindo, mas sem limitação, estradas, trilhas, cruzamentos de trilhos, aeroportos, docas de expedição etc. A composição de
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12/43 revestimento pode compreender uma mistura de um aglutinante com capacidade para ser polimerizado e reticulado e que compreende um material orgânico e um material inorgânico. A dita composição híbrida pode conter pelo menos 45% de sólidos das porções químicas orgânicas usadas para produzir a composição de revestimento, e pode conter adicionalmente até dois aditivos que contribuem para a proteção contra umidificação, repelência à água e resistência à água inicial da composição resultante e a pintura na qual é usada. [042] Em uma modalidade, a invenção se refere a uma composição de revestimento de polímero híbrido orgânico-inorgânico, em que a fração orgânica de polímero pode conter os produtos de polimerização de compostos orgânicos insaturados que contêm o grupo COOH, mais particularmente os compostos orgânicos com a fórmula geral CH2=CHCOOH. Alguns dos compostos orgânicos que podem ser incorporados na composição de revestimento de polímero híbrido e que possuem a fórmula geral CH2=CHCOOH incluem, mas sem limitação, compostos como ácido 2propenóico, ácido acrílico, ácido vinilfórmico. Ácido acrílico é um líquido incolor com um odor acre distinto. O mesmo tem um ponto de ignição de 55°C, um ponto de ebulição de 141 °C, um ponto de congelamento de 12°C e a exposição prolongada ao fogo ou calor pode fazer com que a polimerização torne o mesmo em um constituinte de composições de revestimento e a presente invenção se refere a uma composição que pode compreender mais particularmente ésteres, ésteres de alquila de ácido acrílico, assim como quaisquer sais de ácido acrílico incluindo, mas sem limitação, sal de alumínio, sal de amônio, sal de cálcio (2:1), sal de cálcio (2:1) desidratado, sal de cobalto, sais ferrosos, sal de magnésio, sal de potássio, sal de prata, sal de sódio, sal de zinco ou quaisquer combinações dos mesmos.
[043] Em outra modalidade, a invenção se refere a uma composição de revestimento de polímero híbrido orgânico-inorgânico, sendo que a dita composição pode incluir produtos de autopolimerização de tais compostos
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13/43 orgânicos, assim como copolímeros formados pela combinação dos ditos compostos orgânicos e monômeros de outros compostos incluindo, mas sem limitação, plásticos de vinila, como cloreto de polivinila, acetato de polivinila, cloreto de vinila, acetais de polivinila, copolímeros de acetato de vinila, estireno, acetato de vinila, butadieno, polímeros de acetileno de monovinila, como os neoprenos, particularmente neopreno AC e neopreno AD, estirenobutadieno e copolímeros similares, borracha clorinada, e borracha butílica ou qualquer combinação dos mesmos.
[044] Em uma modalidade preferida, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que a dita fração orgânica pode ser uma resina acrílica. O polímero pode ser preparado por técnicas convencionais conhecidas por aqueles geralmente versados na técnica pela polimerização de emulsão aquosa de monômeros etilenicamente saturados e é selecionado pelo menos a partir do grupo de compostos orgânicos que compreende, mas sem limitação, metacrilato de metila, acrilato de butila e ácido (met)acrílico.
[045] Em uma modalidade exemplificativa, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego em que a dita fração orgânica é uma resina acrílica e em que o teor de sólido total do látex pode ser até 60% peso/peso de sólidos, preferencialmente até 55% peso/peso de sólidos, ou mais preferencialmente em qualquer dado ponto pelo menos 45% de sólidos com base no peso total de todos os ingredientes.
[046] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o material inorgânico no dito látex de polímero híbrido pode ser um óxido de um elemento que é quimicamente inerte e que pode conferir às pinturas de marcação de tráfego um grau alto de resistência alta à umidificação juntamente com outras qualidades, como dureza, durabilidade de estabilidade.
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Muitos metaloides conhecidos presentemente podem adequar os critérios e podem compreender a fração inorgânica do látex de polímero híbrido a ser usado em pinturas de marcação de tráfego.
[047] Em uma modalidade exemplificativa, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o componente inorgânico modificado pode compreender um metaloide com quatro elétrons de valência em seu orbital p e pertencer ao grupo 14 de elementos da tabela periódica. O componente inorgânico modificado pode compreender um teor total na faixa de 0,4 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes de polímero a 5 partes de componente inorgânico modificado por 100 partes de polímero, mais preferencialmente na faixa de 0,4 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes de polímero a 2 partes de componente inorgânico modificado por 100 partes de polímero e em nenhum dado caso é menor que 0,4 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes de polímero. Em qualquer dado caso, o componente inorgânico modificado pode compreender pelo menos 50% de fração inorgânica, sendo que a fração inorgânica pode compreender óxido de um metaloide com quatro elétrons de valência em seu orbital p e pertencer ao grupo 14 de elementos da tabela periódica.
[048] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o componente inorgânico modificado que compreende óxido de um metaloide com quatro elétrons de valência em seu orbital p e pertence ao grupo 14 de elementos da tabela periódica pode conter partículas com tamanho, distribuição, formato e superfície variáveis das partículas individuais e adicionalmente o dito material inorgânico pode ser feito em uma formulação cristalina, amorfa ou semelhante a gel. O tamanho e a distribuição de partículas têm um papel importante na determinação de dureza, resistência à desagregação, durabilidade, custo de eficácia, força mecânica aprimorada e
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15/43 resistência à abrasão e outras qualidades. As partículas de metaloide que fazem o componente inorgânico podem ser preferencial e extremamente pequenas, isto é, não maiores que 500 nm em qualquer dado ponto para facilitar a distribuição e potência iguais do látex de polímero.
[049] Em uma modalidade exemplificativa, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o componente inorgânico modificado pode compreender, em qualquer dado caso, uma fração inorgânica, sendo que a fração inorgânica pode compreender um óxido de um metaloide com quatro elétrons de valência em seu orbital p e pertencer ao grupo 14 de elementos da tabela periódica e em que a fração inorgânica compreende partículas com um tamanho na faixa de 10 nm a 100 nm. A dita dispersão de nanoparticulado modificada do componente inorgânico pode ser selecionada a partir de uma pluralidade de produtos comerciais disponíveis de várias dispersões de nanoparticulado elementar incluindo, mas sem limitação, dispersão de sílica coloidal, dispersão de sílica fumada, Aerodisp W 7520 (dispersão aquosa de sílica fumada hidrofílica), Aerodisp WR 8520 (dispersão aquosa de sílica fumada hidrofóbica) NanoBYK 3620 (dispersão de Nanopartícula de sílica de superfície tratada), ou quaisquer combinações dos mesmos.
[050] Com referência à Figura 1, em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o processo para a preparação do dito látex de polímero pode incluir em uma preparação de primeira etapa de uma préemulsão de mistura de monômero (101) de compostos orgânicos insaturados que contêm o grupo COOH, preferencialmente, de compostos orgânicos com a fórmula geral CH2=CHCOOH, incluindo sais, ésteres, ésteres de alquila dos ditos compostos incluindo, mas sem limitação, ésteres de alquila Ci a C24 de ácido (met)acrílico, como (met)acrilato de metila; acrilato de etila; (met)acrilato de butila, lauril (met)acrilato e (met)acrilato de estearila; (met)acrilato de
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16/43 hidroxietila; (met)acrilato de hidroxipropila; alcenos, como etileno; dienos, como butadieno; estireno, estireno de alfa-metila; estirenos substituídos por anel; e (met)acrilonitrila, (met)acrilato de alila, ftalato de dialila, dimetacrilato de 1,4butileno glicol, diacrilato de 1,6-hexanediol e divinil benzeno, (met)acrilamida; (met)acrilamidas substituídas, como (met)acrilamidas com grupos alfa-alquila ou arila, ou grupos N-alquila ou arila, monômeros de ácido carboxílico, como ácido (met)acrílico, ácido itacônico, ácido fumárico, ácido crotônico, ácido maleico, itaconato de monometila, fumarato de monometila, fumarato de monobutila e anidrido maleico; ácidos que contém enxofre, como ácido 2acrilamido-2-metil-1-propanossulfônico e sulfonato de vinila de sódio; e ácidos que contêm fósforo, como (met)acrilato de 2-fosfoetila ou quaisquer combinações dos mesmos. Para formar a pré-emulsão de mistura de monômero, os ditos monômeros são preparados em um meio de dispersão que pode ser preferencialmente água desmineralizada e com outros elementos essenciais, como tensoativos e agentes de transferência de cadeia. As reações de transferência de cadeia reduzem o peso molecular médio do polímero final e a presente invenção revela o uso de mercaptanos e, mais particularmente, dodecilmercaptano terciário como um agente de transferência de cadeia preferido. O papel principal de tensoativos em polimerização de emulsão é reduzir a tensão interfacial, a qual permite a emulsificação de monômeros reativos e a formação de dispersões coloidais estáveis de partículas de polímero de tamanho nano. Adicionalmente, como uma parte da primeira etapa, o processo pode incluir a adição de um componente inorgânico modificado que compreende a formulação de nanoparticulado (102) do óxido de um metaloide com quatro elétrons de valência em seu orbital p e pertence ao grupo 14 de elementos da tabela periódica com um tamanho na faixa de 10 nm a 100 nm. A dita formulação de nanoparticulado também pode ser preparada com o uso de água desmineralizada como meio de dispersão, e também pode ser misturada com a emulsão de monômero.
