BR112014013992B1

BR112014013992B1 - Composição para revestimento

Info

Publication number: BR112014013992B1
Application number: BR112014013992-0A
Authority: BR
Inventors: Mary Jane Hibben; Nicholas Rebel; Steven Hallberg
Original assignee: Swimc Llc
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2021-06-15
Also published as: US10301501B2; BR112014013992A2; AU2016219641B2; AU2012352414A1; MX2014007083A; BR122019024795B1; AU2016219641A1; EP2791261A4; CA2858212A1; CA2858212C; EP2791261B1; CN111234643A; US9611393B2; EP2791261A1; MX370386B; CN103987798A; EP3865547A1; EP3865547B1; US20170226369A1; WO2013090341A1

Abstract

composição para revestimento. a presente invenção refere-se a uma composição para revestimento ou a uma tinta que compreende um látex multiestágios com pelo menos um primeiro e um segundo estágios, sendo que a composição ou tinta é substancialmente isenta de compostos orgânicos voláteis (cov) e é capaz de formação de filme mesmo na ausência de agentes coalescentes. a formulação de tinta base pode ser tonalizada em um ponto de venda (isto é, na loja) com o uso de uma composição corante de tipo e quantidade necessários para produzir uma tinta com a cor e o acabamento desejados. as tintas, inclusive aquelas com cores fortes, mostram características aprimoradas de resistência à blocagem, resistência à abrasão e resistência à adesão.

Description

REFERÊNCIA REMISSIVA AO(S) PEDIDO(S) RELACIONADO(S)

[0001] Este pedido reivindica a prioridade do pedido provisório US n° de série 61/576.021, depositado em 15 de dezembro de 2011.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] Convencionalmente, as composições de tinta contendo partículas de polímero de látex incluem, também, um coalescente em adição a pigmentos e cargas. O coalescente funciona tanto como um solvente quanto como um plastificante para as partículas poliméricas, para amolecer as partículas de polímero de látex e ajudar na formação de um revestimento ou filme contínuo, depois de ser aplicado a uma superfície e deixado secar.

[0003] Os coalescentes úteis são geralmente estáveis na presença de água, compatíveis com outros ingredientes tipicamente usados e formulações de tinta, particularmente com polímeros de látex, de modo que não seja prejudicada a estabilidade da composição à base de látex. Os agentes coalescentes típicos contêm compostos orgânicos voláteis (COV) e são suficientemente voláteis para escapar quando a composição para revestimento aplicada é deixada secar, mas suficientemente não voláteis para evaporar mais lentamente que os outros ingredientes (por exemplo, retardadores de secagem, anticongelantes) que retardam a formação de filme.

[0004] Por motivos ambientais e regulatórios, se tornou imperativo desenvolver polímeros de látex que possam ser usados em composições de tinta e revestimento sem o uso de compostos orgânicos voláteis (COVs). Os agentes coalescentes do tipo descrito nas patentes US n° 6.762.230 e 7.812.079, por exemplo, são compostos com baixo teor de COV que atendem a rigorosos requisitos ambientais, ao mesmo tempo em que facilitam a formação de filme.

[0005] Para produzir formulações de tinta com cor e acabamento desejados, as composições de tinta base são combinadas, em um ponto de venda, a composições corantes com baixo teor de COV do tipo descrito na patente US n° 7.659.340, por exemplo. Entretanto, as tintas com baixo teor de COV típicas, contendo corantes com baixo teor de COV, tendem a formar revestimentos macios e pegajosos, que mostram características de desempenho insatisfatórias, como resistência inadequada à blocagem e resistência inadequada à abrasão, por exemplo. Essa situação é ainda mais complicada em formulações de tinta com coloração intensa, que exigem uma alta carga de corantes com baixo teor de COV ou isentos de COV, os quais geralmente têm componentes macios não voláteis residuais, tornando ainda mais difícil a formação de filme duro.

[0006] Considerando os dados supracitados, deve-se compreender que existe uma necessidade por composições de látex para uso em formulações de tinta, inclusive formulações com coloração intensa, que formem filmes duros na presença de componentes macios com baixo teor de COV ou isentos de COV, mesmo na ausência de agentes coalescentes, e que demonstrem excelentes características de desempenho, inclusive resistência à blocagem, à abrasão e à adesão.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] A presente invenção apresenta composições para revestimento que incluem polímeros de látex multiestágios, para uso em formulações de tinta colorida com baixo teor de COV. Essas formulações incluem formulações com coloração intensa, produzidas pela adição de composições corantes a formulações de tinta base em um ponto de venda. Surpreendentemente, e contrariando a tendência da indústria, os sistemas que incluem o polímero de látex aqui descrito são, de preferência, capazes de formação de filme na ausência de um agente coalescente, e as tintas demonstram excelentes características de resistência à adesão, resistência à blocagem e resistência à abrasão.

[0008] Consequentemente, em uma modalidade a presente invenção apresenta tintas base que incluem um polímero de látex multiestágios tendo pelo menos um primeiro estágio e um segundo estágio. Em outra modalidade, a presente invenção apresenta um método para produção de uma formulação de tinta com uma cor desejada, mediante a adição de uma composição corante a uma formulação de tinta base em um ponto de venda, sendo que a formulação de tinta base inclui um polímero de látex multiestágios tendo pelo menos um primeiro estágio e um segundo estágio. Em outra modalidade, a presente invenção apresenta um método que compreende as etapas de preparar uma primeira mistura de monômero para o primeiro estágio, preparar uma segunda mistura de monômero para o segundo estágio, e fornecer a primeira e a segunda misturas de monômero, em um processo de alimentação sequencial, para formar o polímero de látex multiestágios, sendo que o polímero de látex tem baixo teor de COV e é, de preferência, capaz de formar filme na ausência de um coalescente.

[0009] O sumário da presente invenção exposta acima não se destina a descrever cada modalidade apresentada ou cada implementação da presente invenção. A descrição seguinte exemplifica mais particularmente as modalidades ilustrativas. Em várias partes no decorrer deste pedido, é fornecida uma orientação por meio de listas de exemplos, cujos exemplos podem ser usados em várias combinações. Em cada instância, a lista relatada serve apenas como um grupo representativo e não deveria ser interpretada como uma lista exclusiva.

