BR112012000876B1 - Sistema reativo, formulação reativa, processo para a produção da formulação reativa, uso da formulação reativa, uso do sistema reativo, processo para gerenciamento de reações controladas e composição - Google Patents
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Abstract
sistemas reativos a invenção refere-se a sistemas reativos que compreendem pelo menos um componente (i) feito de partículas finamente dispersas numa fase líquida feita de pelo menos um componente adicional (11) com o qual o componente (i) pode reagir após sua ativação pela adição de energia, sendo que o componente (i) não é solúvel no componente (11), assim como ao método para a produção e utilização dos mesmos.
Description
SISTEMA REATIVO, FORMULAÇÃO REATIVA, PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DA FORMULAÇÃO REATIVA, USO DA FORMULAÇÃO REATIVA, USO DO SISTEMA REATIVO, PROCESSO PARA GERENCIAMENTO DE REAÇÕES CONTROLADAS E COMPOSIÇÃO
[001] Todos os documentos citados no presente requerimento foram incluídos por inteiro na respectiva publicação (= incorporados por inteiro como referências).
[002] A presente invenção refere-se a sistemas dispersos, ativados através da adição de energia, assim como a uma composição não poluente, com baixo potencial de risco, e ao processo para a sua produção. A presente invenção refere-se igualmente à sua aplicação como, por exemplo, iniciador de polimerização, endurecedor e reticulador na indústria de plástico, assim como a um processo para a indução controlada da reação. ESTADO DA TÉCNICA: [003] Como iniciadores de polimerização na indústria do plástico, assim como endurecedores e reticuladores para diversas aplicações, são aplicados peróxidos (Rompp Chemie Lexikon, 1991, pág.3297). Os peróxidos se decompõem com temperatura alta, formando radicais que iniciam a polimerização de ligações duplas carbono-carbono em acrilatos, metacrilatos, estireno, vinil tolueno, bem como a copolimerizações, como, por exemplo, entre a ligação dupla do ácido maleico ou fumárico com estireno. Os sais de cobalto (II) atuam como aceleradores e catalisam a decomposição.
[004] Os peróxidos orgânicos contêm um ou mais grupos de peróxidos -O-O-. Esta ligação é instável, decompõe-se de forma exotérmica e fornece calor entre 180-350 KJ/mol, o que acarreta numa elevação (adiabática) de temperatura para 400oC - 800oC. Por isso, a utilização de peróxidos torna-se perigosa. Em virtude do enorme potencial de risco, a legislação regulamentou a conservação e o transporte de forma restritiva. Detalhes podem ser encontrados nas respectivas prescrições vigentes.
[005] No requerimento DE 2 632 294 descreve-se um processo para a produção de éter silílico de benzenopinacol e seu emprego como iniciador de polimerização. Estes materiais agem de forma similar aos peróxidos, mas não possuem seu potencial de risco. O efeito enquanto iniciadores de radicais baseia-se na divisão homolítica da ligação simples extremamente longa de carbono-carbono substituída por tetrafênico. Ao contrário dos peróxidos a divisão é endotérmica e, se não houver um monômero como parceiro da reação, também é reversível. Os éteres silílicos de benzenopinacol são de produção trabalhosa e portanto custosos.
[006] Benzenopinacol também pode atuar como iniciador de radicais para a polimerização de resinas de poliéster insaturadas (Heinrich Wolfers e outros em “Die Makromolekulare Chemie”, 1979, 180, 3, pág.643-655). Contudo, o benzenopinacol não é facilmente solúvel em sistemas polimerizáveis e acaba por sedimentar. Materiais homogêneos tornam-se difíceis de se obter deste modo. Isto impedia, até então, a sua aplicação industrial.
OBJETIVO
[007] objetivo da presente invenção era a de propiciar sistemas ou formulações que não apresentassem estas desvantagens do estado da técnica ou que possibilitassem uma aplicação segura.
[008] Alem disso, a presente invenção tem como objetivo o desenvolvimento de uma solução que não sedimentasse e que polimerizasse ou reticulasse sistemas insaturados sob a influência de calor. Além disto, esta solução deveria apresentar um baixo potencial de risco em comparação com os peróxidos. Formulações que contêm esta solução caracterizaram-se por uma maior durabilidade. SOLUÇÃO: [009] 0 objetivo é alcançado através de um sistema reativo disperso, no qual um componente (I) está presente de forma finamente dispersa num componente (II), com o qual o componente (I) pode reagir após sua ativação mediante adição de energia, sendo que o componente (I) não se dissolve no componente (II) ; através do processo para a produção das composições, processo de controle da reação e suas respectivas aplicações. DEFINIÇÕES TERMINOLÓGICAS: [010] No âmbito da presente invenção todos os dados quantitativos devem ser compreendidos como dados do peso, se não houver indicação em contrário.
[011] No âmbito da presente invenção o termo "temperatura ambiente" significa uma temperatura de 23°C. Os dados das temperaturas são fornecidos em graus Celsius (°C) , quando não houver indicação em contrário.
