BR112012031946B1 - Composição de revestimento livre de formaldeído e curável; painel revestido; e método para revestimento de um painel - Google Patents

Composição de revestimento livre de formaldeído e curável; painel revestido; e método para revestimento de um painel Download PDF

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Abstract

composição de revestimento livre de formaldeído e curável; painel revestido; e método para revestimento de um painel a invenção fornece uma composição de revestimento livre de formaldeído e curável que compreende uma composição que compreende um copolímero poliácido reticulado com um composto que contém grupo hidroxila e pó de aluminossilicato de cálcio, painéis revestidos com acomposição de revestimento e um método para revestimento de um painel com a composição de revestimento.

Description

Relatório descritivo do pedido de patente de invenção para COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO LIVRE DE FORMALDEÍDO E CURÁVEL;
PAINEL REVESTIDO; E MÉTODO PARA REVESTIMENTO DE UM PAINEL ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
A invenção refere-se a materiais livres de formaldeido poliméricos ou polimerizáveis para transmitir resistência ao escorrimento em painéis, por exemplo, painéis fibrosos e painéis acústicos, tais como placas de teto.
Painéis acústicos (ou placas) são sistemas projetados 10 especialmente que são destinados a aperfeiçoar a acústica através da absorção de som e/ou redução de transmissão sonora em um espaço interno, tal como uma sala, corredor, salão de conferência, ou similares. Embora existam numerosos tipos de painéis acústicos, uma variedade comum 15 de painel acústico é geralmente composta de fibras de lã mineral, cargas, corantes e um aglutinante, conforme revelado, por exemplo, na Patente n2 U.S. 1.769.519. Esses materiais, além de uma variedade de outros, podem ser empregados para fornecer painéis acústicos com propriedades 20 acústicas desejáveis outras propriedades, tais como cor e aparência.
A fim de preparar painéis, uma combinação selecionada de fibras, cargas, agentes de volume, aglutinantes, água, tensoativos e outros aditivos é combinada para formar uma 25 calda e processada. Fibras celulósicas são tipicamente na forma de papel de jornal reciclado. O agente de volume é tipicamente perlita expandida. Cargas podem incluir argila, carbonato de cálcio ou sulfato de cálcio. Aglutinantes podem incluir amido, látex e produtos de papel 30 reconstituído unidos para criar um sistema de união que
2/39 facilita fechar todos os ingredientes em uma matriz estrutural desejada.
Aglutinantes orgânicos, tais como amido, são frequentemente o componente primário que fornece adesão estrutural para o painel. Amido é um aglutinante orgânico preferido pois, entre outras razões, é relativamente barato. Por exemplo, painéis que contém papel de jornal, lã mineral e perlita podem ser unidos de maneira econômica com o auxilio de amido. Amido transmite tanto força quanto durabilidade à estrutura do painel, mas é suscetível a problemas causados por hidratação. Hidratação pode fazer com que o painel amoleça e escorregue, o que apresenta má aparência em um teto e pode levar ao enfraquecimento do painel.
Um método usado para combater problemas causados por hidratação em painéis é revestir posteriormente os painéis com um revestimento com base em resina de melaminaformaldeído com ou sem um componente de ureia-formaldeído. Quando tal revestimento com base em resina de formaldeído é exposto a hidratação ou humidade o mesmo tende a resistir a forças de compressão na superfície traseira que resultam do movimento de escorrimento descendente.
Resinas de melamina-formaldeído curadas têm uma estrutura reticulada rígida e frágil quando curada apropriadamente. Essa estrutura rígida atua para resistir a forças de compressão na superfície traseira que resultam do movimento de escorrimento descendente. Entretanto, resinas de formaldeído tendem a emitir formaldeído, que é um conhecido irritante ambiental.
Para diminuir emissões de formaldeído, materiais
3/39 reativos a formaldeido, tais como ureia, têm sido adicionados para sequestrar o formaldeido livre. Infelizmente, tais sequestrantes de molécula pequena tampam os grupos reativos da resina de formaldeido, impedindo que níveis significativos de reticulação ocorram. Como resultado, a estrutura polimérica altamente reticulada característica nunca é formada. O revestimento resultante é fraco e não atuará para resistir ao escorrimento.
Embora exista uma variedade de produtos de painel acústico comercialmente disponíveis classificados como baixos emissores de substâncias químicas orgânicas voláteis (VOC), esses produtos emitem níveis detectáveis de formaldeido devido à presença de diversos componentes que emitem formaldeido que são empregados nesses painéis. Embora emissões de formaldeido que são gerados durante exposição a calor no processo de manufatura possam ser liberadas por exaustão em chaminés ou oxidadores térmicos, o produto resultante ainda conterá formaldeido residual, que é emitido mediante instalação. Uma redução em emissões de formaldeido, ou eliminação de tais emissões, fornecerá qualidade de ar interno aperfeiçoada naquelas localizações em que painéis acústicos são instalados, tais como edifícios públicos incluindo escolas, dependências de cuidado da saúde ou edifícios de escritório.
O que é necessário é um revestimento que tenha a capacidade de neutralizar a suscetibilidade a hidratação dos painéis sem emitir um irritante ambiental.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A invenção fornece uma composição de revestimento livre de formaldeido curável para uso no revestimento de
4/39 painéis acústicos. A composição de revestimento compreende (i) uma composição que compreende (a) um copolimero poliácido que compreende pelo menos dois grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais dos mesmos, (b) um composto que contém grupo hidroxila que carrega pelo menos dois grupos hidroxila, e (c) um catalizador que contém fósforo; e (ii) pó de aluminossilicato de cálcio que tem um teor alcalino total inferior a cerca de 2%, em peso, com base no peso total do pó de aluminossilicato de cálcio, em que a proporção entre o número de equivalentes dos ditos grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais dos mesmos e o número de equivalentes dos ditos grupos hidroxila é de cerca de 1/0,01 a cerca de 1/3.
A invenção fornece, adicionalmente, um painel revestido que compreende: (a) um painel que tem um lado de apoio e um lado de face oposta; e (b) uma camada de revestimento livre de formaldeido sustentada pelo lado de apoio do painel, sendo que a camada de revestimento inclui (i) uma composição que compreende (a) um copolimero poliácido que compreende pelo menos dois grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais dos mesmos, (b) um composto que contém grupo hidroxila que carrega pelo menos dois grupos hidroxila como um composto independente, e (c) um catalizador que contém fósforo; e (ii) pó de aluminossilicato de cálcio que tem um teor alcalino total inferior a cerca de 2%, em peso, com base no peso total do pó de aluminossilicato de cálcio, em que a proporção entre o número de equivalentes dos ditos grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais dos mesmos e o número de equivalentes dos ditos grupos hidroxila é de cerca de
5/39
1/0,01 a cerca de 1/3.
A invenção fornece, adicionalmente, um método para revestimento de um painel que compreende: (i) fornecer um painel que tem um lado dianteiro e um lado de apoio oposto; e (ii) aplicar, direta ou indiretamente, ao lado de apoio do painel uma composição de revestimento livre de formaldeido e curável que compreende (a) uma composição que compreende (a) um copolimero poliácido que compreende pelo menos dois grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais dos mesmos, (b) um composto gue contém grupo hidroxila que carrega pelo menos dois grupos hidroxila como um composto independente, e (c) um catalizador que contém fósforo; e (b) pó de aluminossilicato de cálcio que tem um teor alcalino total inferior a cerca de 2%, em peso, com base no peso total do pó de aluminossilicato de cálcio, em que a proporção entre o número de equivalentes dos ditos grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais dos mesmos e o número de equivalentes dos ditos grupos hidroxila é de cerca de 1/0,01 a cerca de 1/3.
BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DO(S) DESENHO(S)
A Figura 1 ilustra esguematicamente uma vista em perspectiva de um painel revestido gue tem um revestimento de fundo de acordo com uma modalidade da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
A invenção é direcionada a uma composição de revestimento livre de formaldeido e curável gue compreende uma composição e um pó de aluminossilicato de cálcio. A composição compreende (a) um copolimero poliácido que compreende pelo menos dois grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais dos mesmos, (b) um composto que contém
6/39 grupo hidroxila que carrega pelo menos dois grupos hidroxila, e (c) um catalizador que contém fósforo; e (ii) pó de aluminossilicato de cálcio que tem um teor alcalino total inferior a cerca de 2%, em peso, com base no peso total do pó de aluminossilicato de cálcio, em que a proporção entre o número de equivalentes dos ditos grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais dos mesmos e o número de equivalentes dos ditos grupos hidroxila é de cerca de 1/0,01 a cerca de 1/3.