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17/43 [051] Em outra modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o processo de adição de formulação de nanoparticulado modificado do componente inorgânico (102) de polímero híbrido que compreende o óxido de um metaloide com quatro elétrons de valência em seu orbital p e pertencem ao grupo 14 de elementos da tabela periódica com um tamanho na faixa de 10 nm a 100 nm como parte da primeira etapa do processo pode incluir uma preparação separada da dispersão de nanoparticulado que usa água desmineralizada como um meio de dispersão, o qual é adicionado a uma préemulsão de mistura de monômero pré-formado de compostos orgânicos insaturados que contêm o grupo COOH, preferencialmente, de compostos orgânicos com a fórmula geral CH2=CHCOOH, incluindo sais, ésteres, ésteres de alquila dos ditos compostos.
[052] Em uma modalidade exemplificativa, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o processo de adição de formulação de nanoparticulado modificado do componente inorgânico (102) de polímero híbrido que compreende a dispersão de nanoparticulado do dito componente pode ser carregada juntamente com a pré-emulsão de mistura de monômero (101) como uma alimentação separada simultaneamente com o uso de técnica de adição atrasada (Figura 1a) a 82 graus Celsius ou a dita dispersão de nanoparticulado pode ser adicionada através da pré-emulsão de mistura de monômero (Figura 1 b) ou a dita dispersão de nanoparticulado pode ser pré-adicionada à carga de chaleira de reator inicial (104) (Figura 1c). A dispersão de nanoparticulado modificada pode ser preparada por modificação química ou térmica e pode incluir uma pluralidade de produtos comerciais existentes incluindo, mas sem limitação, dispersões de sílica coloidal, dispersões de sílica fumada, Aerodisp W 7520 (dispersão aquosa de sílica fumada hidrofílica), Aerodisp WR 8520 (dispersão aquosa de sílica fumada hidrofóbica), NanoBYK 3620 (dispersão de
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Nanopartícula de sílica de superfície tratada) ou quaisquer combinações do mesmo.
[053] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que a etapa inicial do processo para a preparação do dito látex pode incluir a preparação de pré-emulsão de monômero puro inicial (101) (Sistema Monofásico A) em água desmineralizada de compostos orgânicos insaturados que contêm o grupo COOH, preferencialmente, de compostos orgânicos com a fórmula geral CH2=CHCOOH, incluindo sais, ésteres, ésteres de alquila dos ditos compostos e com o uso de agentes redutores de tensão de superfície convencionais, como detergentes ou emulsificantes ou agentes umectantes.
[054] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o processo para a preparação do dito látex de polímero pode incluir em uma segunda etapa subsequente preparar uma solução iniciadora (103) que compreende a dispersão de nanoparticulado modificada de componente inorgânico (102) obtido na primeira etapa, pré-emulsão de mistura de monômero orgânico (101) obtida na primeira etapa e um composto que pode iniciar, através da geração térmica de radicais, a polimerização da pré-emulsão de mistura de monômero inicial. Tal composto pode ser selecionado a partir de uma pluralidade de compostos geradores de radical conhecidos no presente estado da técnica e pode ser opcionalmente íons ou compostos que contêm os ânions SO42' ou S2O82·. O dito processo para a polimerização através de ativação térmica da formação de radical livre pode ser realizada a uma temperatura menor que 100 graus Celsius e, mais preferencialmente, a uma temperatura de 82 graus Celsius. O dito processo na dita segunda etapa pode incluir a adição de uma semente de polímero pré-existente (semente externa) na carga de chaleira (104) que compreende os polímeros pré-formados de compostos orgânicos que contêm o grupo COOH, preferencialmente, de
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19/43 compostos orgânicos com a fórmula geral CH2=CHCOOH, incluindo sais, ésteres, ésteres de alquila dos ditos compostos, em que a dita semente externa pode conter componentes com um tamanho particulado não maior que 60 nm e compreender preferencial mente pelo menos 33% sólidos.
[055] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que a polimerização de monômeros pode ser executada na presença de agentes ativos de superfície com o uso de sistema de iniciação Térmica ou Redox. A temperatura de reação é mantida a uma temperatura menor que 100 graus Celsius. É preferida uma temperatura de reação entre 40 e 95 graus Celsius, mais preferencialmente entre 76 e 88 graus Celsius.
[056] Em uma modalidade exemplificativa, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o processo para a preparação do dito látex de polímero pode incluir em uma segunda etapa preparar uma solução iniciadora (103) de um composto incluindo, mas sem limitação, solução de persulfato em água desmineralizada para a ativação térmica de processo de polimerização juntamente com a dita dispersão de nanoparticulado modificada de compostos inorgânicos (102), a dita pré-emulsão de mistura de monômero (101) obtida na primeira etapa e um látex de polímero acrílico pré-formado como semente externa em carga de chaleira (104) que compreende pelo menos 33% de sólidos e tamanho de partícula não maior que 60 nm e em que os ditos aditivos são carregados a uma temperatura preferencialmente de 82 graus Celsius e mantendo adicionalmente o dito látex de polímero a 82 graus a 86 graus Celsius durante um período de pelo menos 30 min para formar o Látex de polímero.
[057] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o processo para a preparação do dito látex de polímero pode incluir em
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20/43 uma terceira etapa subsequente que garante que os monômeros vestigiais também reagiram e foram polimerizados completamente. A dita terceira etapa envolve, desse modo, a adição de um composto de reforço e um composto catalisador juntos (reforço-catalisador) ao sistema (105) após o resfriamento do látex de polímero da etapa dois. O sistema de reforço-catalisador usado na presente invenção pode compreender uma solução de um sal de um composto inorgânico da fórmula química S2O5 incluindo, mas sem limitação, um sal de sódio do dito composto inorgânico e um iniciador de oxidação de polimerização de radical que pode compreender uma molécula terciária ramificada de um peróxido a uma concentração adequado.
[058] Em uma modalidade exemplificativa, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o processo para a preparação do dito látex de polímero pode incluir em uma terceira etapa resfriar o Látex de polímero da etapa dois até 70 graus Celsius seguido pela adição de um sistema de reforço-catalisador (105) que pode compreender metabissulfito de sódio e hidroperóxido de butila terciária em uma solução 70% aquosa para permitir que os vestígios de monômero, se existentes, reajam e polimerizem.
[059] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o processo para a preparação do dito látex de polímero pode incluir em uma quarta etapa subsequente que resfria o látex de polímero completamente polimerizado até 45 graus Celsius seguido pela neutralização com amônia até um pH na faixa de 9,5 a 10,5 e adição de pelo menos 2 partes por 100 partes de polímero em peso de pós-aditivos (106), o que melhora certas propriedades na composição de revestimento, como proteção contra umidificação, repelência à água e resistência à água inicial da composição resultante e da pintura na qual o mesmo é usado. Os pós-aditivos (106) podem compreender polietilenoiminas típicas, como Lupasol G 20, Lupasol G 35, Montrek PEI 6,
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Montrek PEI 18, Epomin SP 003, Epomin SP 006, Epomin SP 012, Epomin SP 018, Corcat P12, Corcat P18 ou quaisquer combinações dos mesmos. O dito pós-aditivo pode compreender adicionalmente aminas polifuncionais que compreendem produtos de polimerização preparados a partir de acrilato ou metacrilato de dimetilaminoetila, acrilato ou metacrilato de beta-aminoetila; Nbeta -aminoetil acrilamida ou metacrilamida, N-(monometilaminoetil)-acrilamida ou metacrilamida, acrilato ou metacrilato de N-(mono-n-butil)-4-25-aminobutila, metacriloxietoxietilamina, ou acriloxipropoxipropoxipropilamina, metacrilato de 2-[4-(2,6-dimetil-heptilideno)-amino]-etila, metacrilato de 3-(2-(4metilpentilidina)-amino]-propila, metacrilato de beta -(benzilidenoamino)-etila; acrilato de 2-(4-(2,6-dimetil-heptilideno)-amino]-etila; metacrilato de 12(ciclopentilideno-amino)-dodecila, N-(1,3-dimetilbutilideno)-2-(2metacriloxietoxi)-etilamina, N-(benzilideno)-metacriloxietoxietilamina, N-(1,3dimetilbutilideno)-2-(2-acriloxietoxi)-etilamina, ou quaisquer combinações dos mesmos.