[012] Desde que não haja indicação em contrário, as reações ou etapas do processo indicadas serão realizadas sob pressão normal/pressão atmosférica normal, ou seja, sob 1013 mbar.
[013] Sob a definição de radiação actínica subentende-se aqui e a seguir a radiação eletromagnética, como raios infra-vermelhos, raios infra-vermelhos próximos, luz visível, radiação ultravioleta ou raios X, especialmente a radiação ultra-violeta ou corpuscular, bem como a radiação de elétrons.
[014] No âmbito da presente invenção os termos solvente e dissolvente são sinônimos. No âmbito da presente invenção, os solventes inertes são aqueles que não reagem com os compostos que iniciam ou endurecem a fórmula reativa de acordo com a invenção, ou seja, que não são inseridos quimicamente nos produtos em formação, mas sim que permanecem fisicamente separáveis. Ao contrário, os solventes reativos são aqueles que podem ser inseridos quimicamente nos produtos resultantes.
[015] A expressão (met)acrílico deve incluir no âmbito da presente invenção tanto o metacrílico como o acrílico ou a mistura de ambos.
[016] Sob ligações lábeis C-C subentendem-se no âmbito da presente invenção aquelas ligações que não apresentam ligações C-C fáceis de se dividir, principalmente a ligação simples C-C com a) um comprimento entre 1,522 e 1,750 Angstrom (1 Angstrom = 10-10 m ), b) uma energia de dissociação no âmbito de 50 a 368 kJ/mol e que c) seja divisível homoliticamente com uma temperatura de 60oC a 150oC (com 1,013 bar).
[017] No âmbito da presente invenção subentendem-se os termos "ativador", "iniciador", "catalisador" e "monômero" tal como definidos no Rompp Chemie Lexikon, 9a edição, editora Thieme, palavras-chave "Aktivatoren" (página 81), "Initiatoren" (páginas 1985, 1986), "Katalysatoren" (páginas 2169, 2170) e "Monomere" (página 2847).
[018] O termo "monômeros" inclui no âmbito da presente invenção também "refinadores reativos", tal como definido no Rompp Lexikon Lacke und Druckfarben, 1998, editora Thieme, palavra-chave "Reaktivverdünner", páginas 491, 492.
[019] No âmbito da presente invenção os termos utilizados incluem os significados de "sistema reativo" ou "formulação reativa" ou fórmulas que possam reagir quimicamente após a adição de energia.
[020] A ativação por adição de energia significa que é necessária uma energia térmica mais elevada do que a temperatura ambiente e/ou que a radiação natural (luz, ultravioleta, radioatividade natural etc.) não é suficiente, fazendo com que uma energia adicional seja induzida mediante radiação actínica.
[021] Os tamanhos das partículas devem ser entendidos no âmbito da presente invenção, desde que não seja indicado nada em contrário, como tamanhos de partículas definidos mediante espectrometria acústica, principalmente através do espectômetro DT-1200 da empresa Quantachrome GmbH & Co. KG. DESCRIÇÃO DETALHADA: [022] De acordo com a invenção, é disponibilizado um sistema reativo disperso, no qual pelo menos um componente (I) contendo ou consistindo em partículas de tamanho entre 5nm e 500pm, preferencialmente entre 1 pm e 300 pm, finamente dispersas numa fase líquida de pelo menos mais um componente (II), com o qual o componente (I) possa reagir após a adição de energia, sendo que o componente (I) não se dissolve no componente (II).
[023] Além disso, a invenção disponibiliza uma formulação reativa caracterizada por um componente reativo sólido finamente distribuído num componente líquido (dispersão). Neste caso, o componente reativo sólido finamente distribuído consiste pelo menos numa ligação que apresente ligações C-C lábeis. Esta formulação reativa é um exemplo para o componente (I) do sistema reativo disperso.
[024] De acordo com a invenção descobriu-se também um processo para a condução controlada de uma reação, na qual se produz um sistema reativo disperso, em que a) pelo menos um componente (I) a ser ativado mediante adição de energia de partículas de um tamanho entre 5 nm e 500 pm, preferencialmente entre 1 pm e 300 pm, esteja disperso finamente b) numa fase líquida de, no mínimo, mais um componente (II), com o qual o componente a ser ativado através de adição de energia possa reagir após sua ativação e no qual este componente não se dissolva.
[025] Os sistemas reativos dispersos de acordo com a invenção caracterizam-se pelo fato de que: a) existe pelo menos um componente (I) contendo ou consistindo em partículas de tamanho entre 5nm e 500 pm, preferencialmente entre 1 pm e 300 pm, finamente dispersas b) numa fase líquida de, no mínimo, mais um componente (II), com o qual as partículas do componente (I) possam reagir através da adição de energia, c) sendo que as partículas do componente (I) não se dissolvem no componente (II).