A presente invenção se baseia, pelo menos em parte, na descoberta inesperada e surpreendente de uma composição de revestimento curável que ajuda a transmitir força e resistência ao escorrimento, com utilidade particular em painéis, que é livre de formaldeido. Os inventores constataram que determinados aglutinantes poliméricos usados em tratamentos de superfície e revestimentos de fundo inerentemente contém, liberam, emitem ou geram formaldeido. Além disso, aditivos tais como conservantes em estado úmido ou biocidas incluídos nos tratamentos de superfície e revestimentos de fundo também podem liberar, emitir ou gerar níveis quantificáveis e detectáveis de formaldeido. Assim, embora formaldeido possa não ser um componente de um aglutinante polimérico ou um biocida conforme usado em painel acústico, os inventores constataram, surpreendentemente, que o painel pode ainda liberar, emitir ou gerar formaldeido por várias razões, incluindo, por exemplo, degradação do aglutinante polimérico e/ou biocida. Vantajosamente, a presente invenção fornece um revestimento que fornece rigidez suficiente para transmitir força e evitar escorrimento
7/39 enquanto ao mesmo tempo evita emissões de formaldeido, aperfeiçoando, desse modo, a qualidade do ar interno.
A composição de revestimento da presente invenção é adequada para uso no revestimento de um lado dianteiro ou e/ou traseiro de um painel tal como um painel fibroso (por exemplo, um painel acústico tal como placa de teto). A composição de revestimento da invenção pode ser usada com painéis acústicos conhecidos na técnica e preparados através de métodos conhecidos na técnica, incluindo painéis acústicos preparados através de um método de feltragem com água tal como placa de teto da AURATONE® (USG Interiors, Inc.) bem como painéis acústicos preparados por um processo de fundição ou moldagem com pasta úmida tal como placa de teto da ACOUSTONE® (USG Interiors, Inc.). Por exemplo, painéis acústicos e a preparação dos mesmos são descritos, por exemplo, nas Patentes n— U.S. 1.769.519, 3.246.063, 3.307.651, 4.911.788, 6.443.258, 6.919.132, e 7.364.015, cada uma das quais estão incorporadas no presente documento a titulo de referência.
A composição livre de formaldeido compreende um copolimero poliácido que compreende pelo menos dois grupos ácido carboxilico, grupos anidrido ou sais dos mesmos. Sem desejar ser limitado por qualquer teoria particular, acredita-se que a composição descrita no presente documento serve como um aglutinante para o pó de aluminossilicato de cálcio e é referida no presente documento como uma composição aglutinante. Preferencialmente, o composto é um polímero acrílico carboxilado. O poliácido deve ser suficientemente não volátil que permanecerá substancialmente disponível para reação com o poliol na
8/39 composição durante operação de cura e aquecimento. O poliácido pode ser um composto com um peso molecular inferior a 1.000 que carrega pelo menos dois grupos ácido carboxilico, grupos anidrido ou sais dos mesmos tais como, por exemplo, ácido cítrico, ácido tricarboxílico de butano, e ácido tetracarboxílico de ciclobutano ou pode ser um oligômero ou polímero de adição incluindo, como unidades polimerizadas, monômeros funcionais de ácido carboxilico. Outros monômeros que contêm grupo ácido carboxilico adequados incluem, por exemplo, ácido metacrílico, ácido acrílico, ácido crotônico, ácido fumárico, ácido maleico, ácido maleico de 2-metila, ácido itacônico, ácido citracônico, ácido mesacônico, ácido ciclohexenodicarboxílico, ácido itacônico de 2-metila, ácido glutáricos de a-metileno, maleatos de monoalquila, e fumaratos de monoalquila e sais dos mesmos. Monômeros que contêm grupo anidrido adequados incluem, por exemplo, anidrido maleico, anidrido itacônico, anidrido acrílico, e anidrido metacrílico e sais dos mesmos.
Preferencialmente, a composição aglutinante compreende um composto que contém grupos ácido carboxilico e mais preferencialmente a composição aglutinante compreende um composto que contém grupos ácido metacrílico e/ou ácido acrílico. O composto que contém grupos ácido carboxilico pode compreender qualquer quantidade adequada de monômeros que incluem grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais. Tipicamente, o composto compreende cerca de 1% ou mais, por exemplo, cerca de 2% ou mais, ou cerca de 5% ou mais, ou cerca de 10% ou mais, ou cerca de 20% ou mais, ou 30% ou mais, de monômeros que incluem grupos ácido
9/39 carboxilico, grupos anidrido, ou sais, com base no peso do polímero. Alternativamente, ou além disso, o composto compreende cerca de 99% ou menos, por exemplo, cerca de 98% ou menos, ou cerca de 95% ou menos, ou cerca de 90% ou menos, ou cerca de 80% ou mais, de monômeros que incluem grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais, com base no peso do polímero. Assim, um composto que contém grupos ácido carboxilico pode compreender monômeros incluindo grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais em uma quantidade limitada por qualquer dois dentre os pontos finais acima recitados para os monômeros. Por exemplo, o composto que contém grupos ácido carboxilico pode compreender cerca de 1% a cerca de 99%, cerca de 2% a cerca de 98%, cerca de 5% a cerca de 95%, ou cerca de 10% a cerca de 90% de monômeros que incluem grupos ácido carboxilico, grupos anidrido, ou sais, com base no peso do polímero.
A composição aglutinante compreende, adicionalmente, um composto que contém grupo hidroxila que carrega pelo menos dois grupos hidroxila. O composto que contém grupo hidroxila pode estar presente na composição aglutinante curável como um composto independente ou pode estar incorporado na cadeia principal do copolímero poliácido. O composto que contém grupo hidroxila pode ser qualquer poliol adequado que é suficientemente não volátil que permanecerá substancialmente disponível para reação com o poliácido na composição durante aquecimento e cura. O poliol é desejavelmente um composto com um peso molecular inferior a cerca de 1.000 que carrega pelo menos dois grupos hidroxila tais como, por exemplo, etileno glicol,
10/39 glicerol, pentaeritritol, trimetilol propano, sorbitol, sacarose, glicose, resorcinol, catecol, pirogalol, ureias glicoladas, 1,4-ciclohexano diol, dietanolamina, trietanolamina e determinados polióis reativos tais como, por exemplo, β-hidroxialquilamidas tais como, por exemplo, bis-[N,N-di(β-hidroxietil)]adipamida, conforme podem ser preparados de acordo com os ensinamentos da Patente n2 U.S. 4.07 6.917, ou pode ser um polímero de adição que contém pelo menos dois grupos hidroxila tais como, por exemplo, álcool de polivinila, acetato de polivinila parcialmente hidrolizado, e homopolímeros ou copolímeros de (met)acrilato de hidroxietila, (met)acrilato de hidroxipropila e similares. Preferencialmente, o composto que contém grupo hidroxila é uma amina que contém hidroxila selecionada do grupo que consiste em diisopropanolamina, 2(2-aminoetilamino)etanol, trietanolamina, tris(hidroximetil)aminometano, e dietanolamina.
O copolímero poliácido é poliesterifiçado com o composto que contém grupo hidroxila de modo a formar a composição livre de formaldeido como um poliéster. A proporção entre o número de equivalentes dos ditos grupos ácido carboxílico, grupos anidrido, ou sais dos mesmos e o número de equivalentes dos ditos grupos hidroxila é de cerca de 1/0,01 a cerca de 1/3 (por exemplo, de cerca de 1/0,05 a cerca de 1/2,5, ou de cerca de 1/0,1 a cerca de 1/2) .
A composição aglutinante compreende, adicionalmente, um catalizador que contém fósforo. O catalizador que contém fósforo pode ser qualquer composto adequado. Preferencialmente, o catalizador que contém fósforo é
11/39 selecionado do grupo que consiste em um sal de hipofosfito de metal alcalino tal como, por exemplo, hipofosfito de sódio, um fosfato de metal alcalino tal como, por exemplo, fosfato de sódio, um polifosfato de metal alcalino, um fosfato de diidrogênio de metal alcalino, um ácido polif osf órico, um ácido fosfinico de alquila Ci_22z ou combinações dos mesmos.