[00010] Os detalhes das uma ou mais modalidades da invenção são demonstrados nos desenhos em anexo e na descrição abaixo. Outros recursos, objetivos e vantagens da presente invenção ficarão evidentes a partir da descrição e dos desenhos e a partir das reivindicações.

DEFINIÇÕES SELECIONADAS

[00011] Exceto onde especificado em contrário, os seguintes termos para uso na presente invenção têm os significados fornecidos abaixo.

[00012] O termo "componente" refere-se a qualquer composta que inclua uma característica ou estrutura específica. Exemplos de componentes incluem compostos, monômeros, oligômeros, polímeros, e grupos orgânicos ali contidos.

[00013] O termo "ligação dupla"é não limitador e refere-se a qualquer tipo de ligação dupla entre quaisquer átomos adequados (por exemplo C, O, N etc.). O termo "etilenicamente insaturado" refere-se a compostos que incluem uma ligação dupla carbono-carbono (isto é, -C=C-).

[00014] O termo "composto orgânico volátil" ("COV"), conforme definido pela Environmental Protection Agency (EPA, ou agência de proteção ambiental) na norma 40 C.F.R. 51.100(s), refere-se a qualquer composto de carbono, excluídos o monóxido de carbono, o dióxido de carbono, o ácido carbônico, carbonetos ou carbonatos metálicos e o carbonato de amônio, que participe em reações fotoquímicas atmosféricas. Tipicamente, os compostos orgânicos voláteis têm uma pressão de vapor igual a ou maior que 13,3 Pa (0,1 mm Hg). Para uso na presente invenção, o termo "teor de compostos orgânicos voláteis" ("teor de COV") é conforme medido pelo método ASTM D2369-90, e significa o peso de COV por volume dos sólidos de revestimento, sendo registrado, por exemplo, sob a forma de gramas de COV por litro (g/L).

[00015] Para uso na presente invenção, o termo "temperatura de transição vítrea", ou "Tg", refere-se à temperatura na qual um material sólido amorfo sofre uma transição reversível para um estado fundido similar a borracha. Exceto onde indicado em contrário, os valores de Tg aqui descritos são valores teóricos preditos com o uso da equação de Fox. A aplicação da equação de Fox para estimar a Tg de polímeros é bem conhecida na técnica.

[00016] O termo "substancialmente isento de COV" significa que as composições da presente invenção contêm menos que cerca de 50 g/L de COV. Exceto onde indicado em contrário, os termos "com baixo teor de COV" e "substancialmente isento de COV"são usados de forma intercambiável na presente invenção. O termo "essencialmente isento de COV" significa que as composições da presente invenção contêm menos que 5 g/L de COVs. Os termos, "isento de COV" e "essencialmente isento de COV"são usados de forma intercambiável na presente invenção.

[00017] O termo "substancialmente isento", quando aplicado a componentes de uma composição e não a teores de COV, significa que as composições da presente invenção contêm não mais que cerca de 5 %, em peso, de um componente específico, com base no peso total de sólidos na composição. Por exemplo, uma composição da presente invenção que seja substancialmente isenta de coalescente contém não mais que cerca de 5 %, em peso, de coalescente. Uma composição da presente invenção que seja essencialmente isenta de coalescente contém não mais que cerca de 0,5 %, em peso, de coalescente.

[00018] O termo "dispersível em água", no contexto de um polímero dispersível em água, significa que o polímero pode ser misturado em água (ou um veículo aquoso) para formar uma mistura estável. Por exemplo, uma mistura que seja facilmente separada em camadas imiscíveis não é uma mistura estável. Exceto onde indicado em contrário, o termo "dispersível em água"destina-se a incluir o termo "solúvel em água". Em outras palavras, por definição, um polímero solúvel em água é também considerado um polímero dispersível em água.

[00019] Para uso na presente invenção, o termo "dispersão", no contexto de um polímero dispersível, refere-se à mistura de um polímero dispersível e um carreador. Exceto onde indicado em contrário, o termo "dispersão"destina-se a incluir o termo "solução".

[00020] Para uso na presente invenção, o termo "pigmento" refere-se a um material orgânico ou inorgânico, e está tipicamente (mas não exclusivamente) sob forma sólida.

[00021] Para uso na presente invenção, o termo "corante" refere-se a uma dispersão de pigmento em uma fase móvel, tipicamente sob forma líquida, a qual é adicionada a uma composição para revestimento, de modo a modificar ou alterar sua cor ou seu matiz, tipicamente em um ponto de venda. Do modo como o termo é usado na presente invenção, um corante pode incluir um ou mais pigmentos, corantes e/ou tintas, juntamente com outros aditivos.

[00022] Para uso na presente invenção, o termo "tinta base" significa uma composição que inclui um componente de veículo contendo um componente de aglutinante ou resina, e um componente de pigmento ou carga disperso no componente de veículo. Para uso na presente invenção, a formulação de tinta base inclui água como veículo, um polímero de látex como componente de aglutinante ou resina, e um ou mais pigmentos ou cargas usados para tonalizar ou opacificar a tinta base como o componente de pigmento.

[00023] As tintas base aqui descritas são "colorizáveis no ponto de venda", o que significa que as tintas base estão presentes em recipientes (como latas de tinta, por exemplo) e podem ser tonalizadas ou coloridas mediante a adição de uma composição corante na loja, isto é, em um ponto de venda, para obtenção de uma formulação de tinta com uma cor e um acabamento desejados.

[00024] Para uso na presente invenção, o termo "recipiente" significa qualquer vaso (com ou sem uma tampa ou outro tipo de fechamento) usado para armazenar, misturar, tonalizar ou colorir uma formulação de tinta, e inclui os vasos nos quais as tintas são tipicamente comercializadas e vendidas. Os recipientes adequados incluem latas de tinta, garrafas de tinta, recipientes feitos de metal, recipientes feitos de plástico e/ou outros materiais poliméricos, e similares.

[00025] Para uso na presente invenção, o termo "espaço livre" refere-se ao volume remanescente em um recipiente após o dito recipiente ter sido preenchido com uma tinta base.