[060] Em uma modalidade exemplificativa, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o processo para a preparação do dito látex de polímero pode incluir em uma adição de quarta etapa final de pelo menos 2 partes por 100 partes em peso do polímero de aminas polifuncionais (106), como polietilenoamina ou produtos de polimerização de aziridina ou polietilenoamina ou uma combinação dos mesmos como pós-aditivos a pH de 9,5 a 10,5 após a neutralização de amônia para resultar na composição de revestimento de polímero híbrido orgânico-inorgânico final.
[061] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o dito polímero tem propriedades que são adequadas para aplicação em pintura altamente durável ou pintura convencional. A aplicação da pintura também é relacionada a outro parâmetro chamado espessura de filme úmido. A
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22/43 espessura de filme é a espessura de pintura úmida ou qualquer filme de revestimento que tem base em líquido. Medir a espessura de filme úmido é necessário para identificar a quantidade de material que precisa ser aplicada para alcançar uma espessura de filme seco particular que fornecerá a melhor proteção contra danos, desgaste e corrosão. A espessura está em seu pico logo após a aplicação de revestimento. A mesma diminui uma vez que voláteis e solventes do filme de revestimento são submetidos à evaporação. A presente invenção revela um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o dito polímero pode ser incorporado em uma pintura de marcação de tráfego e pode ser usado para pinturas altamente duráveis com uma espessura de filme úmido de 750 mícrons ou pode ser usado para pinturas de tráfego convencionais com uma espessura de filme úmido de até 500 mícrons.
[062] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o dito polímero pode possuir durabilidade superior, longevidade, resistência à depuração, chuva e propriedades à proteção contra umidificação, tolerância mais alta para umidade e outras tais características, conforme medido por vários sistemas de avaliação padrão. American Society for Testing and Materiais (ASTM) é uma organização de padrões internacionais que desenvolvem e publicam padrões técnicos de consenso voluntário par uma gama ampla de materiais, produtos, sistemas e serviços. Uma dentre tais características é o Teste de Resistência à Depuração Úmida e o ASTM desenvolveu um método padrão para a sua avaliação em ASTM D2486. Os métodos de teste cobrem um procedimento para determinar a resistência de tintas de parede para a erosão causada por depuração, denominada no presente documento como “resistência à depuração”. Outro teste padrão para avaliar a durabilidade e a estabilidade da pintura é o ASTM D711 para Teste de Tempo de Secagem. O método usa uma roda que consiste em um cilindro
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23/43 de metal com anéis de vedação de borracha. A roda é rolada por uma rampa sobre um filme de pintura de tráfego recém-aplicado repetidamente até não haver transferência de pintura aos anéis de borracha. O tempo previsto da aplicação de filme de pintura até o ponto de nenhuma transferência de pintura é o tempo de secagem. Um padrão adicional para avaliar a resistência da pintura de tráfego para a umidade, chuva, corrosão por água etc. pode estar na forma do Teste de Coesão Úmida. O tempo tomado para o filme de pintura secar o suficiente para resistir à pressão é registrado. Quanto menor o tempo exigido para secar o filme, melhor a coesão. Um filme de pintura é fundido com espessura de filme úmido de 500 mícrons em uma placa de vidro e foi permitido que secasse a 24 ± 1 graus Célsius, 65 ± 5% de umidade relativa com o uso de uma câmara de umidade. Subsequentemente, uma gota de água destilada é colocada no filme de pintura, e após a espera de 60 segundos, o filme de pintura é torcido no local em que a gota de água foi posicionada com o polegar que usa pressão aproximada de 4 kg. A pintura não deve mostrar rachaduras/deformação. O tempo exigido para a secagem do filme é registrado como o Tempo de Coesão Úmida.
[063] Em outra modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o dito polímero pode conter um tamanho de partícula na faixa de 50 nm a 500 nm e pode conter mais especificamente um tamanho de particulado na faixa de 150 nm a 250 nm. O tamanho de partícula de polímero pode ser avaliado pelo Analisador de Tamanho de Partícula Brookhaven com o uso do princípio de Espalhamento Dinâmico de Luz.
[064] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o dito polímero pode fornecer a resistência à depuração úmida aprimorada (ASTM D2486) na faixa de um fator de 1,5 a 2,4, isto é, na faixa de 3.000 depurações para mais de 4.800 depurações devido à integração
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24/43 homogênea e associação da porção química inorgânica na estrutura de polímero caracterizada por o teste ser conduzido com aplicador de 175 mícrons que tem 4 tiras/abrasão media seguida por cura de 7 dias à Temperatura Ambiente.
[065] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o dito polímero pode fornecer tempo de secagem reduzido (ASTM D711) na faixa de 13 min a 20 min, caracterizado por o teste ser executado em um aplicador de 750 mícrons com secagem a 24 ± 2°C e 60 ± 5% de umidade, adicionalmente laminado pelo laminador de 5 kg com uma banda de borracha e verificado por último no momento em que nenhuma pintura aderiu à banda de borracha.
[066] Em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o dito polímero pode possuir uma Temperatura de Transição Vítrea (Tg) amplamente na faixa de 0 grau Celsius a 50 graus Celsius e mais especificamente na faixa de 15 graus Celsius a 35 graus Celsius. A Tg é uma das propriedades mais importantes de qualquer látex e é a região de temperatura na qual o polímero transita de um material vítreo duro para um material elástico macio e é de significância imensa particularmente para estabilidade, durabilidade e facilidade de aplicação de polímeros híbridos a serem usados em marcações de tráfego.
[067] Os exemplos a seguir das várias modalidades podem revelar um entendimento mais profundo das várias propriedades do látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego: [068] Exemplo 1: Controle Negativo Duplo - [Ne de referência HDRMP-073A (Figura 2)] - Nenhum componente inorgânico, nenhum aditivo de amina polifuncional [069] Procedimento: A 200 g de água desmineralizada, 24 g de látex de
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25/43 semente de polímero acrílico externo (teor de sólidos de pelo menos 33%, diâmetro de partícula médio de 50 nm) foram adicionados em um reator de vidro. 2,5 g de bicarbonato de sódio foram dissolvidos em 50 g de água desmineralizada e adicionados ao reator. O teor foi aquecido até 82 graus Celsius seguido pela adição de 20 g de 2% de solução de persulfato de sódio em água desmineralizada ao reator. As duas alimentações a seguir foram adicionadas durante um período de 3 horas: 1) A pré-emulsão de mistura de monômero, conforme mencionado na Tabela 1A e 2) 100 g de 2% de solução de Persulfato de Potássio em água desmineralizada.