[026] O componente (I) pode ser selecionado preferencialmente do grupo formado por: - iniciadores de reações químicas, preferencialmente polimerizações, poliadições, policondensações, - ativadores de reações químicas - catalisadores de reações químicas, - monômeros para polimerizações, poliadições, policondensações e misturas dos mesmos.
[027] O especialista sabe distinguir que iniciadores, ativadores, catalisadores ou monômeros são adequados para que fim; eles não precisam, portanto, ser citados em detalhe. As únicas condições são as já mencionadas: que estejam dispersos finamente no componente (II) e que não sejam dissolvidos no componente (II).
[028] No âmbito da presente invenção, “não solúvel”, significa de preferência, que as partículas do componente (I) se dissolvam no componente (II) no máximo em 1% em peso, preferencialmente no máximo 0,1% em peso.
[029] Preferentemente, que o componente (I) seja escolhido a partir do grupo formado por: - iniciadores de reações químicas, preferencialmente polimerizações, poliadições, policondensações, - ativadores de reações químicas, - catalisadores de reações químicas, - monômeros para polimerizações, poliadições, policondensações ou misturas dos mesmos ou - consistente da formulação reativa de acordo com a invenção.
[030] A adição de energia dos sistemas reativos dispersos da presente invenção ocorre preferencialmente através de radiação actínica e/ou energia térmica. Porém, em princípio, também é possível induzir energia por via mecânica.
[031] O componente (I) pode estar desde o início disperso finamente, ou seja, num tamanho entre 5 nm e 500 pm, preferencialmente entre 1 pm e 300 pm, ou então pode ser processado para partículas de tamanho entre 5 nm e 500 pm, preferencialmente entre 1 pm e 300 pm durante ou após a introdução no componente (II).
[032] É melhor, neste caso, dispersar o componente (I) em partículas de tamanho entre 5 nm e 500 pm somente durante ou após a introdução ao componente (II), preferencialmente entre 1 pm e 300 pm, pois uma agregação ou sedimentação do componente (I) pode ser assim evitada. Se a dispersão em partículas de tamanho entre 5 nm e 500 pm , preferencialmente entre 1 pm e 300 pm, ocorrer através do ato de moer ou por procedimentos similares na presença do componente (II), o calor oriundo deste ato (desta fricção) pode evaporar, de modo que nenhuma reação precoce ou reações secundárias indesejadas venham a acontecer.
[033] O componente (II) do sistema reativo de acordo com a invenção é escolhido preferencialmente do grupo formado por: (i) ao menos um polímero (ii) um ou mais monômero(s) ou mistura (s) de monômeros ou (iii) uma mistura de monômero(s) e polímero(s) [034] Se por acaso tanto o componente (I) como o componente (II) contiverem ou apresentarem monômeros, são válidas para os monômeros do componente (I) ainda assim as condições mencionadas: os monômeros do componente (I) não podem se dissolver nos monômeros do componente (II) e devem apresentar tamanho entre 5 nm e 500 pm, preferencialmente entre 1 pm e 300 pm.
[035] Numa versão alternativa da presente invenção, o componente (II) pode conter, adicionalmente aos itens (i), (ii) e (iii), ao menos um solvente, sob a condição de que o solvente não dissolva as partículas do componente (I) .
[036] Os solventes aplicáveis aqui dependem portanto de que componente (I) seja finalmente utilizado; eles podem ser facilmente escolhidos pelo especialista ou verificados em testes prévios muito simples, no caso de o especialista não se sentir seguro se o solvente desejado dissolve ou não as partículas do componente (I).
[037] Numa versão alternativa da presente invenção o componente (II) pode, portanto, consistir em uma mistura de monômero(s), polímero(s) e/ou solvente(s) que não dissolvam as partículas do componente (I).
[038] Os sistemas reativos de acordo com a invenção são produzidos, neste caso, através de procedimentos, nos quais o componente (I) e o componente (II) são misturados uns com os outros, sendo que as partículas do componente (I) são produzidas, preferencialmente moídas, antes, durante ou após a mistura com o componente (II).
[039] Através da dispersão fina do componente (I) no componente (II), os materiais reagem com muita rapidez e de forma homogênea durante sua ativação.
[040] As desvantagens do estado da técnica, como, por exemplo, o efeito Trommsdorff-Norrish, podem ser assim evitadas.
[041] Através dos sistemas reativos de acordo com a invenção é possível também dispensar o emprego de solventes tóxicos para determinados materiais, pois estes podem ser substituídos no âmbito da presente invenção por solventes menos tóxicos que, em casos normais, não podem ser utilizados como solventes, uma vez que não são capazes de dissolver o componente (I).
[042] Numa versão alternativa da presente invenção, a formulação reativa da invenção é utilizada como componente (I), como será descrita mais abaixo.
[043] Durante o processo para a produção da formulação reativa de acordo com a invenção, cristais de ao menos um composto, que apresente ramificações lábeisC-C, são moídos até se tornarem partículas muito finas. Estas partículas podem se dispersar em diversos monômeros, resinas insaturadas e fórmulas complexas insaturadas sem que ocorra uma sedimentação ou um escurecimento.