[00026] Para uso na presente invenção, o termo "resistência à abrasão"refere-se à capacidade da superfície de um filme de revestimento ou filme de tinta para resistir ao desgaste ou manter sua aparência original quando friccionado com, ou contra, uma superfície abrasiva, tipicamente durante a limpeza. Para medir a resistência à abrasão, é usado um método de teste padrão, ASTM D2486-96 ("Standard Test Method for Scrub Resistance of Wall Paints", ou método de teste padrão para resistência à abrasão de tintas para parede).

[00027] Para uso na presente invenção, o termo "resistência à blocagem" significa a capacidade de um filme de revestimento ou filme de tinta, quando aplicado a duas superfícies, para não aderir a si mesmo na ocorrência de contato prolongado, quando é aplicada pressão durante um período de tempo definido. Esta é uma medida do grau de dureza e/ou do grau de cura de um filme de uma composição para revestimento ou formulação de tinta, sendo medida por um método de teste padrão, ASTM D4946-89 ("Standard Test Method for Blocking Resistance of Architectural Paints", ou método de teste padrão para resistência à blocagem de tintas arquitetônicas).

[00028] Para uso na presente invenção, o termo "resistência à adesão"refere-se à adesividade residual de um filme de revestimento ou filme de tinta, após o mesmo ter sido aplicado a uma superfície de substrato e seco. A resistência à adesão é tipicamente medida pelo teste de adesividade de Zapon, conforme descrito abaixo com mais detalhes.

[00029] Exceto onde indicado em contrário, a referência a um composto de "(met)acrilato" (onde "met"está em parênteses) inclui compostos de acrilato e metacrilato.

[00030] O termo "sobre", quando usado no contexto de um revestimento aplicado sobre uma superfície ou substrato, inclui ambos os revestimentos aplicados direta ou indiretamente à superfície ou substrato. Desta forma, por exemplo, um revestimento aplicado a uma camada iniciadora que cobre um substrato constitui um revestimento aplicado sobre o substrato.

[00031] Exceto onde indicado em contrário, o termo "polímero"inclui tanto homopolímeros quanto copolímeros (isto é, polímeros de dois ou mais monômeros diferentes).

[00032] O termo "compreende" e as variações do mesmo não têm um significado limitador quando aparecem na descrição e nas reivindicações.

[00033] Os termos "preferencial" e "de preferência"referem-se a modalidades da invenção que podem fornecer determinados benefícios, sob determinadas circunstâncias. Entretanto, outras modalidades podem também ser preferenciais, sob circunstâncias iguais ou diferentes. Além disso, a menção a uma ou mais modalidades preferenciais não implica que outras modalidades não sejam úteis, e não se destina a excluir outras modalidades do escopo da invenção.

[00034] Para uso na presente invenção, "um", "uma", "o", "a", "ao menos um", "ao menos uma", "um ou mais" e "uma ou mais"são usados de maneira intercambiável. Desta forma, por exemplo, uma composição de revestimento que compreende "um" aditivo pode ser interpretada como significando que a composição de revestimento inclui "um ou mais" aditivos.

[00035] Na presente invenção, menções a intervalos de número com extremos incluem todos os números contidos dentro desta faixa (por exemplo, 1 a 5 inclui 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5, etc.). Além disso, a descrição de uma faixa inclui a descrição de todas as subfaixas incluídas na faixa mais ampla (por exemplo, 1 a 5 apresenta 1 a 4, 1,5 a 4,5, 1 a 2, etc.).

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00036] As modalidades da invenção aqui descritas apresentam uma formulação de tinta base colorizável no ponto de venda, que inclui um polímero de látex multiestágios tendo pelo menos um primeiro estágio e um segundo estágio, sendo que o látex é, de preferência, capaz de formar um filme mesmo na ausência de um agente coalescente. A formulação de tinta base conforme aqui descrita é, de preferência, substancialmente isenta de compostos orgânicos voláteis (COVs), sendo usada para produzir composições para revestimento ou tintas, inclusive tintas com coloração intensa, mediante a adição de composições corantes à tinta base no ponto de venda. As tintas preferenciais demonstram excelentes características de desempenho, como ótima resistência à blocagem, e um grau superior de resistência à abrasão e resistência à adesão, por exemplo.

[00037] Em uma modalidade, a invenção aqui descrita inclui uma tinta base colorizável no ponto de venda que compreende um polímero de látex multiestágios. Para uso na presente invenção, o termo "multiestágios"significa, em relação a um látex, que o polímero de látex foi produzido com o uso de cargas distintas e sequenciais de dois ou mais monômeros ou misturas de monômero, ou foi produzido com o uso de uma carga continuamente variada de dois ou mais monômeros.

[00038] Um látex multiestágios não exibe, necessariamente, um único ponto de inflexão da Tg, conforme medido por calorimetria de varredura diferencial (CVD). Por exemplo, uma curva de CVD para um látex multiestágios produzido com o uso de cargas distintas de dois ou mais monômeros pode exibir dois ou mais pontos de inflexão da Tg. Nos casos em que uma curva de CVD mostra somente um único ponto de inflexão da Tg, ou mesmo nenhum ponto de inflexão da Tg, pode ser difícil determinar se o látex é de estágio único ou multiestágios, já que a observação de um ponto de inflexão da Tg depende de vários fatores, inclusive da concentração relativa de monômeros em um estágio específico. A ausência de pontos de inflexão da Tg em uma curva de CVD não é dispositiva, mas um látex multiestágios pode ser descrito em termos dos valores de Tg teóricos para cada estágio de monômero, conforme determinado pela equação de Fox.

[00039] Em uma modalidade, é descrito um método para produzir um material multiestágios tendo pelo menos um primeiro estágio e um segundo estágio. O método inclui as etapas de obter um primeiro monômero ou mistura para o primeiro estágio, obter um segundo monômero ou mistura para o segundo estágio, e fornecer o primeiro e o segundo monômeros ou misturas a um vaso de reação para formar um látex multiestágios que é capaz de formação de filme na ausência de um agente coalescente.