TABELA 1 A:
Ingrediente Peso em gramas
Água desmineralizada 300
Lauril Sulfato de Sódio 5
Metacrilato de Metila 380
Acrilato de Butila 345
Ácido Metacrílico 8
[070] No fim da alimentação de pré-emulsão de mistura de monômero e solução iniciadora, o conteúdo do reator foi mantido a 82 graus Celsius durante 1 hora, então, parcialmente resfriado para 70 graus Celsius e 0,6 g de Hidroperóxido de Butila Terciária com 3 g de água desmineralizada foi adicionada separada e simultaneamente com uma solução de 0,4 g de metabissulfito de sódio em 10 g de água desmineralizada. O látex de polímero formado foi mantido durante 1 hora a 68 a 70 graus Celsius para permitir a reação de vestígios de monômero. Adicionalmente, o látex de polímero foi resfriado para abaixo de 40 graus Celsius e 15 g de 25% de solução de hidróxido de amônio foram adicionados para fornecer o pH final de 9,8 a 10,2. Uma solução de 1,5 g de conservante Acticide SPX em 5 g de água foi adicionada ao látex de polímero para preservação em lata. O látex de polímero resultante teve as propriedades a seguir contidas na Tabela 1B:
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26/43
TABELA 1Β:
Parâmetros Valor
Teor de Sólidos Total 50,5% p/p
Tamanho de Partícula (diâmetro) 161 nm
Peso Molecular do Polímero (Mw) 245.000
Temperatura de Transição Vítrea Tg 26 °C
Elevação de Viscosidade em pintura após 3 dias a 55°C 10%
Tempo de Secagem - Em placa de vidro, 750 mícrons, secagem a 25°C/60% de umidade, laminado com laminador de 5 kg com banda de borracha, verificar pelo momento no qual nenhuma pintura adere à banda de borracha 38 min
Resistência à Depuração Úmida - Aplicador de 175 mícrons (4 tiras/Meios de Abrasão), 7 dias de cura à RT 2.050 depurações
Teste de Coesão Úmida 154 minutos
[071] Exemplo 2: nenhum componente inorgânico, Aminas polifuncionais presentes [NQ de referência HDRMP-062A (Figura 3)], [072] Procedimento: A 200 g de água desmineralizada, 24 g de látex de semente de polímero Acrílico externo (teor de sólidos de pelo menos 33%, diâmetro de partícula médio de 50 nm) foram adicionados em um reator de vidro. 2,5 g de bicarbonato de sódio foram dissolvidos em 50 g de água desmineralizada e adicionados ao reator. O conteúdo foi aquecido a 82 graus Celsius. Então, 20 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada foram adicionados ao reator. As duas alimentações a seguir foram adicionadas durante um período de 3 horas:1) Pré-emulsão de mistura de monômero, conforme mencionado na Tabela 2A, 2) 100 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada
TABELA 2A:
Ingrediente Peso em gramas
Água desmineralizada 250
Lauril Sulfato de Sódio 5
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27/43
Metacrilato de Metila 380
Acrilato de Butila 345
Ácido Metacrílico 8
[073] No fim da alimentação de pré-emulsão de mistura de monômero e solução iniciadora, o conteúdo do reator foi mantido a 82 graus Celsius durante 1 hora, então, parcialmente resfriado até 70 graus Celsius e 0,6 g de hidroperóxido de butila terciária com 3 g de água desmineralizada foram adicionados separada e simultaneamente com uma solução de 0,4 g de metabissulfito de sódio em 10 g de água desmineralizada. O látex de polímero formado foi mantido durante 1 hora a 68 a 70 graus Celsius para permitir a reação de vestígios de monômero. Então, o látex de polímero foi resfriado abaixo de 40 graus Celsius e 15 g de 25% de solução de Hidróxido de Amônio foram adicionados para fornecer pH final de 9,8 a 10,5. Uma solução de polietilenoamina - 2 partes por 100 partes em peso de polímero é adicionada ao látex de polímero acima sob agitação. Ao látex de polímero, Polietilenoimina -1 parte por 100 partes em peso de polímero é adicionada sob agitação. Uma solução de 1,5 g de conservante Acticide SPX em 5 g de água foi adicionada ao látex de polímero para preservação em lata. O látex de polímero resultante teve as propriedades a seguir contidas na Tabela 2B:
TABELA 2B
Parâmetros Valor
Teor de Sólidos Total 50,8% p/p
Tamanho de Partícula (diâmetro) 202 nm
Peso Molecular do Polímero (Mw) 250.000
Temperatura de Transição Vítrea (Tg) 27°C
Elevação de Viscosidade em pintura após 3 dias a 55°C 13%
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28/43
Tempo de Secagem - Em placa de vidro, 750 mícrons, secagem a 25°C/60% de umidade, laminado com laminador de 5 kg com banda de borracha, verificar pelo momento no qual nenhuma pintura adere à banda de borracha 18 min
Resistência à Depuração Úmida - Aplicador de 175 mícrons (4 tiras/Meios de Abrasão), 7 dias de cura à RT 2.250 depurações
Teste de Coesão Úmida 113 minutos
[074] Exemplo 3: Adição externa de componente inorgânico, aminas polifuncionais presentes [ne de referência HDRMP-076A (Figura 4)] [075] Procedimento: A 200 g de água desmineralizada, 24 g de látex de semente de polímero acrílico externo (teor de sólidos de pelo menos 33%, diâmetro de partícula médio de 50 nm) foram adicionados em um reator de vidro. 2,5 g de bicarbonato de sódio foram dissolvidos em 50 g de água desmineralizada e adicionados ao reator. O conteúdo foi aquecido a 82 graus Celsius. Então, 20 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada foram adicionados ao reator. A seguir, duas alimentações foram adicionadas durante um período de 3 horas: 1) pré-emulsão de mistura de monômero, conforme mencionado na Tabela 3A, e 2) 100 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada
TABELA 3A:
Ingrediente Peso em gramas
Água desmineralizada 250
Lauril Sulfato de Sódio 5
Metacrilato de Metila 380
Acrilato de Butila 345
Ácido Metacrílico 8
Dispersão de nanopartícula modificada de componente inorgânico 1,5 parte em peso de polímero adicionado externamente
[076] No fim da alimentação de pré-emulsão de mistura de monômero e
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29/43 solução iniciadora, o conteúdo do reator foi mantido a 82 graus Celsius durante 1 hora, então, parcialmente resfriado até 70 graus Celsius e 0,6 g de hidroperóxido de butila terciária com 3 g de água desmineralizada foram adicionados separada e simultaneamente com uma solução de 0,4 g de metabissulfito de sódio em 10 g de água desmineralizada. O látex de polímero formado foi mantido durante 1 hora a 68 a 70 graus Celsius para permitir a reação de vestígios de monômero. Então, o látex de polímero foi resfriado abaixo de 40 graus Celsius e 15 g de 25% solução de hidróxido de amônio foram adicionados para fornecer o pH final de 9,8 a 10,5. Uma dispersão de nanopartícula de sílica de superfície tratada é adicionada externamente (1,5 parte em peso de polímero) ao látex de polímero acima sob agitação. Uma solução de polietilenoamina - 2 partes por 100 partes em peso de polímero é adicionada ao látex de polímero acima sob agitação. Ao látex de polímero, Polietilenoimina -1 parte por 100 partes em peso de polímero é adicionada sob agitação. Uma solução de 1,5 g de conservante Acticide SPX em 5 g de água foi adicionada ao látex de polímero para preservação em lata. O látex de polímero resultante teve as propriedades a seguir contidas na Tabela 3B:
TABELA 3B
Parâmetros Valor
Teor de Sólidos Total 51% p/p
Tamanho de Partícula (diâmetro) 175 nm
Peso Molecular do Polímero (Mw) 245.500
Temperatura de Transição Vítrea (Tg) 28°C
Elevação de Viscosidade em pintura após 3 dias a 55°C 12%
Tempo de Secagem - Em placa de vidro, 750 mícrons, secagem a 25°C/60% de umidade, laminado com laminador de 5 kg com banda de borracha, verificar pelo momento no qual nenhuma pintura adere à banda de borracha 18 min
Resistência à Depuração Úmida - Aplicador de 175 mícrons (4 tiras/Meios de Abrasão), 7 dias de cura à RT 2.850 depurações
Teste de Coesão Úmida 100 minutos
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30/43 [077] Exemplo 4: 1,5 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes em peso de polímero adicionadas durante a reação, aminas polifuncionais presentes [Ne de referência HDRMP-039A (Figura 5)] [078] Procedimento: A 200 g de água desmineralizada, 24 g de látex de semente de polímero acrílico externo (teor de sólidos de pelo menos 33%, diâmetro de partícula médio de 50 nm) foram adicionados em um reator de vidro. 2,5 g de bicarbonato de sódio foram dissolvidos em 50 g de água desmineralizada e adicionados ao reator. O conteúdo foi aquecido a 82 graus Celsius. Então, 20 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada foram adicionados ao reator. A seguir, três alimentações foram adicionadas durante um período de 3 horas: 1) Pré-emulsão de mistura de monômero, conforme mencionado na Tabela 4A, 2) 100 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada, 3) 1,5 parte em centena de partes de polímero de dispersão de nanopartícula de sílica de superfície tratada diluída em proporção 1:2 com água
TABELA 4A
Ingrediente Peso em gramas
Água desmineralizada 250
Lauril Sulfato de Sódio 5
Metacrilato de Metila 380
Acrilato de Butila 345
Ácido Metacrílico 8
Dispersão de nanopartícula modificada de componente inorgânico 1,5 parte em peso de polímero adicionadas durante a reação
[079] O pH durante a reação e após a completação de adição de pré-emulsão de mistura de monômero esteve na faixa de 5 a 7. No fim da alimentação de pré-emulsão de mistura de monômero e solução iniciadora, o conteúdo do reator foi mantido a 82 graus Celsius durante 1 hora, então, parcialmente
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31/43 resfriado até 70 graus Celsius e 0,6 g de hidroperóxido de butila terciária com 3 g de água desmineralizada foram adicionados separada e simultaneamente com uma solução de 0,4 g de metabissulfito de sódio em 10 g de água desmineralizada. O látex de polímero formado foi mantido durante 1 hora a 68 a 70 graus Celsius para permitir a reação de vestígios de monômero. Então, o látex de polímero foi resfriado abaixo de 40 graus Celsius e 15 g de 25% de solução de Hidróxido de Amônio foram adicionados para fornecer pH final de
9,8 a 10,5. Uma solução de polietilenoamina - 2 partes por centena de partes em peso de polímero é adicionada ao látex de polímero acima sob agitação. Ao látex de polímero, Polietilenoimina - 1 parte por 100 partes em peso de polímero é adicionada sob agitação. Uma solução de 1,5 g de conservante Acticide SPX em 5 g de água foi adicionada ao látex de polímero para preservação em lata. O látex de polímero resultante teve as propriedades a seguir contidas na Tabela 4B:
TABELA 4B
Parâmetros Valor
Teor de Sólidos Total 50,45% p/p
Tamanho de Partícula (diâmetro) 160 nm
Peso Molecular do Polímero (Mw) 236.000
Temperatura de Transição Vítrea (Tg) 29°C
Elevação de Viscosidade em pintura após 3 dias a 55°C 20%
Tempo de Secagem - Em placa de vidro, 750 mícrons, secagem a 25°C/60% de umidade, laminado com laminador de 5 kg com banda de borracha, verificar pelo momento no qual nenhuma pintura adere à banda de borracha 15 min
Resistência à Depuração Úmida - Aplicador de 175 mícrons (4 tiras/Meios de Abrasão), 7 dias de cura à RT 4.800 depurações
Teste de Coesão Úmida 76 minutos
[080] Exemplo 5: 0,75 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes em peso de polímero adicionadas durante a reação, aminas
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32/43 polifuncionais presentes [N2 de referência HDRMP-043A (Figura 6)] [081] Procedimento: A 200 g de água desmineralizada, 24 g de látex de semente de polímero acrílico externo (teor de sólidos de pelo menos 33%, diâmetro de partícula médio de 50 nm) foram adicionados em um reator de vidro. 2,5 g de bicarbonato de sódio foram dissolvidos em 50 g de água desmineralizada e adicionados ao reator. O conteúdo foi aquecido a 82 graus Celsius.