Preferencialmente, a composição aglutinante é um polímero da Aquaset™ disponível pela Dow Chemical Co. (Midland, MI). Mais preferencialmente, a composição aglutinante é um polímero da Aquaset™ 600 disponível pela Dow Chemical Co.
Em outras modalidades, o catalizador que contém fósforo é um oligômero ou polímero que carrega grupos que contêm fósforo tais como, por exemplo, um oligômero ou polímero de ácido acrílico e/ou ácido maleico formado na presença de hipofosfito de sódio; polímeros de adição tais como, por exemplo, o componente copolimérico da presente invenção preparado a partir de monômeros não saturados etilenicamente na presença de terminadores ou agentes de transferência de cadeia de sal de fósforo; e polímeros de adição que contém resíduos de monômero de função ácida tais como, por exemplo, metacrilato de fosfoetila copolimerizado, e ésteres de ácido fosfônico similares e monômeros de ácido sulfônico de vinila copolimerizada e seus sais. Em uma modalidade da invenção, o composto que contém hidroxila e o composto que contém fósforo estão presentes no mesmo polímero de adição. Preferencialmente, o catalizador que contém fósforo pode ser usado em um nível de cerca de 0%, em peso, ou mais, por exemplo, cerca de 5%,
12/39 em peso, ou mais, ou cerca de 10%, em peso, ou mais, com base no peso do oligômero ou polímero. Alternativamente, ou além disso, o catalizador que contém fósforo pode ser usado em um nível de cerca de 40%, em peso, ou menos, por exemplo, cerca de 35%, em peso, ou menos, ou cerca de 30%, em peso, ou menos, ou cerca de 25%, em peso, ou menos, ou cerca de 20%, em peso, ou menos, com base no peso do oligômero ou polímero. Assim, o catalizador que contém fósforo pode ser usado em um nível limitado por quaisquer dois dentre os pontos finais acima recitados para o catalizador que contém fósforo. Por exemplo, o catalizador que contém fósforo pode ser usado em um nível de cerca de 0%, em peso, a cerca de 40%, em peso, por exemplo, de cerca de 0%, em peso, a cerca de 30%, em peso, de cerca de 0%, em
peso, a cerca de 20%, em peso, ou de cerca de 0%, em peso,
a cerca de 10 %, em peso, com base no peso do oligômero ou
polímero.
Além da composição livre de formaldeído aglutinante
curável, a composição de revestimento da invenção
compreende Pó que compreende, que consiste essencialmente
em, ou que consiste em pó de aluminossilicato de cálcio. Conforme usado no presente documento, o termo pó de vidro ou carga de vidro destina-se a fazer referência a pó(s) que compreende(m) pó, que consiste(m) essencialmente em, ou que consiste (m) em pó de aluminossilicato de cálcio. O pó de aluminossilicato de cálcio pode ser qualquer pó de aluminossilicato de cálcio adequado. Pós de aluminossilicato de cálcio adequados fornecem inércia química com absorção de água e óleo muito baixa. Embora não desejem ser limitados pela teoria, os requerentes acreditam
13/39 que a propriedade de baixa absorção de água permite níveis de carregamento mais altos da carga de pó de aluminossilicato de cálcio na composição de revestimento sem aumento excessivo na viscosidade. Pós de aluminossilicato de cálcio adequados incluem pós feitos de fibra de vidro, por exemplo fibra de vidro reciclada de matéria-prima de vidro pós-industrial. Preferencialmente, o pó de aluminossilicato de cálcio tem um teor alcalino total inferior a cerca de 2%, em peso, (por exemplo, E-vidro) com base no peso total do pó de aluminossilicato de cálcio. Desejavelmente, o pó de aluminossilicato de cálcio não contém uma quantidade substancial de, ou qualquer quantidade de, fibra de aluminossilicato de cálcio picada de tal modo que o pó de aluminossilicato de cálcio tem uma proporção de aspecto média de cerca de 5:1 ou menos, preferencialmente cerca de 3:1 ou menos, ou mais preferencialmente cerca de 2:1 ou menos (por exemplo, cerca de 1,5:1 ou menos).
O pó de aluminossilicato de cálcio pode ter qualquer tamanho de partícula mediano e/ou área de superfície adequados. Tipicamente, o pó de aluminossilicato de cálcio tem um tamanho de partícula mediano de cerca de 250 microns ou menos, preferencialmente 100 microns ou menos, e mais preferencialmente 20 microns ou menos (por exemplo, cerca de 15 microns ou menos, ou cerca de 10 microns ou menos). O pó de aluminossilicato de cálcio desejavelmente tem uma área de superfície de cerca de 1 m2/g a cerca de 3 m2/g e preferencialmente tem uma área de superfície de cerca de 1,2 m2/g a cerca de 2,4 m2/g. Embora não desejem ser limitados pela teoria, os requerentes acreditam que pó
14/39 moido finamente dividido fornece um área de superfície mais elevada para interação máxima com o aglutinante do revestimento, reforçando e intensificando as propriedades mecânicas da composição de revestimento curável e intensificando a dureza e força do revestimento de película uma vez aplicado ao painel, intensificando, desse modo, a resistência ao escorrimento.
A composição de revestimento opcionalmente compreende, adicionalmente, um ou mais componentes selecionados do grupo que consiste em dispersantes, cargas minerais, pigmentos, tensoativos, modificadores de pH, agentes tamponantes, modificadores de viscosidade, estabilizadores, antiespumantes, modificadores de fluxo, e combinações dos mesmos.
Dispersantes adequados incluem, por exemplo, pirofosfato de tetrapotássio (TKPP) (FMC Corp.), policarboxilatos de sódio tais como Tamol® 731A (Rohm & Haas) e tensoativos não iônicos tais como alquil aril poliéter Triton™ CF-10 (Dow Chemicals). Preferencialmente, a composição de revestimento compreende um dispersante selecionado de tensoativos não iônicos tais como alquil aril poliéter Triton™ CF-10 (Dow Chemicals) .
Cargas minerais adequadas (além do pó de aluminossilicato de cálcio discutido acima) incluem, por exemplo, branqueadores, argila (por exemplo, argila caulim), mica, areia, sulfato de bário, silica, talco, gesso, wollastonita, óxido de zinco, sulfato de zinco, esferas ocas, sais de bentonita, e misturas dos mesmos. Preferencialmente, a composição de revestimento não contém uma carga mineral (por exemplo, a composição de
15/39 revestimento não contém mica). Entretanto, se desejado, carga mineral tal como mica pode ser incluída na composição, sozinha ou em combinação com outra carga tal como pó de aluminossilicato de cálcio conforme descrito no presente documento. Se incluída em algumas modalidades da composição de revestimento, a mica pode ter um tamanho de partícula de cerca de 250 microns ou menos, preferencialmente 100 microns ou menos, e mais preferencialmente 20 microns ou menos (por exemplo, cerca de 15 microns ou menos, ou cerca de 10 microns ou menos).
Pigmentos adequados incluem pigmentos convencionais familiares àqueles versados na técnica. Deve-se ter cuidado em evitar aqueles pigmentos que aumentariam o pH do revestimento e, assim, inibiríam a cura do aglutinante. Preferencialmente, a composição de revestimento não é pigmentada quando usada como um revestimento de fundo para promover resistência ao escorrimento.
Tensoativos adequados são preferencialmente tensoativos não iônicos. Exemplos não limitantes de tensoativos adequados não iônicos incluem nonilfenol etoxilado tal como Igepal® CO-630 (Rhodia Canada, Inc.).
Modificadores de pH e agentes tamponantes adequados incluem ácidos fosfórico e sulfúrico e combinações dos mesmos. Esses aditivos são projetados para fornecer o ambiente de pH adequado para a cura do aglutinante. Preferencialmente, a composição de revestimento compreende um modificador de pH selecionado de ácido fosfórico ou sulfúrico.
Modificadores de viscosidade adequados incluem hidroxietilceluloses tais como Natrosol® (Hercules, Inc.),
16/39 carboximetilcelulose (CMC), bentonita sódica (Volclay), argila caulim tal como argila caulim em suspensão no ar vendida como Snowbrite Clay (Whittaker, Clark & Daniels), e combinações dos mesmos.
Antiespumantes adequados incluem antiespumantes com baseados em óleo tais como Hi-Mar DFC-19 (Hi-Mar Specialties, Inc.).