[00040] Vários métodos podem ser usados para preparar o látex multiestágios aqui descrito inclusive, por exemplo, técnicas de alimentação sequencial de monômero e alimentação continuamente variada de monômero. Em um processo de alimentação sequencial de monômero, um primeiro monômero ou mistura de monômero é fornecido durante os estágios iniciais da polimerização, e um segundo monômero (isto é, um monômero diferente, ou uma mistura de monômeros presentes em razões diferentes daquelas da primeira mistura de monômero) é fornecido durante os estágios posteriores da polimerização. Em um processo de alimentação variável de monômero, é fornecida uma primeira composição de monômero, seguida pela adição de um segundo monômero em certos pontos do processo de polimerização, e a diferentes velocidades. Mediante o controle do tipo de monômeros selecionados para o processo de alimentação, pode ser formado um látex multiestágios adequado para composições para revestimento ou tintas com baixo teor de COV, sendo que o látex oferece, de preferência, excelentes características de desempenho, como resistência à blocagem, resistência à abrasão, resistência à adesão e similares, a essas formulações de revestimento ou de tinta.

[00041] Em uma modalidade, a composição de látex multiestágios aqui descrita é produzida por meio de um processo de alimentação sequencial de monômero. Em um aspecto, a polimerização tem início com o fornecimento de um monômero de alta Tg, seguido pelo fornecimento de um monômero de baixa Tg, e vice-versa. Em um aspecto preferencial, polimerização com o fornecimento de um monômero de alta Tg, seguido pelo fornecimento de um monômero de baixa Tg.

[00042] Em uma modalidade, a composição de látex multiestágios aqui descrita é produzida com o uso de fornecimento variado de monômeros. O polímero resultante terá tipicamente uma curva de CVD que não apresenta pontos de inflexão na Tg, e pode ser dito como tendo um número essencialmente infinito de estágios de Tg. O látex multiestágios resultante terá um gradiente de Tg de alta a baixa, ou vice-versa, dependendo da ordem na qual os monômeros de alta Tg forem fornecidos à reação.

[00043] Em um aspecto preferencial, o látex multiestágios aqui descrito é produzido por um processo de alimentação sequencial de monômero com o uso de pelo menos dois fluxos distintos de monômeros. Em um aspecto, um estágio de alta Tg (isto é, um estágio duro) é fornecido primeiro ao recipiente de um reator, e um estágio de baixa Tg (isto é, um estágio macio) é adicionado em um estágio posterior do processo. Um látex multiestágios pode ser formado e, após a coalescência, a composição irá tipicamente exibir dois valores de Tg distintos, ou pelo menos um valor de Tg correspondente ao estágio de monômero presente a uma concentração mais alta. Sem se ater à teoria, espera-se que nenhuma Tg distinta seja observada ou detectada pela CVD para um monômero ou mistura de monômero em um estágio específico que esteja presente em quantidades muito pequenas em relação ao outro monômero ou mistura de monômero.

[00044] Em um aspecto, o látex multiestágios inclui, opcionalmente, uma fase de partícula inicial, isto é, uma partícula relativamente pequena de monômero ou polímero, mas a partícula inicial não é necessária nem essencial à preparação ou ao desempenho ótimo do látex multiestágios, quando usada em uma composição para revestimento ou formulação de tinta.

[00045] Em um aspecto, as posições relativas da primeira e da segunda fases podem ser interna e externa, respectivamente, ou vice-versa. Em um outro aspecto, a primeira e a segunda fases podem ser vizinhas ou adjacentes. Sem se ater à teoria, acredita-se que a posição relativa dos estágios do látex multiestágios seja influenciada pelo método usado para produzir o látex. Mediante o controle dos monômeros usados em cada estágio do processo de alimentação sequencial de monômero, o látex multiestágios aqui descrito conterá de cerca de 10 %, em peso, a 50 %, em peso, de preferência de cerca de 20 a 40 %, em peso, com mais preferência de cerca de 25 a 35 %, em peso, de monômeros do primeiro estágio, isto é, monômeros de alta Tg ou de estágio duro, e de cerca de 50 %, em peso, a 90 %, em peso, de preferência de cerca de 60 a 80 %, em peso, com mais preferência de cerca de 65 a 75 %, em peso, de monômeros do segundo estágio, isto é, monômeros de baixa Tg ou de estágio macio, com base no peso total da composição.

[00046] Em uma modalidade, mediante o controle dos monômeros usados para cada estágio do processo de alimentação sequencial de monômeros, é obtida uma composição de látex multiestágios com temperatura mínima de formação de filme (TMFF) ótima. A TMFF é a temperatura mínima na qual a composição de látex multiestágios formará um filme contínuo, isto é, a temperatura abaixo da qual não ocorre a coalescência. A TMFF da composição de látex multiestágios, conforme aqui descrita, é de preferência menor que cerca de 20°C, com mais preferência menor que cerca de 10°C e, com a máxima preferência, menor que cerca de 5°C. Uma tinta base ou outra tinta que inclua o látex multiestágios aqui descrito tem uma TMFF menor que cerca de 20°C, de preferência menor que cerca de 10°C.

[00047] Em uma modalidade, o látex multiestágios aqui descrito inclui, de preferência, pelo menos duas porções de polímero. Em uma modalidade preferencial, o látex multiestágios inclui pelo menos um primeiro estágio e um segundo estágio. Em um aspecto, o látex multiestágios inclui até cerca de 50%, de preferência de cerca de 10% a 40%, com mais preferência de 15% a 35% de um ou mais monômeros, ou uma mistura de monômeros, compreendendo o primeiro estágio. Em um aspecto, o látex multiestágios inclui cerca de 50%, de preferência de 60% a 90%, com mais preferência de 75% a 85% de um ou mais monômeros, ou uma mistura de monômeros, compreendendo o segundo estágio.

[00048] Em uma modalidade, o látex multiestágios aqui descrito inclui, de preferência, pelo menos duas porções de polímero com diferentes valor de Tg. Em uma modalidade preferencial, o látex multiestágios inclui pelo menos um primeiro estágio e um segundo estágio. O primeiro estágio tem, de preferência, uma Tg de cerca de 0°C a 120°C, com mais preferência de cerca de 80°C a cerca de 110°C. O segundo estágio tem, de preferência, uma Tg de mais que cerca de -35°C a 0°C, com mais preferência de cerca de -20°C a - 10°C. Em uma modalidade, na qual o látex multiestágios se destina ao uso em uma tinta pigmentada de alto brilho ou semi-brilho, o primeiro estágio tem, de preferência, uma Tg de cerca de 0°C a 120°C, com mais preferência de 25°C a 75°C e, com a máxima preferência, de 45°C a 55°C.