[082] Então, 20 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada foram adicionados ao reator.
[083] A seguir, três alimentações foram adicionadas durante um período de 3 horas: 1) Pré-emulsão de mistura de monômero conforme mencionado na Tabela 5A, 2) 100 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada e 3) 0,75 parte em centena de partes de polímero de dispersão de nanopartícula de sílica de superfície tratada diluída em proporção de 1:2 com água
TABELA 5A
Ingrediente Peso em gramas
Água desmineralizada 250
Lauril Sulfato de Sódio 5
Metacrilato de Metila 380
Acrilato de Butila 345
Ácido Metacrílico 8
Dispersão de nanopartícula modificada de componente inorgânico 1,5 parte em peso de polímero adicionadas durante a reação
[084] O pH durante a reação e após a completação de adição de pré-emulsão de mistura de monômero esteve na faixa de 5 a 7. No fim da alimentação de pré-emulsão de mistura de monômero e solução iniciadora, o conteúdo do reator foi mantido a 82 graus Celsius durante 1 hora, então, parcialmente resfriado até 70 graus Celsius e 0,6 g de hidroperóxido de butila terciária com 3
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33/43 g de água desmineralizada foram adicionados separada e simultaneamente com uma solução de 0,4 g de metabissulfito de sódio em 10 g de água desmineralizada. O látex de polímero formado foi mantido durante 1 hora a 68 a 70 graus Celsius para permitir a reação de vestígios de monômero. Então, o látex de polímero foi resfriado abaixo de 40 graus Celsius e 15 g de 25% de solução de hidróxido de amônio foram adicionados para fornecer pH final de
9,8 a 10,5. Uma solução de polietilenoamina - 2 partes por centena de partes em peso de polímero é adicionada ao látex de polímero acima sob agitação. Ao látex de polímero, polietilenoimina - 1 parte por 100 partes em peso de polímero é adicionada sob agitação. Uma solução de 1,5 g de conservante Acticide SPX em 5 g de água foi adicionada ao látex de polímero para preservação em lata. O látex de polímero resultante teve as propriedades a seguir contidas na Tabela 5B:
TABELA 5B
Parâmetros Valor
Teor de Sólidos Total 50,2% p/p
Tamanho de Partícula (diâmetro) 205 nm
Peso Molecular do Polímero (Mw) 268.325
Temperatura de Transição Vítrea (Tg) 27°C
Elevação de Viscosidade em pintura após 3 dias a 55°C 27%
Tempo de Secagem - Em placa de vidro, 750 mícrons, secagem a 25°C/60% de umidade, laminado com laminador de 5 kg com banda de borracha, verificar pelo momento no qual nenhuma pintura adere à banda de borracha 15 min
Resistência à Depuração Úmida - Aplicador de 175 mícrons (4 tiras/Meios de Abrasão), 7 dias de cura à RT 3.160 depurações
Teste de Coesão Úmida 85 minutos
[085] Exemplo 6: 1 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes em peso de polímero adicionada durante a reação, aminas polifuncionais presentes [N2 de referência HDRMP-075A (Figura 7)]
Petição 870180035928, de 02/05/2018, pág. 37/61
34/43 [086] Procedimento: A 200 g de água desmineralizada, 24 g de látex de semente de polímero acrílico externo (teor de sólidos de pelo menos 33%, diâmetro de partícula médio de 50 nm) foram adicionados em um reator de vidro. 2,5 g de bicarbonato de sódio foram dissolvidos em 50 g de água desmineralizada e adicionados ao reator. O conteúdo foi aquecido a 82 graus Celsius. Então, 20 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada foram adicionados ao reator. A seguir, três alimentações foram adicionadas durante um período de 3 horas: 1) Pré-emulsão de mistura de monômero conforme mencionado na Tabela 6A, 2) 100 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada, 3) 1 parte em centena de partes de polímero de dispersão de nanopartícula de sílica de superfície tratada diluída em proporção de 1:2 com água
TABELA 6A
Ingrediente Peso em gramas
Água desmineralizada 250
Lauril Sulfato de Sódio 5
Metacrilato de Metila 380
Acrilato de Butila 345
Ácido Metacrílico 8
Dispersão de nanopartícula modificada de componente inorgânico 1 parte em peso de polímero adicionada durante a reação
[087] O pH durante a reação e após a completação de adição de pré-emulsão de mistura de monômero esteve na faixa de 5 a 7. No fim da alimentação de pré-emulsão de mistura de monômero e solução iniciadora, o conteúdo do reator foi mantido a 82 graus Celsius durante 1 hora, então, foi parcialmente resfriado até 70 graus Celsius e 0,6 g de Hidroperóxido de Butila Terciária com 3 g de água desmineralizada foram adicionados separada e simultaneamente com uma solução de 0,4 g de metabissulfito de sódio em 10 g de água desmineralizada. O látex de polímero formado foi mantido durante 1 hora a 68
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35/43 a 70 graus Celsius para permitir a reação de vestígios de monômero. Então, o látex de polímero foi resfriado abaixo de 40 graus Celsius e 15 g de 25% de solução de Hidróxido de Amônio foram adicionados para fornecer pH final de
9,8 a 10,5. Uma solução de polietilenoamina - 2 partes por centena de partes em peso de polímero são adicionadas ao látex de polímero acima sob agitação. Ao látex de polímero, polietilenoimina - 1 parte por 100 partes em peso de polímero é adicionada sob agitação. Uma solução de 1,5 g de conservante Acticide SPX em 5 g de água foi adicionada ao látex de polímero para preservação em lata. O látex de polímero resultante teve as propriedades a seguir contidas na Tabela 6B:
TABELA 6B
Parâmetros Valor
Teor de Sólidos Total 50,75% p/p
Tamanho de Partícula (diâmetro) 174 nm
Peso Molecular do Polímero (Mw) 239.300
Temperatura de Transição Vítrea (Tg) 27°C
Elevação de Viscosidade em pintura após 3 dias a 55°C 17%
Tempo de Secagem - Em placa de vidro, 750 mícrons, secagem a 25°C/60% de umidade, laminado com laminador de 5 kg com banda de borracha, verificar pelo momento no qual nenhuma pintura adere à banda de borracha 17 min
Resistência à Depuração Úmida - Aplicador de 175 mícrons (4 tiras/Meios de Abrasão), 7 dias de cura à RT 3.375 depurações
Teste de Coesão Úmida 80 minutos
[088] Exemplo 7: 1,25 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes em peso de polímero adicionadas durante a reação, aminas polifuncionais presentes [Ne de referência HDRMP-071A (Figura 8)] [089] Procedimento: A 200 g de água desmineralizada, 24 g de látex de semente de polímero acrílico externo (teor de sólidos de pelo menos 33%, diâmetro de partícula médio de 50 nm) foram adicionados em um reator de
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36/43 vidro. 2,5 g de bicarbonato de sódio foram dissolvidos em 50 g de água desmineralizada e adicionados ao reator. O conteúdo foi aquecido a 82 graus Celsius.
[090] Então, 20 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada foram adicionados ao reator.
[091] A seguir, três alimentações foram adicionadas durante um período de 3 horas: 1) Pré-emulsão de mistura de monômero conforme mencionado na Tabela 7A, 2) 100 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada, 3) 1,25 parte em centena de partes de polímero de dispersão de nanopartícula de sílica de superfície tratada diluídas em proporção de 1:2 com água.