[044] A invenção envolve também soluções consistentes de materiais reagentes entre si e da fórmula reativa, de modo que ao menos um parceiro reagente (preferencialmente compostos contendo ramificações C-C lábeis) se apresente como material disperso fino.
[045] Nestas soluções, a reação química do material disperso fino é iniciada por ativação térmica ou de outra natureza, mas preferencialmente de natureza térmica. Estas soluções são exemplos dos sistemas reativos da invenção.
[046] A formulação reativa de acordo com a invenção é excelente para polimerizar, endurecer e/ou reticular massas polimerizáveis.
[047] A formulação reativa da invenção pode ser assim aplicada como iniciador, endurecedor e/ou reticulador de polimerização, especialmente na indústria do plástico.
[048] A formulação reativa pode consistir preferencialmente de: - componente (A) formado por ao menos um composto que apresente ao menos uma ramificação C-C lábil, - componente (B) formado por um solvente ou mistura de solventes nos quais o componente (A) não se dissolva, - eventualmente um componente (C) formado por um ou mais agentes de dispersão para o componente (A), sendo que o composto (A) se apresenta como material disperso em partículas de tamanho entre 5 nm e 500 pm, preferencialmente entre 1 pm e 300 pm.
[049] No âmbito da presente invenção o termo “não solúvel” significa preferencialmente, que o componente (A) não se dissolva no componente (B) mais do que 1% em peso, preferencialmente não mais que 0,1% em peso.
[050] É característica essencial da presente invenção o fato de que esta possa se dispersar facilmente através da forma extremamente fina do componente (A), formando assim com o componente (B) e, eventualmente, com o componente (C) uma dispersão estável.
[051] O componente (A) consiste numa ligação com uma ramificação lábilC-C que pode se dividir através da influência do calor ou da radiação actínica, mas especialmente através de calor.
[052] Os compostos aplicáveis de acordo com a invenção são aqueles da fórmula geral na qual as variáveis, independentes umas das outras, possuem os seguintes significados: R1 e R3 significam resíduos aromáticos, que podem ser substituídos 1-5 vezes por resíduos C1-Cg-alquil e/ou halogênio, preferencialmente fenil, metil, terc-butil, [053] R2 e R4 significam hidrogênio, resíduos aromáticos, que podem ser substituídos 1-5 vezes por resíduos C1-C6-alquil e/ou halogênio, ou resíduos alifáticos, preferencialmente fenil ou hidrogênio [054] A e B significam hidroxila, resíduo C1-C4-alcóxi, resíduo C1-C6-alquil e/ou halogênio, preferencialmente hidroxila ou metil, preferencialmente derivados altamente substituídos de etano, principalmente 1.1.2.2- tetrafeniletanodiol (benzenopinacol), benzenopinacóis substituídos no anel de benzeno, 1,2-di-terc-butiletanodiol e seus derivados, 2,3-dimetil-2,3-difenilbutano e poli-1,4-diisopropilbenzol.
[055] Outros exemplos para derivados de etano altamente substituídos aplicáveis de acordo com a invenção são p,p'-dimetilbenzenopinacol, p,p'-difenilbenzenopinacol, 1.2- dihidroxi-1,2-dimetil-1,2difeniletano, 1,2-metoxitetrafeniletano.
[056] De maior preferência como componente (A) é o benzenopinacol no âmbito da presente invenção.
[057] De preferência especial de acordo com a invenção são os compostos que passam por uma divisão da ligação homolítica, quando submetidas a temperaturas entre 80 e 150oC, especialmente entre 100 e 130oC.
[058] Como componente (B) utiliza-se um solvente ou uma mistura de solventes. A condição é a de que este não dissolva o componente (A).
[059] O solvente ou a mistura de solventes pode ser inerte ou reativa e conter ligações duplas C-C.
[060] Como solventes podem ser empregados diversos cortes de destilação aromatizados, por exemplo Solvesso 100, Solvesso 150, como também misturas de hidrocarboneto desaromatizado, por exemplo Shellsol D25, Shellsol D40. Igualmente podem ser empregados como solventes éster e base de éter. Como solventes reativos podem ser aplicados estireno, vinil tolueno, butilacrilato e butilmetacrilato.
[061] Além disto, o especialista saberá claramente que solventes reativos (também conhecidos como refinadores reativos, agentes refinadores reativos) deverá escolher como mistura reativa respectiva a ser iniciada ou endurecida. Em todo caso ele poderá consultar a literatura específica, por ex. Rompp Lexikon “Lacke und Druckfarben" [tintas e tintas de impressão], verbete “Reaktivverdünner" [refinadores reativos].
[062] Preferenciais são Solvesso 100, Solvesso 150, Shellsol D25, Shellsol D40.
[063] De acordo com a invenção dá-se a maior preferência ao Solvesso 100.