[00049] Em uma modalidade, o látex multiestágios aqui descrito inclui, de preferência, pelo menos duas porções de polímero, isto é, um primeiro estágio e um segundo estágio, com diferentes valores de Tg, sendo que a diferença de Tg *ΔVi+ é de cerca de 35°C, de preferência cerca de 65°C, com mais preferência cerca de 95°C e, com a máxima preferência, cerca de 125°C. Em uma modalidade, na qual o látex multiestágios se destina ao uso em uma tinta pigmentada de alto brilho ou semi-brilho, a diferença de Tg *ΔVi+ é, de preferência, de cerca de 35°C, com mais preferência cerca de 65°C.

[00050] Em uma modalidade, a invenção aqui descrita inclui um polímero de látex multiestágios tendo pelo menos um primeiro estágio e um segundo estágio. Em um aspecto, o primeiro estágio e o segundo estágio do látex multiestágios incluem, separadamente e de preferência, um ou mais monômeros etilenicamente insaturados. Em um outro aspecto, o primeiro e o segundo estágios do látex multiestágios incluem, separadamente e de preferência, os um ou mais produtos de polimerização de (i) monômeros etilenicamente insaturados, como (met)acrilatos de alquila e alcóxi, ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos saturados, mono-olefinas e dienos conjugados, opcionalmente com (ii) um ou mais monômeros, como estireno, metacrilato de metila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil hexila, acetato de vinila, acrilonitrila, cloreto de vinila e similares. Em uma modalidade, o primeiro estágio ou o segundo estágio do látex multiestágios inclui, opcionalmente, um ou mais monômeros de (met)acrilato polifuncionais. Em uma modalidade, o primeiro estágio e o segundo estágio também incluem, separadamente e de preferência, um ou mais monômeros de amida carbóxi- funcionais etilenicamente insaturados, por exemplo monômeros ureído- funcionais, como monômeros formados como produto da reação entre aminoalquil alquileno uréia (por exemplo, amino etileno uréia) com um ácido ou anidrido carboxílico etilenicamente insaturado (por exemplo, anidrido maleico).

[00051] Os monômeros etilenicamente insaturados adequados do primeiro e do segundo estágio incluem, por exemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de propila, acrilato de butila, acrilato de 2-etil hexila, metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de propila, metacrilato de butila, metacrilato de 2-etil hexila, acrilato de hidróxi etila, metacrilato de hidróxi etila, acrilato de hidróxi butila, metacrilato de hidróxi butila, metacrilato de glicidila, éter glicidílico de acrilato de 4-hidróxi butila, metacrilato de 2-(acetoacetóxi)etila (AAEM), diacetona acrilamida, acrilamida, metacrilamida, metilol (met)acrilamida, estireno, g-metil estireno, vinil tolueno, acetato de vinila, propionato de vinila, metacrilato de alila e misturas dos mesmos. Os monômeros preferenciais incluem estireno, metacrilato de metila, ácido metacrílico, metacrilato de acetoacetóxi etila, acrilato de butila e similares.

[00052] Os acrilatos polifuncionais adequados incluem, por exemplo, acrilatos di, tri e tetra-funcionais, como diacrilato de dipropileno glicol (DPGDA), triacrilato de glicerila propoxilado (GPTA), tetraacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de dipentaeritritol, misturas dos mesmos e similares. Os monômeros de acrilato polifuncional preferenciais incluem tetraacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de dipentaeritritol e similares.

[00053] Os monômeros ureído-funcionais adequados incluem, por exemplo, monômeros com a funcionalidade -NR—(C=O)—NH—, onde R pode ser H, C1-C10 alquila substituída ou não substituída, C3-C6 cicloalquila ou heteroalquila substituída ou não substituída, e similares. Sem se ater à teoria, acredita-se que os monômeros ureído-funcionais promovam a adesão a úmido de uma formulação de tinta a um substrato, quando a formulação inclui o látex multiestágios aqui descrito.

[00054] Em uma modalidade, cada um dentre o primeiro ou o segundo estágios do látex multiestágios inclui, separadamente e de preferência, de cerca de 90 a 99 %, em peso, com mais preferência de cerca de 94 a 96 %, em peso e, com a máxima preferência, de cerca de 97 a 98 %, em peso, de um ou mais monômeros etilenicamente insaturados e, de preferência, até cerca de 5 %, em peso, com mais preferência cerca de 1 a 4 %, em peso e, com a máxima preferência, de cerca de 2 a 3 %, em peso, de um ou mais monômeros ureído-funcionais, com base no peso total de monômeros no primeiro ou no segundo estágio, respectivamente. Em uma modalidade preferencial, por exemplo, o primeiro estágio inclui cerca de 95 %, em peso, de metacrilato de metila, 2 %, em peso, de ácido metacrílico, 2 %, em peso, de AAEM, e cerca de 1 %, em peso, de monômero ureído-funcional. Em uma modalidade preferencial, o segundo estágio inclui cerca de 30 %, em peso, de metacrilato de metila, 60 %, em peso, de acrilato de butila, cerca de 4 %, em peso, de AAEM, cerca de 2 %, em peso, de ácido metacrílico e cerca de 1 %, em peso, de monômero ureído-funcional.

[00055] Em uma modalidade, o látex multiestágios aqui descrito inclui, opcionalmente e de preferência, um fluorotensoativo. Para uso na presente invenção, o termo "fluorotensoativo" refere-se a compostos organofluorados sintéticos com múltiplos átomos de flúor. Esses compostos podem ser polifluorados, perfluorados (isto é, fluorocarbonetos), ou parcialmente fluorados e, tipicamente, incluem uma cabeça hidrofílica e uma cauda fluorada/hidrofóbica. Os fluorotensoativos adequados podem ser aniônicos ou não-iônicos. Os fluorotensoativos comumente usados incluem, por exemplo, fluoroalcanos, perfluoroalcanos, seus derivados e similares. Em um aspecto, são preferenciais os compostos fluorados de cadeia curta, como compostos C1-C10 fluorados. Em um aspecto preferencial, o fluorotensoativo é um composto de C6-fluorocarboneto aniônico sendo, de preferência, substancialmente isento de PFOS e PFOA e, com mais preferência, essencialmente isento de PFOS e PFOA. Em um aspecto preferencial, o látex multiestágios inclui, de preferência, até cerca de 0,5 %, em peso, com mais preferência de cerca de 0,1 a 0,3 %, em peso, com base no peso total da composição de látex multiestágios.