TABELA 7A
Ingrediente Peso em gramas
Água desmineralizada 250
Lauril Sulfato de Sódio 5
Metacrilato de Metila 380
Acrilato de Butila 345
Ácido Metacrílico 8
Dispersão de nanopartícula modificada de componente inorgânico 1,25 parte em peso de polímero adicionada durante a reação
[092] O pH durante a reação e após a completação de adição de pré-emulsão de mistura de monômero esteve na faixa de 5 a 7. No fim da alimentação de pré-emulsão de mistura de monômero e solução iniciadora, o conteúdo do reator foi mantido a 82 graus Celsius durante 1 hora, então, parcialmente resfriado até 70 graus Celsius e 0,6 g de Hidroperóxido de Butila Terciária com 3 g de água desmineralizada foram adicionados separada e simultaneamente com uma solução de 0,4 g de Metabissulfito de sódio em 10 g de água desmineralizada. O látex de polímero formado foi mantido durante 1 hora a 68 a 70 graus Celsius para permitir a reação de vestígios de monômero. Então, o
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37/43 látex de polímero foi resfriado abaixo de 40 graus Celsius e 15 g de 25% de solução de Hidróxido de Amônio foram adicionados para fornecer pH final de
9,8 a 10,5. Uma solução de polietilenoamina - 2 partes por centena de partes em peso de polímero é adicionada ao látex de polímero acima sob agitação. Ao látex de polímero, Polietilenoimina - 1 parte por 100 partes em peso de polímero é adicionada sob agitação. Uma solução de 1,5 g de conservante Acticide SPX em 5 g de água foi adicionada ao látex de polímero para preservação em lata. O látex de polímero resultante tem as propriedades a seguir contidas na Tabela 7B
TABELA 7B
Parâmetros Valor
Teor de Sólidos Total 50,52% p/p
Tamanho de Partícula (diâmetro) 186 nm
Peso Molecular do Polímero (Mw) 231.400
Temperatura de Transição Vítrea (Tg) 28°C
Elevação de Viscosidade em pintura após 3 dias a 55°C 17%
Tempo de Secagem - Em placa de vidro, 750 mícrons, secagem a 25°C/60% de umidade, laminado com laminador de 5 kg com banda de borracha, verificar pelo momento no qual nenhuma pintura adere à banda de borracha 15 min
Resistência à Depuração Úmida - Aplicador de 175 mícrons (4 tiras/Meios de Abrasão), 7 dias de cura à RT 3.950 depurações
Teste de Coesão Úmida 83 minutos
[093] Exemplo 8: 0,75 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes em peso de polímero adicionadas durante a reação, apenas polietilenoamina adicionada. [N2 de referência HDRMP-074A (Figura 9)] [094] Procedimento: A 200 g de água desmineralizada, 24 g de látex de semente de polímero acrílico externo (teor de sólidos de pelo menos 33%, diâmetro de partícula médio de 50 nm) foram adicionados em um reator de vidro. 2,5 g de bicarbonato de sódio foram dissolvidos em 50 g de água
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38/43 desmineralizada e adicionados ao reator. O conteúdo foi aquecido até 82 graus Celsius. Então, 20 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada foram adicionados ao reator. A seguir, três alimentações foram adicionadas durante um período de 3 horas: 1) Pré-emulsão de mistura de monômero conforme mencionado na Tabela 8A, 2) 100 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada, 3) 0,75 parte em centena de partes de polímero de dispersão de nanopartícula de sílica de superfície tratada diluídas em proporção de 1:2 com água
TABELA 8A
Ingrediente Peso em gramas
Água desmineralizada 250
Lauril Sulfato de Sódio 5
Metacrilato de Metila 380
Acrilato de Butila 345
Ácido Metacrílico 8
Dispersão de nanopartícula modificada de componente inorgânico 0,75 parte em peso de polímero adicionada durante a reação
[095] O pH durante a reação e após a completação de adição de pré-emulsão de mistura de monômero esteve na faixa de 5 a 7. No fim da alimentação de pré-emulsão de mistura de monômero e solução iniciadora, o conteúdo do reator foi mantido a 82 graus Celsius durante 1 hora, então, parcialmente resfriado até 70 graus Celsius e 0,6 g de Hidroperóxido de Butila Terciária com 3 g de água desmineralizada foram adicionados separada e simultaneamente com uma solução de 0,4 g de Metabissulfito de sódio em 10 g de água desmineralizada. O látex de polímero formado foi mantido durante 1 hora a 68 a 70 graus Celsius para permitir a reação de vestígios de monômero. Então, o látex de polímero foi resfriado abaixo de 40 graus Celsius e 15 g de 25% de solução de Hidróxido de Amônio foram adicionados para fornecer pH final de
9,8 a 10,5. Uma solução de polietilenoamina - 2 partes por centena de partes
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39/43 em peso de polímero é adicionada ao látex de polímero acima sob agitação. Uma solução de 1,5 g de conservante Acticide SPX em 5 g de água foi adicionada ao látex de polímero para preservação em lata. O látex de polímero resultante tem as propriedades a seguir contidas na Tabela 8B
TABELA 8B
Parâmetros Valor
Teor de Sólidos Total 50,7% p/p
Tamanho de Partícula (diâmetro) 197 nm
Peso Molecular do Polímero (Mw) 231.352
Temperatura de Transição Vítrea (Tg) 28°C
Elevação de Viscosidade em pintura após 3 dias a 55°C 17%
Tempo de Secagem - Em placa de vidro, 750 mícrons, secagem a 25°C/60% de umidade, laminado com laminador de 5 kg com banda de borracha, verificar pelo momento no qual nenhuma pintura adere à banda de borracha 15 min
Resistência à Depuração Úmida - Aplicador de 175 mícrons (4 tiras/Meios de Abrasão), 7 dias de cura à RT 3.562 depurações
Teste de Coesão Úmida 110 minutos
[096] Exemplo 9: 0,75 parte de componente inorgânico modificado por 100 partes em peso de polímero presentes, nenhuma adição de aminas polifuncionais [N2de referência HDRMP-072A (Figura 10)] [097] Procedimento: A 200 g de água desmineralizada, 24 g de látex de semente de polímero acrílico externo (teor de sólidos de pelo menos 33%, diâmetro de partícula médio de 50 nm) foram adicionados em um reator de vidro. 2,5 g de bicarbonato de sódio foram dissolvidos em 50 g de água desmineralizada e adicionados ao reator. O conteúdo foi aquecido até 82 graus Celsius. Então, 20 g de 2% de solução de persulfato de potássio em água desmineralizada foram adicionados ao reator. A seguir, três alimentações foram adicionadas durante um período de 3 horas: 1) Pré-emulsão de mistura de monômero, conforme mencionado na Tabela 9A, 2) 100 g de 2% de solução
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40/43 de persulfato de potássio em água desmineralizada e 3) 0,75 parte em centena de partes de polímero de dispersão de nanopartícula de sílica de superfície tratada diluídas em proporção de 1:2 com água
TABELA 9A:
Ingrediente Peso em gramas
Água desmineralizada 300
Lauril Sulfato de Sódio 5
Metacrilato de Metila 380
Acrilato de Butila 345
Ácido Metacrílico 8
Dispersão de nanopartícula modificada de componente inorgânico 1,5 parte em peso de polímero adicionadas durante a reação
[098] O pH durante a reação e após a completação de adição de pré-emulsão de mistura de monômero esteve na faixa de 5 a 7. No fim da alimentação de pré-emulsão de mistura de monômero e solução iniciadora, o conteúdo do reator foi mantido a 82 graus Celsius durante 1 hora, então, foi parcialmente resfriado até 70 graus Celsius e 0,6 g de Hidroperóxido de Butila Terciária com 3 g de água desmineralizada foram adicionados separada e simultaneamente com uma solução de 0,4 g de metabissulfito de sódio em 10 g de água desmineralizada. O látex de polímero formado foi mantido durante 1 hora a 68 a 70 graus Celsius para permitir a reação de vestígios de monômero. Então, o látex de polímero foi resfriado abaixo de 40 graus Celsius e 15 g de 25% de solução de Hidróxido de Amônio foram adicionados para fornecer pH final de
9,8 a 10,5. Uma solução de 1,5 g de conservante Acticide SPX em 5 g de água foi adicionada ao látex de polímero para preservação em lata. O látex de polímero resultante tem as propriedades a seguir contidas na Tabela 9B
TABELA 9B
Parâmetros Valor
Teor de Sólidos Total 50,25% p/p
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Tamanho de Partícula (diâmetro) 170 nm
Peso Molecular do Polímero (Mw) 373.662
Temperatura de Transição Vítrea (Tg) 28°C
Elevação de Viscosidade em pintura após 3 dias a 55°C 20%
Tempo de Secagem - Em placa de vidro, 750 mícrons, secagem a 25°C/60% de umidade, laminado com laminador de 5 kg com banda de borracha, verificar pelo momento no qual nenhuma pintura adere à banda de borracha 40 min
Resistência à Depuração Úmida - Aplicador de 175 mícrons (4 tiras/Meios de Abrasão), 7 dias de cura à RT 3.100 depurações
Teste de Coesão Úmida 132 minutos
[099] Em uma modalidade, a invenção se refere ao método de aplicação de uma pintura de marcação de tráfego altamente durável que compreende pelo menos um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico. O método de aplicação pode compreender aplicar na dita superfície de estrada uma composição de pintura de tráfego que compreende pelo menos um látex de polímero híbrido em um carreador evaporável aquoso, sendo que o dito látex de polímero híbrido compreende: a) uma fração orgânica composta por um polímero, em que o teor de sólido total de ingredientes constituintes é de pelo menos 45% p/p, b) um componente inorgânico modificado que compreende uma fração inorgânica composta por dispersão de nanoparticulado de um óxido de um metaloide do Grupo 14 da tabela periódica que tem 4 elétrons de valência em seu orbital p, em que a fração inorgânica no dito látex é pelo menos 0,4 parte por 100 partes em peso de polímero ou mais, e caracterizado por o látex de polímero híbrido compreender integração homogênea e associação da porção química inorgânica com o polímero, e c) aminas polifuncionais como polietilenoamina ou produtos de polimerização de aziridina ou uma combinação do mesmo que é pelo menos 2 partes por 100 partes em peso do polímero, e caracterizado por o dito látex de polímero híbrido ter uma temperatura de transição vítrea entre a faixa de 0 grau Celsius a 60 graus
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Celsius e, mais preferencialmente, na faixa de 15 graus Celsius e 35 graus Celsius. O método de aplicação pode compreender adicionalmente evaporar o dito carreador evaporável aquoso para formar a dita marcação de tráfego altamente durável na dita superfície de estrada, sendo que a dita pintura de marcação de tráfego altamente durável é caracterizada por ter tempo de secagem estimado com o uso de ASTM D711 com aplicador de 750 mícrons na faixa de 13 min a 20 min em 60 ± 5% umidade, um tempo de secagem estimado com o uso de ASTM D711 com aplicador de 500 mícrons na faixa de 7 min a 11 min a 60 ± 5% de umidade, e uma resistência à depuração úmida estimada com o uso de ASTM D2486 de até 4.800 depurações.