[064] O componente (C), uma vez necessário, consiste de um ou mais agentes dispersivos, que facilitam a dispersão do componente (A) ou que possibilitam e estabilizam a dispersão resultante deste procedimento. Os aditivos que podem ser utilizados como agentes de dispersão são conhecidos do especialista e sua aplicação são conhecidos dno estado da técnica.
[065] Numa versão da presente invenção podem ser empregados como agentes de dispersão sais de polímeros com grupos ácidos (por ex. Disperbyk® 106), sais de poliacrilato de baixo teor molecular ou sais de outros ácidos policarbônicos, sais de éster de ácido fosfôrico de copolímeros de alto teor molecular com grupos de afinidade pigmentária (por ex. Disperbyk® 145), copolímeros de blocos de alto teor molecular com grupos de afinidade pigmentária (por ex. Disperbyk® 2163, Disperbyk® 2164). Deve consultar-se ainda a literatura dos diversos fornecedores de agentes de dispersão.
[066] É possível no âmbito da presente invenção aplicar os diversos solventes numa mistura aleatória. Uma alternativa é a de misturar os solventes reativos com solventes inertes.
[067] A produção da formulação reativa ocorre preferencialmente segundo o procedimento de acordo com a invenção, no qual: a) os três componentes são misturados e b) moídos até se atingir uma dispersão na qual o componente (A) apresente partículas de tamanho entre 5 nm e 500 pm, preferencialmente entre 1 pm e 300 pm.
[068] Para se moer o componente (A) aplicam-se no âmbito da presente invenção preferencialmente máquinas moedoras, porém podem ser aplicados também quaisquer outros instrumentos moedores conhecidos do especialista.
[069] A formulação reativa é produzida preferencialmente a partir de: - 30-50% em peso, preferencialmente 35-45% em peso, de maior preferência 38-42% em peso da ligação C-C lábil (componente A) - 25-70% em peso, preferencialmente 35-60% em peso, de preferência especial 40-50% em peso do solvente e da mistura de solventes (componente B) e - 0-25% em peso, preferencialmente 5-20% em peso, de maior preferência entre 10-18% em peso de um ou mais agentes de dispersão (componente C).
[070] A formulação reativa de acordo com a invenção é misturada através do procedimento usual na prática com componentes polimerizantes e endurecedores que são levados a reagir sob temperaturas elevadas e/ou indução por radiação actínica.
[071] Um vez que a formulação reativa e os sistemas reativos de acordo com a invenção consistem em sistemas heterogêneos microscópicos, a equação de Arrhenius não procede e os produtos resultantes se caracterizam por uma estabilidade de conservação aperfeiçoada em comparação às formulações convencionais que contenham, por exemplo, 1% de peróxido.
[072] Através da aplicação ou adição das formulações de acordo com a invenção em composições endurecíveis, adquirem-se composições que são aplicáveis sem riscos, apresentando uma estabilidade de conservação excelente, sendo, porém, ainda assim rápidas e endurecíveis homegeneamente, quando aquecidas.
[073] Através da aplicação ou adição das fórmulas reativas de acordo com a invenção é possível também dispensar determinados materiais tóxicos que podem ser substituídos na presente invenção por solventes menos tóxicos que, em casos normais, não podem ser aplicados como solventes, uma vez que não dissolvem o componente (A).
[074] A formulação reativa de acordo com a invenção é aplicada preferencialmente em composições, cujas fórmulas ou poliésteres insaturados contêm grupos de metacrilato, vinil-metacrilato baseados na reação de reticulação ou no endurecimento das ligações duplas insaturadas olefinicamente.
[075] De preferência especial é a aplicação da formulação reativa de acordo com a invenção em composições de poliésteres insaturados.
[076] A formulação reativa de acordo com a invenção é igualmente adequada como iniciador de polimarização para a produção de polímeros simples, ou seja, não ligados.
[077] A formulação reativa de acordo com a invenção pode ser aplicada preferencialmente na indústria do plástico ou na indústria elétrica para o endurecimento ou reticulação de massas polimerizáveis, especialmente em resinas de impregnação e resinas de moldagem.
[078] Objeto da presente invenção são portanto, igualmente, as composições contendo a formulação reativa e ligações endurecíveis ou polimerizáveis.
[079] A formulação de acordo com a invenção é um fornecedor radical universalmente aplicável.
[080] O sistema reativo disperso de acordo com a invenção pode conter um ou mais auxiliadores em composição distinta, usuais para a aplicação respectiva, por exemplo materiais auxiliadores de tintura ou similares.
[081] É possível tornar latentemente reativos os sistemas dispersos da presente invenção através da adição de componentes adicionais estabilizantes, ou seja, estes sistemas são ativados através da adição de energia e tornam-se assim (meta-)estáveis por certo tempo, apesar de sua ativação, em virtude do aditivo estabilizante. Desta forma, estes sistemas podem ser adicionados a um componente adicional que pode reagir com os mesmos (numa espécie de sistema de componentes diversos).