[00056] A composição aqui descrita pode incluir outros componentes ou aditivos, adicionados à mistura de reação de monômeros usados para produzir o látex multiestágios, ao látex, ou a uma composição para revestimento ou tinta base que inclui o látex. Os aditivos adequados são conhecidos pelos versados na técnica e incluem, por exemplo, tensoativos, agentes de tempo de abertura, ajustadores de pH, soluções iniciadoras e de reforço, agentes de reticulação, conservantes, agentes desespumantes, agentes anticorrosivos e combinações dos mesmos.

[00057] Em um aspecto, a composição de látex multiestágios aqui descrita pode incluir um agente coalescente que auxilia na formação de filme. os agentes coalescentes ou compostos coalescentes adequados são dispersíveis em uma composição de revestimento ou de tinta que inclua o látex aqui descrito, e facilitam a formação de filme a temperaturas abaixo de cerca de 25°C, e mesmo a temperaturas de 5 a 10°C. Os agentes coalescentes preferenciais têm um teor de COV menor que cerca de 50%, de preferência menor que cerca de 30%, com mais preferência menor que cerca de 20% e, com a máxima preferência, menor que cerca de 15%. Os agentes coalescentes adequados exemplificadores incluem compostos com baixo teor de COV, do tipo descrito com detalhes pelo menos nas patentes US n° 6.762.230 e 7.812.079. Outros coalescentes com baixo teor de COV adequados incluem Optifilm (Eastman Chemical, de Kingsport, TN, EUA), Loxanol (Cognis, de Kankakee, IL, EUA, agora BASF), Archer RC (ADM, de Decator, IL, EUA) e similares. Os agentes coalescentes convencionais, como Texanol (Eastman Chemical) e similares, também podem ser usados, por si sós ou em combinação com outros solventes, como 2-butóxi etanol (butil celossolve), éter monobutílico de dietileno glicol (butil carbitol) e similares, desde que sejam mantidos os baixos teores de COV na composição de revestimento ou de tinta.

[00058] Embora os agentes coalescentes sejam tipicamente usados em tintas para auxiliar na formação de filme, a tinta produzida com o látex multiestágios aqui descrito é frequentemente capaz de formar filme com baixos teores de coalescente, ou mesmo na ausência de agentes coalescentes, sob temperaturas de formação de filme de 20°C ou menos, com mais preferência sob temperaturas de 10°C ou menos. Consequentemente, em um aspecto o agente coalescente é um ingrediente opcional nas composições de revestimento ou de tinta que incluem o látex aqui descrito e, em um aspecto preferencial, a composição de revestimento ou de tinta é substancialmente isenta e, com mais preferência, essencialmente isenta de agentes coalescentes.

[00059] Em uma modalidade, a composição de látex multiestágios aqui descrita é adequada para uso em uma composição para revestimento ou uma tinta com baixo teor de COV, ou isenta de COV, a ser colorida ou tonalizada até uma cor e um acabamento desejados, como uma tinta base colorizável no ponto de venda, por exemplo. Em um aspecto, a composição de revestimento ou tinta pode incluir um ou mais pigmentos, inclusive pigmentos ou cargas usados para tonalizar ou opacificar a tinta base colorizável no ponto de venda. Os exemplos adequados de pigmentos incluem, mas não se limitam a, branco de dióxido de titânio, negro de carbono, negro de fumo, óxido de ferro negro, óxido de ferro vermelho, óxido de ferro amarelo, óxido de ferro marrom (uma blenda de óxido amarelo e vermelho com óxido preto), verde de ftalocianina, azul de ftalocianina, vermelhos orgânicos (como vermelho de naftol, vermelho de quinacridona e vermelho de toluidina), magenta de quinacridona, violeta de quinacridona, laranja DNA e/ou amarelos orgânicos (como Amarelo Hansa), por exemplo.

[00060] Em uma modalidade, a composição de látex multiestágios pode ser usada em uma composição de revestimento, como uma tinta, especialmente uma tinta base a ser colorida ou tonalizada no ponto de venda, para se obter uma tinta com cor e acabamento desejados. Em um aspecto, a tinta base pode ser incolor (não pigmentada) ou pigmentada antes de ser colorida ou tonalizada. Em um aspecto, a tinta base é tonalizada ou colorida na loja, com o uso de um ou mais corantes comercialmente disponíveis. Os corantes adequados que podem ser usados em uma formulação de composição de revestimento ou tinta incluem, por exemplo, os corantes NovoColor (Color Corp. of America, de Louisville, KY, EUA), isto é, corantes isentos de COV compatíveis com composições para revestimento à base de água, conforme aqui descrito. As composições corantes preferenciais incluem um componente corante, isto é, um pigmento disperso em uma fase líquida, um pacote tensoativo que inclui um tensoativo compatível com látex, um carreador e outros aditivos opcionais. As composições corantes exemplificadoras incluem formulações com corante único, compatíveis com tintas látex, do tipo descrito nas patentes US n° 6.488.760 e 7.659.340. Essas composições corantes são uniformes e não exigem misturação antes da adição a uma formulação de tinta base, têm vida útil estendida e apresentam um aumento de viscosidade menor que cerca de 15 KU, com mais preferência menor que cerca de 10 KU, quando armazenadas durante um período de tempo prolongado sob temperaturas de cerca de 40°C a 50°C.

[00061] Em um aspecto, a composição de látex multiestágios pode ser usada em uma formulação de tinta base a ser tonalizada para produzir uma tinta escura ou com coloração intensa. Para produzir essa tinta escura ou com coloração intensa, é necessária uma alta carga de corante. Em um aspecto, a quantidade de corante a ser adicionada à tinta base é determinada pela cor e pelo acabamento desejados (isto é, brilhante, semi-brilho, acetinado etc) da tinta colorida. De preferência, a tinta inclui até cerca de 20 %, em peso, de corante, com mais preferência de cerca de 5 a 15 %, em peso, de corante e, com a máxima preferência, de cerca de 8 a 12 %, em peso, de corante.