[100] Em outra modalidade, a invenção se refere ao método de aplicação de uma pintura de marcação de tráfego altamente durável que compreende pelo menos um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico, em que o método de aplicação pode compreender todos os equipamentos usados para a aplicação de pinturas a serem aplicadas sobre um substrato de concreto ou alvenaria, incluindo, mas sem limitação, equipamento de aspersão convencional ou equipamento feito de aço inoxidável, ou pistola aspersora ou qualquer combinação dos mesmos.
[101] Em outra modalidade, a invenção se refere ao método de aplicação de uma pintura de marcação de tráfego altamente durável que compreende pelo menos um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico, em que o método de aplicação pode compreender ingredientes de pintura incluindo, mas sem limitação, modificadores de reologia, pigmentos, extensores, agentes de dispersão, agentes umectantes, estabilizadores de congelamento, agentes coalescentes, conservantes, antiespumantes, agentes antiespuma, agentes de secagem, solventes de evaporação rápida, microesferas de vidro (refletores) ou qualquer combinação dos mesmos.
[102] Em outra modalidade, a invenção se refere ao método de aplicação de uma pintura de marcação de tráfego altamente durável que compreende pelo
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43/43 menos um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico, em que o método de aplicação pode compreender uma etapa de evaporação da substância volátil após a aplicação na superfície de estrada, em que o pH da composição pode ser reduzido mediante evaporação da base volátil e pode ser adicionalmente reduzido até um ponto em que a protonação da poliamina e poliimina pode começar e pode fazer com que a poliamina ou poliimina ou uma mistura dos mesmos seja catiônica.
[103] Em outra modalidade, a invenção se refere ao método de aplicação de uma pintura de marcação de tráfego altamente durável que compreende pelo menos um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico, em que o método de aplicação pode acelerar o processo de secagem de pintura combinando-se o polímero catiônico com a emulsão de polímero estabilizada de modo aniônico.
[104] Com referência à Figura 11, em uma modalidade, a invenção se refere a um látex de polímero híbrido orgânico-inorgânico a ser usado em pinturas de marcação de tráfego, em que o látex compreende a integração homogênea e associação da porção química inorgânica na estrutura de polímero. A Figura representa os resultados de microscopia eletrônica de transmissão do dito polímero, em que o látex de polímero a uma escala de 1.000 nm não é aglomerado e distribuído de modo homogêneo independentemente da presença de pelo menos 0,4 parte de nanopartículas modificadas da fração inorgânica que compreende um óxido de um metaloide do Grupo 14 da tabela periódica que tem quatro elétrons de valência em seu orbital p por 100 partes do polímero em peso.
[105] A descrição supracitada deve ser interpretada como ilustrativa e não em qualquer sentido limitante. Uma pessoa de habilidade comum na técnica entendería que certas modificações seriam abrangidas pelo escopo dessa revelação.
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Claims (15)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Látex de polímero híbrido caracterizado por compreender:
    a) uma fração orgânica que compreende um polímero em que os teores de sólido totais de ingredientes constituintes são pelo menos 45% p/p do látex de polímero,
    b) um componente inorgânico modificado que compreende pelo menos 50% de uma fração inorgânica que compreende dispersão de nanoparticulado de um óxido de um metaloide do Grupo 14 da tabela periódica que tem quatro elétrons de valência em seu orbital p, e em que o componente inorgânico modificado no dito látex está em uma quantidade de pelo menos 0,4 parte por 100 partes em peso do polímero, o dito látex de polímero híbrido compreendendo a integração homogênea e associação da porção química inorgânica com a porção química orgânica, e
    c) aminas polifuncionais que incluem polietilenoamina, produtos de polimerização de aziridina ou uma combinação dos mesmos em que as ditas aminas polifuncionais estão presentes em uma quantidade de pelo menos 2 partes por 100 partes em peso do polímero;
    e o dito látex de polímero híbrido possuir temperatura de transição vítrea dentro da faixa de 15 graus Celsius e 35 graus Celsius.
  2. 2. Látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita fração orgânica compreende produto de polimerização de compostos orgânicos insaturados que contêm o grupo COOH, e em que a fração orgânica compreende compostos orgânicos que têm a fórmula geral CH2=CHCOOH que incluem sais, ésteres, ésteres de alquila dos ditos compostos, e em que a fração orgânica inclui adicionalmente os produtos de autopolimerização de tais compostos orgânicos, assim como copolímeros formados pela combinação dos ditos compostos orgânicos e monômeros de outros compostos que compreendem, mas sem limitação, estireno, acetato de vinila, butadieno etc.
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    2/6
  3. 3. Látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito composto orgânico compreende uma resina acrílica selecionada pelo menos a partir do grupo de compostos orgânicos que compreende, mas sem limitação, Metacrilato de Metila, Acrilato de Butila e Ácido (met)acrílico, e em que o teor de sólido total do látex é de pelo menos 45% com base no peso total de todos os monômeros etilenicamente insaturados na mistura de polimerização.
  4. 4. Látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita fração inorgânica compreende uma dispersão de nanoparticulado de um óxido do elemento selecionado pelo menos a partir do grupo de metaloides que ocorrem no Grupo 14 da tabela periódica, e em que a dita fração inorgânica é termicamente modificada ou quimicamente modificada
  5. 5. Látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas aminas polifuncionais compreendem uma combinação de polietilenoamina e produtos de polimerização de aziridina, as quais compreendem pelo menos uma polialquilenoimina, a polialquilenoimina podendo ser uma polietilenoimina linear ou polietilenoimina ramificada, ou uma combinação das mesmas.
  6. 6. Látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição compreende partículas que têm um tamanho na faixa de 50 nm a cerca de 500 nm.