A composição aglutinante é livre de formaldeido. Conforme usado no presente documento, livre de formaldeido significa que a composição aglutinante não é feita com formaldeido ou substâncias químicas que geram formaldeido e não liberará formaldeido em condições de serviço normais. Desejavelmente, a composição de revestimento que compreende a composição livre de formaldeido aglutinante também é livre de formaldeido, ou é pelo menos substancialmente livre de formaldeido. Ά expressão substancialmente livre de formaldeido é definida como significando que uma quantidade prévia ou incidental de formaldeido (por exemplo, menos que 100 ppb) pode estar presente na composição de revestimento e ser abrangida pelo escopo da invenção.
A quantidade de formaldeido presente na composição de revestimento pode ser determinada de acordo com o padrão ASTM D5197 aquecendo-se amostras de revestimento secas a 115°C em uma Markes Microchamber umidificada e em seguida coletando-se as emissões sob condições controladas usandose um cartucho de 2,4-dinitrofenilhidrazina (DNPH). Após exposição, o cartucho de DNPH é lavado com acetonitrila, a lavagem de acetonitrila é diluída a um volume de 5 ml, e a amostra é analisada através de cromatografia líquida. Os
17/39 resultados são apresentados em pg/mg de amostra de revestimento e comparados com uma amostra de controle. Amostras que estão dentro de erro experimental da amostra de controle sobre uma série significativa de testes são substancialmente livres de formaldeido.
A composição de revestimento pode compreender qualquer quantidade adequada de composição livre de formaldeido aglutinante. Preferencialmente, a composição de revestimento compreende cerca de 10%, em peso, ou mais, por exemplo, cerca de 15%, em peso, ou mais, ou cerca de 20%, em peso, ou mais, ou cerca de 30%, em peso, ou mais, de composição livre de formaldeido aglutinante, com base no peso total dos componentes secos da composição de revestimento. Alternativamente, ou além disso, a composição de revestimento compreende cerca de 60%, em peso, ou menos, por exemplo, cerca de 55%, em peso, ou menos, ou cerca de 50%, em peso, ou menos da composição livre de formaldeido aglutinante, com base no peso total dos componentes secos da composição de revestimento. Assim, a composição de revestimento pode compreender a composição livre de formaldeido aglutinante em uma quantidade limitada por quaisquer dois dentre os pontos finais acima recitados para a composição livre de formaldeido aglutinante. Por exemplo, a composição de revestimento pode compreender cerca de 10%, em peso, a cerca de 60%, em peso, cerca de 20%, em peso, a cerca de 55%, em peso, ou cerca de 20%, em peso, a cerca de 50%, em peso, da composição livre de formaldeido aglutinante, com base no peso total dos componentes secos da composição de revestimento. Além disso, a composição de revestimento pode compreender qualquer quantidade adequada
18/39 de pó de aluminossilicato de cálcio. Preferencialmente a composição de revestimento compreende cerca de 5%, em peso, ou mais, por exemplo, cerca de 10%, em peso, ou mais, ou cerca de 20%, em peso, ou mais, ou cerca de 30%, em peso, ou mais de pó de aluminossilicato de cálcio, com base no peso total dos componentes secos da composição de revestimento. Alternativamente, ou além disso, a composição de revestimento compreende cerca de 80%, em peso, ou menos, por exemplo, cerca de 70%, em peso, ou menos, ou cerca de 65%, em peso, ou menos de pó de aluminossilicato de cálcio, com base no peso total dos componentes secos da composição de revestimento. Assim, a composição de revestimento pode compreender pó de aluminossilicato de cálcio em uma quantidade limitada por quaisquer dois dentre os pontos finais acima recitados para o pó de aluminossilicato de cálcio. Por exemplo, a composição de revestimento pode compreender cerca de 30%, em peso, a cerca de 80%, em peso, cerca de 35%, em peso, a cerca de 75%, em peso, ou cerca de 40%, em peso, a cerca de 75%, em peso, de pó de aluminossilicato de cálcio, com base no peso total dos componentes secos da composição de revestimento.
A composição de revestimento curável pode ser preparada misturando-se a composição aglutinante, o pó de aluminossilicato de cálcio e outros componentes opcionais por meio do uso de técnicas de mistura convencionais. Tipicamente, os sólidos ou partículas de revestimento são suspensos em um carreador aquoso. Tipicamente, a composição aglutinante é adicionada a e misturada com o carreador aquoso, seguido de outros componentes opcionais em ordem descendente de acordo com a%, em peso, de quantidade seca.
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The pó de aluminossilicato de cálcio desejavelmente é adicionado à mistura por último para garantir umidificação adequada do pó.
O teor de sólido da composição de revestimento da invenção pode ser tal elevado quanto prático para uma aplicação particular. Por exemplo, um fator limitante em relação à escolha e quantidade de carreador liquido usado é a viscosidade obtida com a quantidade requerida de sólidos. Assim, pulverização é o método mais sensível a viscosidade, mas outros métodos são menos sensíveis. A faixa eficaz para o teor de sólido da composição de revestimento é cerca de 15% ou mais, por exemplo, cerca de 20%, em peso, ou mais, ou cerca de 25%, em peso, ou mais, ou cerca de 30%, em peso, ou mais, ou cerca de 35%, em peso, ou mais, ou cerca de 40%, em peso, ou mais, ou cerca de 45%, em peso, ou mais. Alternativamente, ou além disso, o teor de sólido da composição de revestimento é de cerca de 90%, em peso, ou menos, ou cerca de 85%, em peso, ou menos, ou cerca de 80%, em peso, ou menos, ou cerca de 75%, em peso, ou menos. Assim, o teor de sólido da composição de revestimento pode ser limitado por quaisquer dois dentre os pontos finais recitados para o teor de sólido da composição de revestimento. Por exemplo, o teor de sólido da composição de revestimento pode ser de cerca de 15%, em peso, a cerca de 90%, em peso, de cerca de 35%, em peso, a cerca de 80%, em peso, ou de cerca de 45%, em peso, a cerca de 75%, em peso.
A invenção é direcionada, adicionalmente, a um painel (por exemplo, um painel acústico) revestido com a composição de revestimento da invenção. Um painel revestido
20/39 de acordo com um aspecto da presente invenção, conforme ilustrado esquematicamente na Figura 1, compreende um núcleo de painel 20 que tem um lado de apoio 30 e um lado dianteiro 40. O painel opcionalmente compreende, adicionalmente, uma camada de apoio 35 em comunicação com o lado de apoio 30, e/ou uma camada dianteira 45 em comunicação com o lado dianteiro 40. Uma camada de revestimento de fundo 50 está em comunicação com o lado de apoio 30 ou a camada de apoio opcional 35. Opcionalmente, uma camada de revestimento dianteira adicional 60 está em comunicação com o lado dianteiro 40 ou camada dianteira opcional 45.
A camada de revestimento de fundo 50 neutraliza a força de escorrimento da gravidade em condições úmidas, assim a camada é aplicada ao lado de apoio 30 (ou à camada de apoio 35 se presente) do núcleo de painel 20. O lado de apoio 30 pode ser o lado que está direcionado ao plenário acima do painel em um sistema de placa de teto suspensa. O painel revestido 10 pode ser um painel acústico para atenuar som.
Um procedimento ilustrativo para produzir o núcleo de painel 20 é descrito na Patente n£ U.S. 1.769.519. Em um aspecto, o núcleo de painel 20 compreende uma fibra de lã mineral e um amido, em que a fibra de lã mineral pode incluir uma variedade de fibras, tais como lã de escória, lã de rocha e/ou lá de basalto. Em outro aspecto da presente invenção, o componente de amido pode ser um gel de amido, que atua como um aglutinante para a fibra de lã mineral, conforme é revelado nas Patentes n— U.S. 1.769.519, 3.246.063, e 3.307.651. Em um aspecto adicional
21/39 da presente invenção, o núcleo de painel 20 pode compreender um painel de fibra de vidro.
O núcleo de painel 20 do painel revestido da invenção pode incluir, ainda, uma variedade de outros aditivos e agentes. Por exemplo, o núcleo de painel 20 pode incluir um material de sulfato de cálcio (tal como, estuque, gesso e/ou anidrita), ácido bórico e hexametafosfato de sódio (SHMP). Argila caulim e goma guar podem ser substituídas por estuque e ácido bórico durante manufatura de placa acústica.