[082] O princípio da presente invenção é o fato de que materiais de natureza insolúvel, que podem ser ativados através da adição de energia, são dispersados, de modo que possam gerar sistemas reativos, ainda assim estáveis em condições normais (23 oC, 1013 mbar de pressão, luz ambiental). Estes sistemas parecem, sob uma ótica normal/macroscópica, ser homogêneos, porém são heterogêneos, se observados microscopicamente.
[083] Isto é um fato excelente que pode funcionar com os sistemas mais distintos, uma descoberta surpreendente no âmbito da presente invenção.
[084] Foi, portanto, surpreendente constatar que sistemas reativos e formulações reativas podem ser obtidos através da presente invenção, apresentando as vantagens mencionadas, entre outras a estabilidade de conservação, a compatibilidade ambiental da aplicação, a facilidade de produção, com resultados reativos e produtos excelentes.
[085] As repartições de partículas dos componentes insolúveis (I) ou (A) podem ser mono-, bi- ou polimodais no âmbito da presente invenção, preferencialmente mono- ou bimodais.
[086] Numa variante da presente invenção, o componente (A) apresenta partículas de tamanho entre 5 nm e 500 pm, preferencialmente entre 1 pm e 300 pm e uma repartição bimodal de partículas com máximos aproximados de 10 pm e aprox. 200 pm.
[087] Os sistemas reativos da invenção são aplicáveis universalmente.
[088] Especialmente em polimerizações, sistemas para endurecimento, reações catalíticas. Eles podem também ser aplicados em reações análogas à polimerização, reações químicas de diversos níveis ou reações simples, ou seja não polimerizáveis.
[089] As diversas realizações da presente invenção, por exemplo, aquelas das diversas reivindicações dependentes, podem ser combinadas entre si.
[090] A invenção será descrita nos exemplos a seguir, não se limitando porém aos mesmos.
Exemplo 1: Produção de uma dispersão 1 de benzenopinacol [091] Numa garrafa de boca larga de 100 mL foram inseridos 23 g de Solvesso 100. Mexendo-se vagarosamente com auxílio de dispersantes foram adicionados 7 g de Disperbyk ® 106 como aditivo dispersante e misturado pelo tempo necessário até que o aditivo tenha se dissolvido. Em seguida foram adicionados 20g de bezenopinacol mexendo-se vagarosamente até que se formasse uma massa homogênea. A seguir foram inseridas 80 g de contas de vidro de 1 mm de diâmetro e a boca da garrafa foi lacrada. A dispersão ocorreu num misturador (modelo: “Disperser DAS H 200-K” da empresa Lau GmbH). Após a dispersão, as contas de vidro foram filtradas por intermédio de um filtro rápido de 240 pm e a dispersão foi armazenada em garrafas de vidro.
Exemplo 2: Produção de uma dispersão 2 de benzenopinacol [092] Procedimento como no exemplo 1, porém com a seguinte composição - 16,7 g de Solvesso 100, 6 g de Disperbyk ® 145 e 20 g de benzenopinacol.
Exemplo 3 Produção de uma dispersão 3 de benzenopinacol [093] Procedimento como no exemplo 1, porém com a seguinte composição - 24 g de Solvesso 100, 13,3 g de uma solução de Disperbyk® 2163 (45% em butilacetato/metoxipropilacetato) e 20 g de benzenopinacol.
Exemplo 4 Produção de uma dispersão 4 de benzenopinacol [094] Procedimento como no exemplo 1, porém com a seguinte composição - 20 g de Solvesso 100, 10 g de uma solução de Disperbyk® 2164 (60% em butilacetato/metoxipropilacetato) e 20 g de benzenopinacol.
Exemplo 5 Produção de uma mistura endurecedora 1 [095] 2,5 g da dispersão 1, 2,0 g de estireno e 97 g de Dobecken® FT 1018 (poliéster de estireno insaturado com base de ácido maleico/neopentilglicol, 67% em estireno) foram misturados. O resultado foi uma mistura clara e de conservação estável. O tempo de gel da mistura, determinado segundo o aparelho Geltimer da empresa Gelnorm sob 100oC, durou 11,8 minutos. Após um período de conservação de 1 mês o tempo de gel durou 10,2 minutos.
Exemplo 6 Produção de uma mistura endurecedora 2 [096] 2,5 g da dispersão 2, 2,0 g de estireno e 97 g de Dobeckan® FT 1018 foram misturados. O resultado foi uma mistura clara e de conservação estável. O tempo de gel da mistura sob 100oC durou 12,9 minutos. Após um período de conservação de 1 mês o tempo de gel durou 10,8 minutos.
Exemplo 7 Produção de uma mistura endurecedora 3 [097] 2,5 g da dispersão 3, 2,0 g de estireno e 97 g de Dobeckan® FT 1018 foram misturados. O resultado foi uma mistura clara e de conservação estável. O tempo de gel da mistura, sob 100 oC, durou 12,5 minutos. Após um período de conservação de 1 mês o tempo de gel durou 11,2 minutos.