  7. 7. Processo para obter um látex de polímero híbrido caracterizado pelo fato de que compreende:
    a) Preparar uma pré-emulsão de mistura de monômero inicial (101) (Sistema Bifásico A) em água desmineralizada de compostos orgânicos insaturados que contêm o grupo COOH, preferencialmente, de compostos orgânicos com a fórmula geral CH2=CHCOOH, incluindo sais, ésteres, ésteres de alquila dos ditos compostos, e com o uso de agentes redutores de tensão
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    3/6 de superfície convencionais, como detergentes ou emulsificantes ou agentes umectantes,
    b) Preparar uma alimentação de dispersão inorgânica inicial (Sistema Bifásico B) misturando-se o componente inorgânico quimicamente ou termicamente modificado (102) que compreende pelo menos 50% de uma fração inorgânica, sendo que a fração inorgânica compreende uma dispersão de nanoparticulado de óxido de um elemento que tem 4 elétrons em seu orbital externo em água desmineralizada,
    c) Preparar uma solução iniciadora (103) (Solução C) para a polimerização misturando-se um composto em água desmineralizada, em que o dito composto, através de geração térmica de radicais livres, inicia a polimerização da pré-emulsão inicial,
    d) Adicionar Solução C simultaneamente com Sistema Bifásico A e Sistema Bifásico B a 82 graus Celsius a um látex de polímero acrílico préformado (104) usado como semente externa que compreende pelo menos 33% de sólidos de máximo de tamanho de partícula de 60 nm (Látex de Semente D) para formar o Látex de polímero E,
    e) Após completar todas as adições, manter a 82 a 86 graus Celsius durante pelo menos 30 minutos,
    f) Resfriar parcialmente o Látex de polímero E a 70 graus C, seguido por adição de sistema de reforço-catalisador (105) que compreende a solução de Hidroperóxido de butila terciária simultaneamente com solução de Metabissulfito de sódio para permitir que os traços de monômero reajam, e
    g) Resfriar o Látex de polímero E adicionalmente até 45 graus Celsius, seguido por neutralização com amônia até o pH na faixa de 9,5 a 10,5 e a adição de pelo menos 2 partes por 100 partes de polímero em peso de aminas polifuncionais (106) como polietilenoamina ou produtos de polimerização de aziridina ou polietilenoamina ou uma combinação dos mesmos como pós-aditivos para resultar em látex de polímero híbrido final
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    4/6 (Látex de polímero F).
  8. 8. Processo para obter o látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os ditos monômeros da préemulsão (101) são selecionados pelo menos a partir do grupo de compostos orgânicos que compreende, mas sem limitação, Metacrilato de Metila, Acrilato de Butila e Ácido (met)acrílico.
  9. 9. Processo para obter o látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito componente inorgânico modificado (102) que compreende uma fração inorgânica compreende uma forma fumada ou coloidal de uma dispersão de nanoparticulado do óxido de um elemento a partir do grupo de metaloides que ocorrem no Grupo 14 da tabela periódica que têm quatro elétrons de valência em seu orbital p.
  10. 10. Processo para obter o látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os compostos usados para preparar a solução iniciadora (103) (Solução C) compreendem íons ou compostos que contém os ânions SO42' ou S2O82·.
  11. 11. Processo para obter o látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os ditos produtos de polimerização de aziridina como pós-aditivos compreendem polialquilenoiminas, incluindo, mas sem limitação, polietilenoimina.
  12. 12. Processo para obter o látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito componente inorgânico modificado (102) compreende pelo menos 50% de uma fração inorgânica, sendo que a fração inorgânica que compreende uma fração inorgânica de nanoparticulado (Sistema Bifásico Β) é adicionada através da técnica de adição atrasada ou é pré-misturada com a pré-emulsão de mistura de monômero inicial (101) (Sistema Bifásico A) ou é pré-adicionada à carga de chaleira (104) antes da adição da pré-emulsão de mistura de monômero (Sistema Bifásico A).
  13. 13. Látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 1,
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    5/6 sendo que o dito látex é caracterizado pelo fato de que é usado para pinturas altamente duráveis com uma espessura de filme úmido de 750 mícrons, ou é usado para pinturas de tráfego convencionais com uma espessura de filme úmido de até 500 mícrons.
  14. 14. Látex de polímero híbrido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito látex de polímero híbrido fornece resistência à depuração úmida (ASTM D2486) de até 4.800 depurações com aplicador de 175 mícrons, e o dito látex de polímero híbrido fornece um tempo de secagem (ASTM D711) na faixa de 13 min a 20 min com aplicador de 750 mícrons, e o dito látex de polímero híbrido fornece coesão úmida entre 76 minutos a 132 minutos à temperatura de 24 ± 2°C e umidade de 65 ± 5 %.
  15. 15. Método para produzir uma pintura de marcação de tráfego altamente durável em uma superfície de estrada caracterizado por aplicar na dita superfície de estrada uma composição de pintura de tráfego que compreende pelo menos um látex de polímero híbrido em um carreador evaporável aquoso, em que o dito carreador evaporável aquoso compreende uma quantidade de uma base volátil com capacidade para desprotonar componentes catiônicos do dito látex de polímero híbrido, e em que o dito látex de polímero híbrido compreende:
    a. uma fração orgânica composta por um polímero em que os teores de sólido totais de ingredientes constituintes são pelo menos 45% p/p,
    b. um componente inorgânico modificado que compreende pelo menos 50% de uma fração inorgânica que compreende dispersão de nanoparticulado de um óxido de um metaloide do Grupo 14 da tabela periódica que tem quatro elétrons de valência em seu orbital p, e em que o componente inorgânico modificado no dito látex está em uma quantidade de pelo menos 0,4 parte por 100 partes em peso do polímero, e dito látex de polímero híbrido compreendendo a integração homogênea e associação da porção química inorgânica com o polímero, e
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    6/6
    c. aminas polifuncionais, como polietilenoamina ou produtos de polimerização de aziridina ou uma combinação dos mesmos, que compreendem pelo menos 2 partes por 100 partes em peso do polímero, o dito látex de polímero híbrido possuindo uma temperatura de transição vítrea na faixa de 0 grau Celsius a 60 graus Celsius, e, mais preferencialmente, na faixa de 15 graus Celsius e 35 graus Celsius, e evaporar o dito carreador evaporável aquoso para formar a dita marcação de tráfego altamente durável na dita superfície de estrada, a dita pintura de marcação de tráfego altamente durável tendo um tempo de secagem estimado com o uso de ASTM D711 com aplicador de 750 mícrons na faixa de 13 min a 20 min a 60 ± 5% de umidade e uma resistência à depuração úmida estimada com o uso de ASTM D2486 de até 4.800 depurações.
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    1/5
    ETAPA 1 Preparação de pré-emulsão de monômero (101) + Preparação de dispersão de nanoparticulado de componente inorgânico (102)
    Preparação de solução iniciadora de formação de radical (103)
    ETAPA
    ETAPA
    ETAPA
    Técnica de adição atrasada a 82 graus Celsius
    Misturar as très correntes acima com Carga de Chaleira (104) que tem semente externa de polímero pré-formado + Bicarbonato de sódio (tampão) + solução iniciadora
    Manter látex de polímero formado a 82 graus até 86 graus Celsius durante 30 min
    Resfriar parcialmente o látex de polímero até 70 graus Celsius e adicionar compostos catalisadores de reforço (105)
    Resfriar o látex de polímero até menos de 45 graus Celsius
    Neutralização com amônia até um pH na faixa de 9,5 a 10,5 e adição de pôs-aditivos de aminas polifuncionais (106)
    Petição 870180035928, de 02/05/2018, pág. 54/61
    Figura 1a
    2/5
    ETAPA
    ETAPA
    ETAPA
    ETAPA
    Preparação de pré-emulsão de monômero (101} pré-adicionada com dispersão de nanoparticulado de componente inorgânico (102)
    Preparação de solução iniciadora de formação de radical (103) ^Adição de duas correntes acima em carga de Chaleira (104)^
    Misturar as duas correntes acima com Carga de Chaleira (104) que tem semente externa de polímero pré-formado + Bicarbonato de sódio (tampão) + solução iniciadora
    Manter látex de polímero formado a 82 graus até 86 graus Celsius durante 30 min
    Resfriar parcialmente o látex de polímero até 70 graus Celsius e adicionar compostos catalisadores de reforço (105)
    Resfriar látex de polímero até menos de 45 graus Celsius
    Neutralização com amônia até um pH na faixa de 9,5 a 10,5 e adição de pôs-aditivos de aminas polifuncionais (106)
    Petição 870180035928, de 02/05/2018, pág. 55/61
    Figura 1b
    3/5
    ETAPA
    ETAPA
    ETAPA
    ETAPA
    Preparação de pré-emulsão de monômero (101)
    Preparação de solução iniciadora de formação de radical (103) ^Adição de duas correntes acima em carga de Chaleira (104)^
    Misturar as duas correntes acima com Carga de Chaleira (104) que tem semente externa de polímero pré-formado + Bicarbonato de sódio (tampão) + solução iniciadora e dispersão de nanoparticulado pré-adicionada de componente inorgânico (102)
    H Manter látex de polímero formado a 82 graus até 86 | graus Celsius durante 30 min
    Resfriar parcialmente o látex de polímero até 70 graus Celsius e adicionar compostos catalisadores de reforço (105) 1 Resfriar látex de polímero até menos de 45
    Neutralização com amônia até um pH na faixa de 9,5 a 10,5 e adição de pôs-aditivos deaminas polifuncionais (106)
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