O núcleo do painel revestido da presente invenção pode ser preparado por meio do uso de uma variedade de técnicas. Em uma modalidade, o núcleo de painel 20 é preparado por um processo feltrado com água ou a úmido, conforme descrito nas Patentes n— U.S. 4.911.788 e 6.919.132. Em outra modalidade, o núcleo de painel 20 é preparado combinando-se e misturando-se amido e uma variedade de aditivos em água para fornecer uma calda. A calda é aquecida para cozinhar o amido e criar o gel de amido, que é então misturado com fibra de lã mineral. Essa combinação de gel, aditivos e fibra de lã mineral (referida como polpa) é calibrada em bandejas em um processo contínuo. O fundo das bandejas nas quais a polpa é calibrada pode opcionalmente conter uma camada de apoio 35 (por exemplo, um papel branqueado, papel não branqueado, ou folha de alumínio apoiada em papel craft, a seguir referido como filha de alumínio/craft), que serve para auxiliar na liberação do material da bandeja, mas também permanece como parte do produto final. A superfície da polpa pode ser padronizada, e as bandejas que contêm a polpa podem ser secas posteriormente, por exemplo,
22/39 transportando-as através de um secador em túnel por convecção. Em seguida, o produto seco ou laje pode ser alimentado em uma linha de acabamento, em que pode ser cortado a um tamanho para fornecer o núcleo de painel 20. O 5 núcleo de painel 20 pode então ser convertido ao painel da presente invenção aplicando-se a composição de revestimento da invenção. A composição de revestimento é preferencialmente aplicada ao núcleo de painel 20 após o núcleo ter sido formado e seco. Em ainda outra modalidade, 10 o núcleo de painel 20 é preparado de acordo com o método descrito na Patente n- U.S. 7.364.015, que está incorporada no presente documento a titulo de referência.
Especificamente, o núcleo de painel 20 compreende uma camada acústica que compreende uma matriz de integração de 15 gesso fixo, que pode ser uma camada monolítica ou pode ser um compósito de multicamada. Desejavelmente, o núcleo de painel 20 é preparado em uma linha de manufatura de placa de reboco de gesso convencional, em que uma fita de precursor de painel acústico é formada fundindo-se uma 20 mistura de água, gesso calcinado, agente de espumação, e opcionalmente fibra celulósica (por exemplo, fibra de papel), agregado leve (por exemplo, poliestireno expandido), aglutinante (por exemplo, amido, látex), e/ou material de intensificação (por exemplo, trimetafosfato de 25 sódio) em uma correia transportadora. Em uma modalidade preferida, o núcleo de painel compreende uma folha de apoio (por exemplo, papel, folha metálica, ou combinação dos mesmos), opcionalmente revestida com camada de malha (por exemplo, papel, fibra de vidro tecida ou não tecida) e/ou 30 precursor de camada densificada que compreende gesso
23/39 calcinado e que tem uma densidade de pelo menos cerca de 0,56 g/cm3 (35 lb/pé3) . Em ainda outra modalidade, o núcleo de painel 20 é preparado de acordo com o processo de feltragem a úmido. No processo de feltragem a úmido, uma calda aquosa dos materiais que formam o painel incluindo lã mineral, perlita expandida, amido e aditivos menores, é depositada em uma tela de fio móvel, tal como uma Fourdrinier ou formadora de cilindro. Na tela de fio de uma Fourdrinier, uma manta úmida é formada desidratando-se a calda aquosa através de gravidade e em seguida, opcionalmente, através de sucção a vácuo. A manta úmida é prensada a uma espessura desejada entre rolos de prensa para desidratação adicional. A manta prensada é seca em fornos e em seguida cortada para produzir painéis acústicos. O núcleo de painel 20 podem então ser convertido ao painel da presente invenção aplicando-se a composição de revestimento da invenção. A composição de revestimento é preferencialmente aplicada ao núcleo de painel 20 após o núcleo ter sido formado e seco.
Em uma modalidade adicional, o núcleo de painel 20 pode incluir, como um conservante, um ou mais biocidas livres de formaldeido, conforme descrito na Publicação de Pedido de Patente n2 U.S. 2007/0277948 Al, que está incorporada no presente documento a titulo de referência. Biocidas livres de formaldeido adequados incluem 1,2benzisotiazolin-3-ona, disponível como Proxel® GXL ou Proxel® CRL (ARCH Chemicals), Nalcon® (Nalco), Canguard™ BIT (Dow Chemical), e Rocima™ BT IS (Rohm & Haas). Outras isotiazolin-3-onas incluem mesclas de 1,2-benzisotiazolin3-ona e 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, disponíveis como
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Acticide® MBS (Acti-Chem). Isotiazolin-3-onas adicionais incluem 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona, 2-metil-4isotiazolina-3-ona, e mesclas das mesmas. Mesclas de 5cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona e 2-metil-4-isotiazolina3-ona são disponíveis como Kathon™ LX (Rohm & Haas), Mergal® K14 (Troy Chemical), e Amerstat® 251 (Drew Chemical). Outro biocida livre de formaldeido adequado inclui l-hidroxi-2(1H)-piridinetiona de zinco, disponível como Zinc Omadine® (ARCH Chemicals), e é preferencialmente eficaz tanto no estado seco como no estado úmido. 1hidroxi-2(1H)-piridinetiona de zinco pode ser empregada, ainda, com óxido de zinco, disponível como emulsão de Zinc Omadine®. Outros biocidas livres de formaldeido adequados incluem 2-n-octil-4-isotiazolin-3-ona, disponível como Kathon™ 893 e Skane® M-8 (Rohm & Haas), e 2-(4-tiazolil)benzimidazola, disponível como Metasol® TK-100 (LanXess).
Conforme discutido anteriormente, o painel revestido de acordo com a presente invenção pode incluir, opcionalmente, a camada de apoio 35. Vários materiais podem ser empregados como a camada de apoio 35, incluindo papel não branqueado, papel branqueado, folha de alumínio/craft e similares. Um revestimento de fundo resistente a chama pode ser opcionalmente aplicado em combinação com apoio de papel branqueado ou não branqueado para aperfeiçoar as características de queima superficial dos produtos. O revestimento de fundo resistente a chama pode incluir uma variedade de componentes, tais como, por exemplo, água, um retardador de chama, e um biocida. A camada de apoio 35 pode ser empregada, ainda, para aperfeiçoar a resistência ao escorrimento e/ou controle sonoro. Além disso, um
25/39 revestimento de preenchimento ou uma pluralidade de revestimentos de preenchimento também pode ser empregado à camada de apoio 35. O revestimento de preenchimento pode incluir uma variedade de componentes, tais como, por exemplo, água, cargas, aglutinantes, e vários outros aditivos, tais como antiespumantes, biocidas e dispersantes.
Uma modalidade adicional da invenção inclui um método para revestimento de um painel que inclui as etapas de aplicação da composição de revestimento. A composição de revestimento pode ser aplicada a uma ou mais superfícies de um painel, preferencialmente um painel acústico ou substrato de placa acústica, por meio do uso de uma variedade de técnicas prontamente conhecidas por e disponíveis para aqueles versados na técnica. Tais técnicas incluem, por exemplo, sistemas de pulverização sem ar, sistemas de pulverização com auxílio de ar e similares. O revestimento pode ser aplicado por métodos tais como revestimento por rolo, revestimento por fluxo, revestimento por encharcamento, pulverização, revestimento por cortina, extrusão, revestimento com faca e combinações dos mesmos. A faixa eficaz para a taxa de aplicação para esse revestimento é em base seca de cerca de 21 g/m2 (2 g/pé2) a cerca de 2.150 g/m2 (200 g/pé2), de cerca de 32 g/m2 (3 g/pé2) a cerca de 215 g/m2 (20 g/pé2), e de 43 g/m2 (4,0 g/pé2) a cerca de 107 g/m2 (10 g/pé2). Em uma modalidade, a composição de revestimento da invenção é aplicada ao lado de apoio 30 do painel. Em outra modalidade, a composição de revestimento da invenção é aplicada à camada de apoio 35 do painel.
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Após a composição de revestimento curável da invenção ter sido aplicada ao painel, a mesma é aquecida para efetuar secagem e cura. A secagem do produto resultante remove qualquer água usado como um carreador para a composição de revestimento ou quaisquer dos componentes da mesma e converte o aglutinante polimérico em uma rede rígida e estrutural para fornecer tratamento de superfície. Por cura significa-se, no presente documento, uma mudança morfológica ou química que é suficiente para alterar as propriedades do polímero, tal como, por exemplo, por meio de reaçãò química covalente, aglomeração ou interação iônica, adesão aperfeiçoada ao painel, inversão ou transformação de fase, ligação de hidrogênio e similares.