Exemplo 8 Produção de uma mistura endurecedora 4 [098] 2,5 g da dispersão 4, 2,0 g de estireno e 97 g de Dobeckan ® FT 1018 foram misturados. O resultado foi uma mistura clara e de conservação estável. O tempo de gel da mistura, sob 100 oC, durou 13,4 minutos. Após um período de conservação de 1 mês o tempo de gel durou 11 minutos.
Exemplo 9 Produção de uma mistura endurecedora 5 contendo peróxido (exemplo comparativo 1) [099] 1 g de terc-butilperbenzoato, 2,0 g de estireno e 97 g de Dobeckan® FT 1018 foram misturados. O resultado foi uma mistura clara e de conservação estável. O tempo de gel da mistura, sob 100 oC, durou 22,5 minutos. Após um período de conservação de 1 mês o tempo de gel durou 19,7 minutos.
Exemplo 10 Produção de uma mistura endurecedora 6 contendo éter silílico de benzenopinacol (exemplo comparativo 2) [0100] 1,4 g de um éter silílico de benzenopinacol usual no mercado, 2,0 g de estireno e 97 g de Dobeckan ® FT1018 foram misturados. O resultado foi uma solução clara. O tempo de gel da solução, sob 100oC, foi de 5,6 minutos. Após um período de conservação de 1 mês o tempo de gel durou 5,2 minutos.
Exemplo 11 Produção das misturas endurecedoras 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f [0101] 1 g da dispersão 1 e 99 g de Sartomer® 9020 (triacrilato de glicerina propoxilado) foram misturados. O resultado foi uma solução clara de conservação estável. O tempo de gel da solução, sob 100oC, foi de 8,5 minutos. Após um período de conservação de 1 mês o tempo de gel durou 8,9 minutos (7a).
[0102] Aplicando-se as dispersões 2, 3 e 4 ao invés da dispersão 1, os tempos de gel foram de 9,9 minutos, 8,3 minutos e 7,8 minutos e após 1 mês 11,5 minutos, 9,8 minutos e 8,4 minutos (7b, 7c, 7d).
[0103] Os exemplos comparativos com 1 g de terc-butilperbenzoato (7e), por um lado, e de 1,4 g de um éter silílico de benzenopinacol (7f), por outro lado, em 99 g de acrilato resultaram num tempo de gel de 14,1 e 3,4 minutos e após um mês 14,2 e 3,5 minutos.
Exemplo 12: Formulações das dispersões, assim como do peróxido e do éter silílico de benzenopinacol com éter divinílico de trietilenoglicol [0104] Foram misturados 2,5 g das dispersões 1, 2, 3 e 4 com 99 g de éter divinílico de trietilenoglicol respetivamente. O resultado foram misturas claras que não se deixam endurecer. Não se obteve tempo de gel mensurável.
[0105] Misturas de 1 g de terc-butil-perbenzoato, por um lado, e 1,4 g de um éter de benzenopinacol usual no mercado com 99 g de éter divinílico de trietilenoglicol, respetivamente, resultaram igualmente em misturas não endurecíveis.
[0106] Uma homopolimerização radical não ocorreu em nenhum dos casos.
Exemplo 13 Conservação das misturas 1 a 6 sob 50 oC
[0107] As misturas 1 a 6 foram conservadas num recipiente lacrado num forno de convecção usual no mercado sob 50oC. A mistura 6 com éter silílico de benzenopinacol tornou-se gel após 3 dias. A mistura 5 com o terc-butil-perbenzoato tornou-se gel após 6 dias.
[0108] As misturas 1 a 4 permaneceram inalteradas mesmo após 15 dias.
[0109] Um aumento da viscosidade da formulação com a ligação de partículas finas que apresenta ramificações lábeis de C-C não foi observado durante os experimentos. As formulações contendo peróxido demonstram, ao contrário, um aumento da viscosidade baseado na polimerização incipiente e na ocorrência da dissolução do peróxido em temperatura ambiente.
[0110] De forma análoga aos peróxidos comportam-se os éteres silílicos de benzenopinacol, uma vez que são solúveis na matriz como os peróxidos.
REIVINDICAÇÕES
Claims (19)
1. SISTEMA REATIVO, caracterizado por: a) ao menos um componente (I) contendo ou consistindo em partículas de tamanho entre 5 nm e 500 pm, de forma finamente dispersas; b) numa fase líquida de ao menos mais um componente (II), com a qual as partículas do componente (I) podem reagir após sua ativação por adição de energia; sendo que as partículas do componente (I) não se dissolvem no componente (II).
2. SISTEMA REATIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo componente (I) ser selecionado a partir do grupo consistindo de: - iniciadores de reações químicas, preferencialmente polimerizações de adição de crescimento em cadeia, polimerizações de adição de crescimento em etapas, policondensações, - ativadores de reações químicas, - catalisadores de reações químicas, - monômeros para polimerizações de adição de crescimento em cadeia, polimerizações por adição de crescimento em etapas, policondensações e misturas dos mesmos.