[00062] Tipicamente, a viscosidade da tinta base diminui quando a composição corante é adicionada. Uma tinta com coloração intensa requer uma alta carga de corante e, portanto, a tinta colorida terá uma viscosidade mais baixa e poderá ter propriedades inadequadas para aplicação a um substrato. Além do mais, como as tintas base são produzidas para terem pouco ou nenhum COV, com o uso de polímeros mais macios, e como pouco ou nenhum corante contendo COV adicionado à tinta base tem uma alta porcentagem de componentes macios não voláteis, é difícil formar um filme ou revestimento acrílico duro, com boas propriedades mecânicas, isto é, resistência à blocagem e resistência à abrasão, por exemplo. Surpreendentemente, o látex multiestágios aqui descrito, quando usado em uma tinta base a ser tonalizada para obtenção de uma tinta colorida e, especialmente, uma tinta com coloração intensa, resiste ao amolecimento mesmo com alta carga de corante, com uma porcentagem correspondentemente alta de componentes macios não voláteis, necessários para a obtenção de uma tinta com coloração intensa. Ao contrário das expectativas, as tintas com coloração intensa produzidas com o uso do látex multiestágios aqui descrito oferecem excelente resistência à blocagem ao mesmo tempo em que mantêm um grau superior de resistência à abrasão, em comparação a polímeros de látex disponíveis comercialmente.

[00063] Contrariando a tendência da indústria, quando usada em tintas aplicadas sob altas temperaturas e/ou em ambientes muito úmidos, a tinta incluindo o látex multiestágios aqui descrito exibe excelentes características de desempenho, com ótima resistência à abrasão e resistência à adesão, juntamente com grau superior de resistência à blocagem em relação a formulações produzidas com o uso de polímeros de látex disponíveis comercialmente.

[00064] Em uma modalidade, as tintas produzidas com o látex multiestágios aqui descrito demonstram excelente resistência à blocagem. A resistência à blocagem é medida por meio de um teste padrão, conforme descrito abaixo, e as classificações de blocagem são atribuídas em uma escala de 0 a 10, onde uma classificação de 0 corresponde a resistência muito inadequada à blocagem, e uma classificação de 10 corresponde a excelente resistência à blocagem. Em um aspecto, as tintas aqui descritas mostram classificações de blocagem para 1 dia e 7 dias em, de preferência, pelo menos 6, com mais preferência pelo menos 7 e, com a máxima preferência, pelo menos 8.

[00065] Em uma modalidade, as tintas produzidas com o látex multiestágios aqui descrito demonstram um grau superior de resistência à abrasão, em comparação a formulações comercialmente disponíveis. A resistência à abrasão é medida por meio de um teste padrão, conforme descrito abaixo. O filme é curado durante sete (7) dias, e a resistência à abrasão é registrada sob a forma de um certo número de abrasões aplicadas antes do filme falhar, isto é, ser removido por atrito da superfície do substrato. Em um aspecto, as tintas aqui descritas exibem uma resistência à abrasão de pelo menos cerca de 600 abrasões, com mais preferência de cerca de 800 a 1.300 e, com a máxima preferência, de cerca de 900 a 1.200 abrasões.

[00066] Em uma modalidade, as tintas produzidas com o látex multiestágios aqui descrito demonstram excelente resistência à adesão. A resistência à adesão é medida por meio de um teste padrão, conforme descrito abaixo, sendo registrada como o tempo em seguida à cura inicial para que a superfície do filme já não se mostre pegajosa ao toque. Em um aspecto, as tintas aqui descritas exibem, de preferência, uma resistência à adesão de não mais que cerca de 60 segundos, com mais preferência não mais que cerca de 15 segundos e, com a máxima preferência, não mais que cerca de 5 segundos.

[00067] Em um aspecto, a composição de látex multiestágios aqui descrita pode ser usada em uma composição de revestimento ou tinta que inclui, adicionalmente, um ou mais aditivos. Os aditivos adequados incluem, mas não se limitam a, cargas, tixotropos, modificadores reológicos, agentes de fosqueamento e similares. Os aditivos podem incluir um ou mais ingredientes adicionados a uma tinta para modificar as propriedades ou otimizar o desempenho da tinta durante o armazenamento, o manuseio, a aplicação e outras etapas diferentes ou subsequentes. As características de desempenho desejáveis de uma formulação de tinta incluem, por exemplo, resistência química, resistência à abrasão (isto é, resistência ao atrito), resistência à adesão, dureza, brilho, refletividade, aparência e/ou uma combinação dessas propriedades e outras propriedades similares. Os aditivos otimizadores de desempenho preferenciais incluem vernizes, ceras, agentes de laminação alisamento, e aditivos para evitar danos, abrasões e similares.

[00068] A invenção é ilustrada pelos exemplos a seguir. Deve-se compreender que os exemplos, materiais, quantidades, e procedimentos particulares devem ser interpretados amplamente de acordo com o escopo e essência das invenções conforme aqui determinados. Exceto onde indicado em contrário, todas as partes e porcentagens são em peso e todos os pesos moleculares são peso molecular médio ponderal. A não ser que especificado de outra forma, todas as químicas usadas estão comercialmente disponíveis junto à, por exemplo, Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, EUA.

EXEMPLOS

[00069] Exceto onde indicado em contrário, foram usados os seguintes métodos de teste nos um ou mais Exemplos apresentados a seguir.

Resistência à abrasão

[00070] A resistência à abrasão das formulações de tinta é testada com o uso do método ASTM D2486-96 ("Standard Test Method for Scrub Resistance of Wall Paints", ou método de teste padrão para resistência à abrasão de tintas para parede).

Resistência à blocagem

[00071] A resistência à blocagem das formulações de tinta é testada com o uso do método ASTM D4946-89 ("Standard Test Method for Blocking Resistance of Architectural Paints", ou método de teste padrão para resistência à blocagem de tintas arquitetônicas).