A duração e temperatura de aquecimento afetarão a taxa de secagem, facilidade de processamento ou manuseio, e desenvolvimento de propriedade do substrato aquecido. Tratamento térmico de cerca de 100 °C a cerca de 400 °C (por exemplo, cerca de 175 °C a cerca de 370 °C, ou cerca de 200 °C a cerca de 215 °C) por um período de cerca de 3 segundos a cerca de 15 minutos pode ser realizado. Para painéis acústicos, tratamento de 175 °C a 280 °C é preferido. Geralmente, uma temperatura de superfície de revestimento de cerca de 200 °C é indicativa de uma cura completa.
As funções de secagem e cura podem ser efetuadas em duas ou mais etapas distintas, se desejado. Por exemplo, a composição de revestimento curável pode ser primeiramente aquecida a uma temperatura, e por um tempo, suficiente para substancialmente secar, mas não para substancialmente curar a composição, e em seguida aquecida uma segunda vez, a uma
27/39 temperatura mais alta, e/ou por um período de tempo mais longo, para efetuar cura. Tal procedimento, referido como sequenciamento B, pode ser usado para fornecer painéis revestidos de acordo com a invenção.
O painel revestido da invenção tem resistência aumentada a deformação permanente (resistência ao escorrimento). Desejavelmente, o painel revestido da invenção tem uma resistência ao escorrimento, conforme determinado de acordo com o padrão ASTM C367-09, inferior a cerca de 1,02 centímetro (0,4 polegada) por comprimento de 0,60 metro (dois pés) do dito painel revestido, preferencialmente inferior a cerca de 0,76 cm (0,3 polegada) por comprimento de 0,60 metro (dois pés) do dito painel revestido, e mais preferencialmente inferior a cerca de 0,50 cm (0,2 polegada) por comprimento de 0,60 metro (dois pés) do dito painel revestido.
O painel revestido da invenção desejavelmente é substancialmente livre de formaldeido, o que significa que libera ou emite formaldeido em um nível que cumpre a Seção 01350 da Colaboração Californiana para Requisitos Ambientais Especiais para Escolas de Alto Desempenho. Para ser considerado substancialmente livre de formaldeido, o painel revestido deve fornecer uma concentração calculada de formaldeido de 16,5 pg/m3 ou menos.
Os seguintes exemplos ilustram adicionalmente a invenção mas, evidentemente, não devem ser interpretados de forma alguma como limitadores do seu escopo.
EXEMPLO 1
Este exemplo demonstra as propriedades de resistência ao escorrimento de painéis acústicos preparados e
28/39 revestidos com uma composição de revestimento da invenção.
Neste exemplo, vários painéis acústicos revestidos foram produzidos e testados para resistência ao escorrimento. 0 primeiro painel foi preparado por meio do 5 uso de aglutinante de melamina formaldeído convencional e foi usado como um controle (composição IA) . Os próximos quatro painéis foram preparados por meio do uso de uma composição de revestimento que compreende uma composição aglutinante livre de formaldeído que compreende o 10 aglutinante polimérico Aguaset® 600 (Dow Construction Polymers) em combinação com um dentre quatro pós de aluminossilicato de cálcio diferentes, como segue: pó de vidro LA-7™ (Vitro Minerals) que tem um tamanho de partícula médio de 7,27 microns e área de superfície de 2,1 15 m2/g (composição 1B) ; pó de vidro LA100™ (Vitro Minerals) (composição 1C) ; pó de vidro LA300™ (Vitro Minerals) que tem um tamanho de partícula médio de 10,46 microns e área
de superfície de 1,2 m2/g (composição 1D) ; Pó de vidro
LA400™ (Vitro Minerais ) que tem um tamanho de partícula
20 médio de 7,04 microns e área de superfície de 2,1 m2 / g
(composição IE). As composições para cada um desses revestimentos são apresentadas na Tabela IA.
Tabela IA
Componente IA 1B 1C 1D 1E
água 1.689 g 200 g 200 g 200 g 300 g
tensoativo de alquil aril poliéter não iônico (Triton™ CF10, Dow) 5 g 3 g 3 g 3 g 3 g
carboximetilcelulose 0 g 2,5 g 2,5 g 2,5 g 2,5 g
bentonita sódica 25 g 7,5 g 7,5 g 7,5 g 7,5 g
argila caulim 800 g 37,5 g 37,5 g 37,5 g 37,5 g
Q-200 2.500 — —
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g
LA-15 1.714 g — — — —
Aquaset® 600 — 400 g 400 g 400 g 400 g
pó de vidro — 362,5 g 362,5 g 362,5 g 362,5 g
Cada composição foi aplicada ao lado posterior de um painel acústico (manta base 2310 Auratone® de solo sem revestimentos ou outras etapas de acabamento aplicadas) por meio do uso de um método de aplicação em duas etapas que consiste em primeiramente aplicar 12 g de revestimento (a
193 g/m2 (18 g/pé2)), e em seguida aplicar 6 g de revestimento (a 193 g/m2 (18 g/pé2)). O revestimento resultante foi curado a 260°C por 10 minutos. Todas as composições de revestimento da invenção (IB a 1E) tiveram 10 propriedades de resistência ao escorrimento e aplicação de revestimento iguais a ou melhores que o controle de melamina formaldeído (IA). As propriedades de resistência ao escorrimento de cada painel foram medidas de acordo com o padrão ASTM C367-09 após três ciclos a 40°C/umidade de 15 95% por 12 horas seguidos de 21°C/umidade de 50% por 12 horas. A resistência ao escorrimento foi medida como movimento total (TM) do painel e como posição relativa a plano liso (PRFP). A Tabela 1B resume essas propriedades.
Tabela 1B
IA 1B 1C 1D 1E
aplicação muito boa excelente excelente excelente
viscosidade 88 77 78 76
escorrimento TM centímetro (polegada) 0, 50 (0,197) 0,21 (0,083) 0,32 (0,126) 0,10 (0,04) 0, 19 (0,078)
escorrimento PRFP centímetro (polegada) 0, 97 (0,383) 0,09 (0,037) 0,36 (0,144) 0,03 (0,015) 0, 19 (0,078)
Esses dados demonstram que composições de revestimento
30/39 de acordo com a invenção que compreendem composições aglutinantes livres de formaldeído em combinação com pó de aluminossilicato de cálcio fornecem propriedades de resistência ao escorrimento que são iguais a ou melhores 5 que composições de melamina formaldeído convencionais.
EXEMPLO 2
Este exemplo demonstra o efeito da temperatura de cura no desempenho de escorrimento de uma composição de revestimento de acordo com uma modalidade da invenção.
Quatro tiras de teste foram preparadas aplicando-se uma composição de revestimento a quatro tiras de teste feltradas a úmido de 7,6 cm x 61 cm (manta base 2310 Auratone® de solo sem revestimentos ou outras etapas de acabamento aplicadas). A composição de revestimento compreendeu 203,7 g de aglutinante polimérico Aquaset™ (Dow Construction Polymers), 158,1 g de pó de vidro LA-7™ (Vitro Minerais), 1,38 g de tensoativo Triton CF-10 (Dow Chemical), 5,50 g de argila Snowbrite™ (Unimin), e 71,30 g água.
A composição de revestimento foi aplicada por meio do uso de uma pistola de pulverização Devilbiss JGA-510 a tiras de teste feltradas a úmido de 7,6 cm x 61 cm a uma taxa de aplicação de 130 g/m2 em uma base úmida. As tiras de teste foram secas em um forno a aproximadamente 135 °C 25 por 20 a 30 minutos.
As propriedades de resistência ao escorrimento de cada tira foram medidas de acordo com o padrão ASTM C367-09 após três ciclos a 40°C/umidade de 95% por 12 horas seguido por 21 C/umidade a 50% por 12 horas. Um conjunto de seis tiras 30 foi tratado termicamente após secagem inicial a 135°C por
31/39 a 30 minutos. Duas tiras foram testadas para escorrimento sem aquecimento adicional, duas tiras foram tratadas termicamente a 177°C por 10 minutos e duas tiras foram tratadas termicamente a 177°C por 20 minutos. Um segundo conjunto de seis tiras foi tratado termicamente a 204°C por 0, 10 e 20 minutos respectivamente. A resistência ao escorrimento foi medida como movimento total (TM) da tira e como posição relativa a plano liso (PRFP) . Os resultados de movimento total (TM) da tira são apresentados na Tabela 2A e a posição relativa a plano liso (PRFP) são apresentados na Tabela 2B.