3. SISTEMA REATIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pela adição de energia ocorrer por radiação actínica e/ou energia térmica.
4. SISTEMA REATIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo componente (II) ser selecionado do grupo consistindo de: (i) ao menos um polímero (ii) um ou mais monômero(s) ou mistura(s) de monômeros ou (iii) uma mistura de monômero(s) e polímero(s).
5. SISTEMA REATIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo componente (II) conter adicionalmente ao menos um solvente, sob a condição de que o solvente não dissolva as partículas do componente (I).
6. SISTEMA REATIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo componente (II) ser formado por uma mistura de monômero(s), polímero(s) e/ou solvente(s) que não dissolva as partículas do componente (I).
7. FORMULAÇÃO REATIVA, caracterizada por consistir em ao menos um componente (I), conforme definido na reivindicação 1, em que consiste ainda em: (A) ao menos um composto que apresente pelo menos uma ligação C-C lábil, (B) um solvente ou mistura de solventes nos quais o componente (A) não se dissolva, e (C) opcionalmente um ou mais agentes de dispersão para o componente (A), sendo que o composto (A) se apresenta como material sólido disperso em (B) com partículas de tamanho entre 5 nm e 500 pm.
8. FORMULAÇÃO REATIVA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por consistir de: 30 a 50% em peso do componente (A), 25 a 70% em peso do componente (B) e 0 a 25% em peso do componente (C).
9. FORMULAÇÃO REATIVA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizada pelo componente (A) compreender compostos correspondentes da fórmula geral, na qual as variáveis, independentes umas das outras, possuem os seguintes significados: R1 e R3 significam resíduos aromáticos, que podem ser substituídos 1-5 vezes por resíduos C1-C6-alquil e/ou halogênio, R2 e R4 significam hidrogênio, resíduos aromáticos, que podem ser substituídos 1-5 vezes por resíduos C1-C6-alquil e/ou halogênio, ou resíduos alifáticos, A e B significam hidroxila, resíduo C1-C4-alcóxi e/ou halogênio.
10. FORMULAÇÃO REATIVA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por A e B significarem 1,1,2,2-tetrafeniletanodiol, benzopinacóis substituídos nos núcleos de benzeno, 1,2-di-terc-butiletanodiol e seus derivados, e/ou 2,3-dimetil-2,3-difenilbutano e poli-1,4-diisopropilbenzeno.
11. FORMULAÇÃO REATIVA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizada pelo componente (C) compreender compostos selecionados do grupo de sais de polímeros com grupos ácidos, sais de ácido fosfórico com ésteres de copolímeros de elevado peso molecular com grupos de afinidade pigmentária, copolímeros de bloco de elevado peso molecular com grupos de afinidade pigmentária e misturas dos mesmos e/ou pelo componente (B) compreender solventes selecionados do grupo consistindo de frações de destilação aromáticos, misturas de hidrocarbonetos isentos de compostos aromáticos, ésteres, éteres, estireno, viniltolueno, butilacrilato, butilmetacrilato e misturas dos mesmos.
12. PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DA FORMULAÇÃO REATIVA, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado por: a) os componentes (A), (B) e (C) serem misturados uns com os outros e b) depois moídos até que se obtenha uma dispersão, na qual o componente (A) apresente partículas de tamanho de 5 nm a 500 pm.
13. USO DA FORMULAÇÃO REATIVA, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado por ser usada na indústria do plástico e/ou na indústria elétrica para o endurecimento de massas polimerizáveis.
14. USO DA FORMULAÇÃO REATIVA, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por ser usada ainda em resinas de impregnação e/ou de moldagem ou tintas, em particular revestimentos de condutores e tintas de impregnação.
15. USO DO SISTEMA REATIVO, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por ser usada na indústria do plástico e/ou na indústria de engenharia elétrica.
16. USO DO SISTEMA REATIVO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por ser usada ainda em resinas de impregnação e/ou de moldagem ou tintas, em particular revestimentos de condutores e tintas de impregnação.
17. PROCESSO PARA GERENCIAMENTO DE REAÇÕES CONTROLADAS, caracterizado por compreender a produção de um sistema reativo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, finamente disperso no qual: a) ao menos um componente (I) ativado através da indução de energia de partículas de tamanho entre 5 nm e 500 pm em b) uma fase líquida de ao menos mais um componente (II), com o qual o componente (I) ativado por adição de energia possa reagir após sua ativação e que não se dissolva no mesmo.
18. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pela dispersão ocorrer através do ato de moer.
19. COMPOSIÇÃO, caracterizada por conter a formulação reativa, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 7 a 11, e compostos polimerizáveis ou endurecíveis, em que a composição constitui uma tinta, em particular um revestimento para condutores ou tinta de impregnação ou resina de impregnação ou moldagem.
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