Resistência à adesão

[00072] A resistência à adesão das formulações de tinta é medida por meio do teste de adesividade de Zapon. Uma alavanca de alumínio com 7,62 cm (3 pol) de comprimento e 2,54 cm (1 pol) de largura é curvada a um ângulo de 40° a partir da vertical, criando uma plataforma com 2,54 cm (1 pol) e uma alavanca com 5,08 cm (2 pol). É feita uma aplicação de tinta com o uso de uma barra Bird de 0,10 mm (4 mil) sendo deixada curar de um dia para o outro. O equipamento para teste de adesividade Zapon é, então, colocado sobre o filme, pesado com um peso específico e deixado em repouso durante um período de tempo específico (isto é, um peso de 1.000 g durante 30 segundos). Ao se remover o peso, é observado e registrado o tempo até a queda do equipamento para teste de adesividade Zapon. Um filme que não tenha adesividade fará com que o equipamento para teste de adesão caia instantaneamente.

Exemplo 1

[00073] As composições de látex multiestágios de n° 1 a n° 9 foram preparadas mediante um processo de alimentação sequencial de monômero, conforme descrito acima, incluindo pelo menos um primeiro estágio e um segundo estágio. As composições de látex multiestágios foram incluídas em uma tinta base incolor (não pigmentada). A tinta base foi tonalizada com o uso de corante preto a uma concentração de 7,5 g/L de corante (isto é, 12 onças de corante por galão da tinta base), para se obter formulações de tinta para teste preta com um acabamento semi-brilhante. As tintas foram testadas juntamente com a tinta de controle produzida a partir de um sistema de polímero de látex comercialmente disponível, conhecida por oferecer ótima resistência à blocagem (Rhoplex™ HG706, disponível junto à Dow). Esse látex é incluído em uma tinta base de controle, e a tinta de controle é tonalizada até se obter uma cor preta com acabamento semi-brilhante, mediante a adição de 7,5 g/L de corante (12 onças de corante por galão da tinta base de controle). Os resultados dos testes são mostrados na Tabela 1, onde a razão entre estágios representa a razão entre monômeros "duros" e monômeros "macios". Tabela 1. Propriedades de desempenho do látex multiestágios

Exemplo 2

[00074] As composições de látex multiestágios de n° 1B a n° 4B foram preparadas por meio de um processo de alimentação sequencial de monômero, conforme descrito acima, incluindo pelo menos um primeiro estágio e um segundo estágio, com uma razão entre monômeros "duros" e "macios" de 30/70 para cada composição. As composições de látex multiestágios foram incluídas em uma tinta base pigmentada. A tinta base foi tonalizada com o uso de corante preto a uma concentração de 7,5 g/L de corante (isto é, 12 onças de corante por galão da tinta base), para se obter formulações de tinta para teste preta com um acabamento semi-brilhante. Os resultados de teste foram comparados com uma tinta base de controle, produzida conforme descrito no Exemplo 1. Os resultados são mostrados na Tabela 2. Tabela 2 Propriedades de desempenho do látex multiestágios

[00075] A descrição completa de todas as patentes, pedidos de patente, publicações, e material disponível eletronicamente citado na presente invenção estão aqui incorporadas a título de referência. A descrição detalhada e os exemplos anteriormente mencionados foram oferecidos somente por uma questão de clareza de entendimento. Nenhuma limitação desnecessária deve ser inferida das mesmas. A invenção não se limita aos detalhes exatos mostrados e descritos, pois variações óbvias para o versado na técnica estarão incluídas na invenção definida pelas reivindicações. A invenção ilustrativamente aqui descrita pode ser adequadamente praticada, em algumas modalidades, na ausência de algum elemento que não seja aqui especificamente descrito.

Claims

1. Composição para revestimento, caracterizadapelo fato de compreender: uma formulação de tinta base líquida colorizável no ponto de venda, compreendendo um polímero de látex multiestágios que tem 20 a 40% em peso de monômeros de primeiro estágio com uma Tg de 25 a 75°C, e 60 a 80% em peso de monômeros de segundo estágio com uma Tg de -35 a 0°C; um fluorotensoativo, o qual está presente, e está presente em uma quantidade de até 0,5% em peso; e de 0,05 a 15 %, em peso de uma ou mais composições corantes tendo um teor de compostos orgânicos voláteis (COV) menor que 50 g/L; em que os corantes são adicionados à formulação de tinta base em um ponto de venda, para se obter uma cor desejada, em que a composição para revestimento, quando testada usando ASTM D4946-89, exibe classificação de blocagem para 7 dias de 8 a 10.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o látex multiestágios é capaz de formar um filme a uma temperatura de 4°C ou menos.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o látex multiestágios é capaz de formar um filme a uma temperatura de 10°C ou menos, na ausência de um agente coalescente separado.

4. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição inclui, adicionalmente, até 2 %, em peso, de agente coalescente, sendo capaz de formar um filme a uma temperatura de 20°C ou menos.

5. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os monômeros que formam o primeiro estágio ou o segundo estágio compreendem um ou mais monômeros etilenicamente insaturados selecionados do grupo consistindo em ácido acrílico, C1-Cs ésteres de ácido acrílico, Ci-Cs ésteres de ácido acrílico substituídos, ácido metacrílico, Ci-Cs éster de ácido metacrílico, Ci-C8 ésteres de ácido metacrílico substituídos, estireno, α-metil estireno, vinil tolueno, acetato de vinila, propionato de vinila, metacrilato de alila e misturas dos mesmos.

6. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os monômeros que formam o primeiro estágio ou o segundo estágio compreendem, adicionalmente, um ou mais monômeros de acrilato polifuncionais.

7. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a diferença em Tg entre o primeiro e segundo estágios do polímero de látex multiestágios é de 65°C a 125°C.

8. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição exibe uma resistência à adesão de 0 até 3 s.

9. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição é capaz de formar um filme a uma temperatura menor que 15°C.

10. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que a composição corante compreende: um componente de corante; um pacote tensoativo compreendendo pelo menos um tensoativo compatível com látex; e um carreador.

11. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que a composição compreende de 0,1 a 0,3 %, em peso de fluorotensoativo, com base no peso total da composição.

12. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que possui uma resistência à abrasão de 600 a 1300 abrasões.