Tabela 2A (Movimento Total)
TM após 0 minuto a 177°C 4,69 cm
TM após 10 minutos a 177°C 4,02 cm
TM após 20 minutos a 177°C 2,12 cm
TM após 0 minuto a 204 °C 4,47 cm
TM após 10 minutos a 204 °C 1,33 cm
TM após 10 minutos a 204°C 1,20 cm
Tabela 2B (Posição Relativa a Plano Liso)
PRFP após 0 minuto a 177°C 4,80 cm
PRFP após 10 minutos a 177°C 3,92 cm
PRFP após 20 minutos a 177°C 2,21 cm
PRFP após 0 minuto a 204°C 4,58 cm
PRFP após 10 minutos a 204°C 1,69 cm
PRFP após 10 minutos a 204°C 1,47 cm
Conforme é evidente a partir dos resultados apresentados nas Tabelas 2A e 2B, a tira de teste curada a 204 °C por 10 minutos exibiu movimento total e posição relativa a plano liso de aproximadamente 33% e 43% da tira de teste curada a 177°C por 10 minutos. A tira de teste curada a 204 °C por 20 minutos exibiu movimento total e posição relativa a plano liso de aproximadamente 57% e 66%
32/39 da tira de teste curada a 177 °C por 20 minutos.
EXEMPLO 3
Este exemplo demonstra o efeito do tamanho de partícula de cargas de vidro no desempenho de escorrimento de uma composição de revestimento de acordo com uma modalidade da invenção.
Quatro composições de revestimento foram preparadas (Composições 3A a 3D) . Cada uma das Composições 3A a 3D compreendeu 1,50%, em peso, de um tensoativo de alquil aril poliéter não iônico (Triton™ CF-10, Dow), 0,40%, em peso, de hidroxietilcelulose (Cellosize™ QP-4400H, Dow Chemical), 1,20%, em peso, de argila de bentonita (Vollclay™, American Colloid Company), 6,00%, em peso, de argila caulim em suspensão no ar (argila Snowbrite™, Unimin), e 40,0%, em peso, (em uma base sólida) de aglutinante polimérico Aguaset™ 600 (Dow Construction Polymers). As Composições 3A a 3D compreenderam, adicionalmente, 50,90%, em peso, de uma das quatro cargas de vidro como segue: Composição 3A, LA-7 (Vitro Minerals), tamanho de partícula de 10,5 pm; Composição 3B, Ameriflake ACFT1-300 (ISORCA), tamanho de partícula de 72,1 pm; Composição 3C, trama Grainger 325(Glass Resources, Inc.), tamanho de partícula de 77,7 pm; e Composição 3D, TriVitro™ VG200, tamanho de partícula de 31,4 pm. O equilíbrio das Composições 3A a 3D (para alcançar um revestimento de sólidos a 45%) foi água.
A composição de revestimento foi aplicada aos painéis de teste por meio do uso de uma pistola de pulverização Devilbiss JGA-510 a tiras de teste feltradas a úmido de 7,6 cm x 61 cm a uma taxa de aplicação em uma base úmida conforme apresentada na Tabela 3. As tiras de teste
33/39 revestidas foram então secas em um seco a aproximadamente 135°C e em seguida curadas por 20 minutos a 177°C.
As propriedades de resistência ao escorrimento de cada painel foram medidas de acordo com o padrão ASTM C473-95 após três ciclos a 40°C/umidade de 95% por 12 horas seguido de 21°C/umidade de 50% por 12 horas. A resistência ao escorrimento foi medida como movimento total (TM) do painel e como posição relativa a plano liso (PRFP). A aplicação de revestimento real, o movimento total do painel e a posição relativa a plano liso final são apresentados na Tabela 3.
Tabela 3
Composição Tamanho de Partícula Uso do Revestimento (g/m2) TM (cm) PRFP (cm)
da de (pm) Carga Vidro
3A 10,5 203 0,899 1,290
3A 10,5 227 0,533 1,001
3B 72,1 191 2,276 2,827
3B 72,1 195 2,380 3,007
3C 77,7 202 3,774 4,148
3C 77,7 240 3,508 3, 924
3D 31,4 214 2,545 2,924
3D 31,4 187 3,236 3,589
Conforme é evidente a partir dos resultados apresentados na Tabela 3, a Composição 3A, que continha uma carga de vidro que tem um tamanho de partícula e 10,5 pm, exibiu menos movimento total do painel e uma posição relativa a plano liso menor (indicando uma tira mais plana) do que as Composições 3B, 3C ou 3D, que contiveram cargas de vidro que têm tamanhos de partícula de 72,1, 77,7 pm, e 31,4 pm, respectivamente.
EXEMPLO 4
Este exemplo demonstra a resistência ao escorrimento em função de carregamento de resina de uma composição de
34/39 revestimento de acordo com uma modalidade da invenção.
Sete composições de revestimento foram preparadas (Composições 4A a 4G) . Cada uma das Composições 4A a 4G compreendeu 1,50%, em peso, de um tensoativo de alquil aril poliéter não iônico (Triton™ CF-10, Dow), 0,40%, em peso, de hidroxietilcelulose (Cellosize™ QP-4400H, Dow Chemical), 1,20%, em peso, de argila de bentonita (Vollclay™, American Colloid Company), 6,00%, em peso, de argila caulim em suspensão no ar (argila Snowbrite™, Unimin), uma resina (aglutinante polimérico Aquaset™ 600, Dow Construction Polymers), e uma carga de vidro (LA-7, Vitro Minerals), como equilíbrio sendo água para alcançar um revestimento de sólidos de 45%. A quantidade de sólidos fornecida pelo aglutinante polimérico Aquaset™ 600 e a quantidade de carga de vidro, expressa como%, em peso, com base no peso total das composições, são apresentadas na Tabela 4A.
Tabela 4A
Composição 4A 4B 4C 4D 4E 4F 4G
aglutinante polimérico Aquaset™ 600 (% de sólidos) 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60, 00 70,00
carga de vidro LA-7 (% de sólidos) 80, 90 70,90 60, 90 50, 90 40, 90 30, 90 20,90
A composição de revestimento foi aplicada por meio do uso de uma pistola de pulverização Devilbiss JGA-510 a duas tiras de teste feltradas a úmido de 7,6 cm x 61 cm a uma taxa de aplicação em uma base úmida conforme apresentada na Tabela 4B. As tiras de teste revestidas foram então secas em um forno a aproximadamente 135°C e em seguida curadas por 20 minutos a 177°C.
35/39
As propriedades de resistência ao escorrimento de cada tira foram medidas de acordo com o padrão ASTM C473-95 após três ciclos a 40°C/umidade de 95% por 12 horas seguido de 21°C/umidade de 50% por 12 horas. A resistência ao 5 escorrimento foi medida como movimento total (TM) da tira e como posição relativa a plano liso (PRFP) . A aplicação de revestimento real, o movimento total da tira e a posição relativa a plano liso final são apresentados na Tabela 4B. Uma tira de controle não teve revestimento algum.
Tabela 4B
Tira Composição Uso de Revestimento (g/m2) TM (cm) PRFP (cm)
1 4A 200 3, 513 3, 962
2 4A 204 3, 635 4,069
3 4B 191 4,808 5,212
4 4B 191 4,133 4,468
5 4C 199 2,070 2,474
6 4C 207 1,864 2,304
7 4D 203 0,899 1,290
8 4D 227 0, 533 1,001
9 4E 197 0, 975 1,402
10 4E 207 1,300 1,781
11 4F 196 2,189 2, 685
12 4F 188 1,984 2,487
13 4G 202 1,588 2,085
14 4G 195 1,961 2,482
15 Controle (sem revestimento) Nenhum revestimento aplicado 5, 570 5, 474
Conforme é evidente a partir dos resultados apresentados nà Tabela 4B, o movimento total (TM) e a posição relativa a plano liso (PRFP) finais estiveram a um mínimo para as Composições 4D e 4E, que contiveram 40,0%, 15 em peso, e 50,0%, em peso, em uma base sólida de aglutinante polimérico Aquaset™ 600 e 50,90%, em peso, e
40,90%, em peso, de carga de vidro LA-7, respectivamente.
EXEMPLO 5
36/39
Este exemplo demonstra o efeito de uma carga de vidro e uma carga de mica no desempenho de escorrimento de uma composição de revestimento de acordo com uma modalidade da invenção.
Duas composições de revestimento foram preparadas (Composições 5Ά e 5B). Cada composição continha 1,50%, em peso, de um tensoativo de alquil aril poliéter não iônico (Triton™ CF-10, Dow), 0,40%, em peso, de hidroxietilcelulose (Cellosize™ QP-4400H, Dow Chemical), 1,20%, em peso, de argila de bentonita (Vollclay™, American Colloid Company), 6,00%, em peso, de argila caulim em suspensão no ar (argila Snowbrite™, Unimin), e 39,50%, em peso, em uma base sólida de uma resina (aglutinante polimérico Aquaset™ 600, Dow Construction Polymers). A Composição 5A continha, adicionalmente, 35,80%, em peso, de uma carga de vidro (LA-7™, Vitro Minerals). A Composição 5B continha, adicionalmente, 35,80%, em peso, de mica (Mineralite Mica 3X, Mineral Mining Company).
A composição de revestimento foi aplicada por meio do uso de uma pistola de pulverização Devilbiss JGA-510 a duas tiras de teste feltradas a úmido de 7,6 cm x 61 cm a uma taxa de aplicação de 194 g/m2 em uma base úmida. As tiras de teste revestidas foram então secas em um forno a aproximadamente 135°C e em seguida curadas por 20 minutos a 177°C.
As propriedades de resistência ao escorrimento de cada tira foram medidas de acordo com o padrão ASTM C473-95 após três ciclos a 40°C/umidade de 95% por 12 horas seguido de 21°C/umidade de 50% por 12 horas. A resistência ao escorrimento foi medida como movimento total (TM) da tira e
37/39 como posição relativa a plano liso (PRFP). O movimento total do painel e a posição relativa a plano liso final são apresentados na Tabela 5.
Tabela 5
Tira Composição TM (cm) PRFP (cm)
1 5A 2,080 2,159
2 5A 3,289 3, 432
3 5B 2,507 2,746
4 5B 2,223 2,469
5 Controle (sem revestimento) 4,376 4,267
6 Controle (sem revestimento) 4,747 4,656
Conforme é evidente a partir dos resultados apresentados na Tabela 5, as Composições 5A e 5B, que continham uma carga de vidro e uma carga de mica, respectivamente, exibiram resistência ao escorrimento aproximadamente equivalente conforme medida pelo movimento total (TM) do painel e como posição relativa a plano liso (PRFP).
Todas as referências, incluindo publicações, pedidos de patente, e patentes, citadas no presente documento estão incorporadas por meio do presente a título de referência ao mesmo grau como se cada referência fosse individualmente e de maneira específica indicada a para ser incorporada a título de referência e foram apresentadas em sua totalidade no presente documento.
O uso dos termos um/uma e o/os/a/as e referentes semelhantes no contexto da descrição da invenção (especialmente no contexto das seguintes reivindicações) devem ser interpretados como abrangendo tanto o singular quanto o plural, salvo indicação em contrário no presente documento ou quando claramente contradito pelo contexto. Os
38/39 termos que compreende, que tem, que inclui, e que contém devem ser interpretados como termos em aberto (isto é, significando incluindo, mas sem se limitar,) salvo indicação em contrário. Recitação de faixas de valores no presente documento devem servir meramente como um método abreviado de referência individual a cada valor separado que é abrangido pela faixa, salvo indicação em contrário no presente documento, e cada valor separado é incorporado no relatório descritivo como se fosse individualmente recitado no presente documento. Todos os métodos descritos no presente documento podem ser realizados em qualquer ordem adequada salvo indicação em contrário no presente documento ou claramente contradito de outra maneira pelo contexto. O uso de quaisquer e todos os exemplos, ou linguagem exemplificativa (por exemplo, tal como) fornecida no presente documento, é destinado meramente a melhor esclarecer a invenção e não representa uma limitação do escopo da invenção salvo reivindicação em contrário. Nenhuma linguagem no relatório descritivo deve ser interpretada como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial para a prática da invenção.
Modalidades preferidas desta invenção são descritas no presente documento, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para realizar a invenção. Variações daquelas modalidade preferidas podem se tornar evidentes àqueles de habilidade comum na técnica mediante leitura da descrição anterior. Os inventores esperam que técnicos versados empreguem tais variações conforme apropriado, e os inventores pretendem que a invenção seja praticada de maneira diferente do que é especificamente descrito no
39/39 presente documento. Em conformidade, esta invenção inclui todas as modificações e equivalentes da matéria recitada nas reivindicações anexas à mesma conforme permitido pela lei aplicável. Além disso, qualquer combinação dos 5 elementos descritos acima em quaisquer variações possíveis dos mesmos é englobada pela invenção salvo indicação em contrário no presente documento ou quando claramente contradito de outra maneira pelo contexto.

Claims (3)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Composição de revestimento livre de formaldeido e curável caracterizada por compreender:
    (i) 20%, em peso a 50%, em peso, de uma composição que compreende (a) um copolímero poliácido que compreende pelo menos dois grupos ácido carboxilico, grupos anidrido ou sais dos mesmos, (b) um composto que contém um grupo hidroxila que carrega pelo menos dois grupos hidroxila como um composto independente ou incorporado na cadeia principal do copolímero poliácido, e (c) um catalizador que contém fósforo; e (ii) 40%, em peso a 70%, em peso, de pó de aluminossilicato de cálcio que tem um teor alcalino total inferior a 2%, em peso, com base no peso total do pó de aluminossilicato de cálcio que tem um tamanho de partícula médio de 250 mícrons ou menos, e uma área de superfície de 1m2/g a 3m2/g, em que a proporção entre o número de equivalentes dos ditos grupos
    ácido carboxílico, grupos anidrido ou sais dos mesmos e o número de equivalentes dos ditos grupos hidroxila é de 1/0,01 a 1/3. 2. Composição de revestimento, de
    acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o composto que contém grupo hidroxila ser trietanolamina, e/ou em que o copolímero poliácido é um copolímero acrílico carboxilado.
    3. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender, adicionalmente, um ou mais componentes selecionados do grupo que consiste em dispersantes, cargas orgânicas, cargas minerais, pigmentos, tensoativos,
    Petição 870190040546, de 29/04/2019, pág. 12/16
  2. 2/3 modificadores de pH, agentes tamponantes, modificadores de viscosidade, estabilizadores, antiespumantes, modificadores de fluxo e combinações dos mesmos.
    4. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ainda compreender uma carga selecionada do grupo consistindo de branqueadores, argila, mica, areia, sulfato de bário, sílica, talco, gesso, wollastonita, óxido de zinco, sulfato de zinco, esferas ocas, e suas misturas; e /ou uma ou mais de um tensoativo não iônico e uma argila caulim.
    5. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o pó de aluminossilicato de cálcio ter um tamanho médio de partícula de 100 mícrons ou menos.
    6. Composição de revestimento, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por o pó de aluminossilicato de cálcio ter um tamanho médio de partícula de 20 mícrons ou menos.
    7. Painel revestido caracterizado por compreender:
    (a) um painel que tem um lado de apoio e um lado de face oposta; e (b) uma camada de revestimento livre de formaldeído sustentada pelo lado de apoio do painel, sendo que a camada de apoio compreende uma composição de revestimento conforme definida na reivindicação 1.
    8. Painel revestido, de acordo com a reivindicação 7, em que o painel é caracterizado por ter uma resistência ao escorrimento, conforme determinado em harmonia com o ASTM C367-09, inferior a 0,762 cm (0,3
    Petição 870190040546, de 29/04/2019, pág. 13/16
  3. 3/3 polegada) por 60, 96 cm (dois pés) de comprimento do dito painel revestido.
    9. Método para revestimento de um painel caracterizado por compreender:
    (i) fornecer um painel que tem um lado dianteiro e um lado de apoio oposto; e (ii) aplicar ao lado de apoio do painel uma composição de revestimento livre de formaldeído e curável conforme definida pela reivindicação 1; e (iii) permitir que a composição de revestimento cure de modo a formar um painel revestido.
    10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado____por compreender, adicionalmente, curar o revestimento em uma faixa de temperatura de 176,67°C (350°F) a 371,11°C (700°F).
BR112012031946-9A 2010-06-24 2011-06-20 Composição de revestimento livre de formaldeído e curável; painel revestido; e método para revestimento de um painel BR112012031946B1 (pt)

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